8.4. Напряжение в ремне

Нормальное напряжение от окружной силы , Н:

где А – площадь сечения ремня, мм^2.

Напряжение от предварительного натяжения ремня:

Напряжение в ведущей и ведомой ветвях и МПа.

Напряжение от центробежной силы ,

где - плотность материала ремня кг/м³_, V₁ – скорость ремня.

Напряжение изгиба на малом шкиве МПа, где δ – толщина ремня. Максимальные суммарные напряжения на дуге сцепления ремня с малым (ведущим) шкивом (рис. 54).

Рис. 54. Эпюры напряжений в ремне

где

Полученное уравнение не учитывает циклических напряжений изгиба, циклических напряжений, возникающих из-за разности натяжений ведущей и ведомой ветвей ремня, поэтому оно используется как проверочное.

8.5. Расчет ременной передачи по тяговой способности

Расчет основан на использовании кривых скольжения (рис. 55), которые строятся в зависимости коэффициента тяги от упругого скольжения.

Коэффициент тяги

(8.14)

Коэффициент упругого скольжения:

Кривые скольжения получают на экспериментальной установке с параметрами: u=1; V₁=10 м/с; α₁=180° и F_o=const.

При постоянном повышении нагрузки, т.е. окружной силы F_t, кривая скольжения на графике (рис. 55) имеет прямолинейный характер до критического значения коэффициента тяги φ. При дальнейшем повышении нагрузки кроме упругого скольжения, возникает дополнительное проскальзывание вплоть до предельного значения коэффициента тяги , при котором наступает полное буксование. При этом величина угла δ достигает значения угла охвата α₁ на ведущем шкиве.

КПД передач достигает максимума также при критическом коэффициенте тяги (рис. 55).

Рис. 55 Кривые скольжения и КПД

Кривые скольжения и КПД показывают, что оптимальная нагрузка ременной передачи находится в зоне . При меньших значениях – передача недогружена. При больших – работа допускается только при кратковременных перегрузках из-за повышенного износа ремня, нагрева и др. факторов.

Средние значения составляют: - для прорезиненных ремней, - для плоских синтетических, - для клиновых.

Оптимальное значение окружного усилия и передаваемой мощности находят из формул:

Н (8.15)

кВт. (8.16)

8.6. Расчет плоскоременных передач

Такие передачи рассчитывают по тяговой способности с использованием кривых скольжения.

Допускаемая удельная окружная сила

,

где р_о – номинальная окружная сила, передаваемая единицей ширины ремня, зависит от материала ремня и находится по таблице;

- коэффициент влияния угла охвата ремнем малого шкива;

- коэффициент влияния центробежных сил; - коэффициент режима работы [1].

Ширина ремня:

8.7. Клиноременные передачи

Благодаря клиновому действию ремня такие передачи обладают повышенным сцеплением со шкивами. Из рисунка 56 видно, что сила dF_n нормальная к поверхности канавки шкива, значительно больше силы натяжения dF.

Рис. 56. Силы, действующие на участок клинового ремня

Все формулы Эйлера для плоскоременных передач применимы и для клиноременных, для которых коэффициент трения равен приведенному коэффициенту трения: .

Условие отсутствия заклинивания ремня в канавке:

Поэтому, если принять , то , а для шкивов различных диаметров угол . Тогда:

Таким образом, при одинаковом натяжении клиновой ремень передает окружную силу в 3 раза большую, чем в передаче с плоским ремнем.

В настоящее время клиновые ремни выпускаются трех типов: нормального сечения, узкие и широкие (применяемые в вариаторах скорости) число ремней в приводах обычно от двух до восьми, что позволяет уменьшить диаметральные размеры передачи.

Поликлиновые ремни представляют собой плоские ремни с продольными клиновыми ребрами на внутренней поверхности. Они сочетают гибкость плоских ремней и повышенное сцепление со шкивами, как у клиновых ремней.

Рис. 57.