7.8. Силы в передаче. Передаточное отношение

Для создания трения между ремнем и шкивом ремню после установки создают предварительное натяжение F0 (рис. 2.6.9.а).

Рисунок 2.6.9 Силы в ветвях ремня

После приложения основной нагрузки происходит перераспределение натяжений в ветвях ремня. Ветвь, набегающая на ведущий шкив (ведущая) натягивается F1, натяжение в ведомой ветви уменьшается F2 (рис.2.6.9.б). Силы натяжения ветвей ремня Fn (рис. 2.6.10) нагружают валы и подшипники, что является недостатком ременных передач.

Рисунок 2.6.10 Схема для определения нагрузки на валы

В ременной передаче возникают два вида скольжения: упругое и буксование. Упругое скольжение неизбежно при нормальной работе передачи. В процессе работы напряжение ремня на ведущем шкиве падает, ремень укорачивается и отстает от шкива. Возникает упругое скольжение. На ведомом шкиве натяжение ремня падает, и тоже возникает упругое скольжение. Упругое скольжение возникает в результате разности натяжений ведущей и ведомой ветви. По мере роста окружной силы, ремень начинает скользить по всей длине дуги обхвата, то есть по всей поверхности касания ремня с ведущим шкивом, то есть буксует. Ведомый шкив при этом останавливается, к.п.д. падает до нуля. Упругое скольжение характеризуется коэффициентом скольжения, который представляет потерю скорости на шкивах, а, следовательно, непостоянство передаточного отношения. Поэтому передаточное число ременной передачи определяется по формуле:(2.6.5).

7.9. Напряжения в ремне

При работе ременной передачи напряжения по длине ремня распределяются неравномерно. При огибании шкивов в ремне возникают напряжения изгиба (рис. 2.6.11). Волокна ремня на его внешней стороне растягиваются. Максимальное напряжение изгиба возникает в поперечном сечении ремня при его набегании на ведущий шкив. Чем меньше диаметр шкива и больше высота ремня, тем большие напряжения возникают, тем менее долговечен ремень. На практике рекомендуют отношение толщины ремня к диаметру шкива D1 в пределах 1/25…1/30.

Рисунок 2.6.11 К изгибу ремня на шкиве

Критерии работоспособности ремённых передач

Основными критериями работоспособности ремённых передач являются

1) тяговая способность – надёжность сцепления со шкивами,

2) долговечность ремня, которая определяется в основном его сопротивлением усталости.

Тяговая способность ременной передачи обусловливается сцеплением ремня со шкивами. Исследуя тяговую способность, строят графики-кривые скольжения и к.п.д.; на их базе разработан современный метод расчета ременных передач.

Тяговая способность характеризуется кривыми скольжения и КПД передачи от полезной нагрузки (окружной силы Ft), которую выражают через коэффициент тяги, показывающий, какая часть предварительного натяжения ремня полезно используется для передачи нагрузки. Кривые скольжения для всех типов ремней получают экспериментально рис.2.6.12.

Рисунок 2.6.12 Кривые скольжения

По оси абсцисс откладывают нагрузку, выраженную через коэффициент тяги ,а по оси ординат – коэффициент скольженияи к.п.д.. При постоянном натяжении постепенно повышают полезную нагрузку Ft, а следовательно, и коэффициент тягии измеряют значение коэффициента,а (точнее,1 и2), а также КПД передачи.При возрастании коэффициента тягиот нуля до критического значениянаблюдается только упругое скольжение, которое пропорционально нагрузке, и кривая скольжения имеет прямолинейный участок. Передача работает нормально.

При дальнейшем увеличении коэффициента тяги от док упругому скольжению добавляется частичное буксование. Нормальная работа передачи нарушается. Зона частичного буксования определяет способность передачи переносить кратковременные перегрузки, например при пуске. При предельном значениинаступает полное буксование, ведомый шкив останавливается.

В зоне частичного буксования КПД резко снижается вследствие увеличения потерь на скольжение, при этом ремень быстро изнашивается. Поэтому рабочую нагрузку рекомендуется выбирать вблизи критического значения. В этом случае значение КПД принимают: для плоскоремённой передачи = 0,93…0,98; для клино- и поликлиноремённой= 0,92…0,97.