ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Критерии работоспособности ременных передач

Рис.1 Ременная передача

В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают: плоскоременную (рис.1,а), клиноременную (рис.1,б) и круглоременную (рис.1,в).

Достоинства ременных передач: 1) возможность передачи движения на значительные расстояния; 2) возможность работы с высокими скоростями; 3) плавность и малошумность в работе; 4) предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки вследствие упругости ремня; 5) защита от перегрузки в результате проскальзывания ремня по шкиву; 6) простота конструкции и эксплуатации.

Недостатки: 1) значительные габаритные размеры; 2) значительные силы, действующие на валы и опоры; 3) непостоянство передаточного отношения; 4) низкая долговечность ремней; 5) необходимость защиты ремня от попадания масла.

Ременные передачи целесообразно применять на быстроходных ступенях сложных передач при расположении валов на значительных расстояниях. Мощность современных передач до 50 кВт.

В современном машиностроении наибольшее применение имеют клиноременные передачи; увеличивается применение поликлиновых и

зубчатых ремней, а также плоских ремней из синтетических материалов. Круглоременные передачи применяют при небольших мощностях, например, в приборах, настольных станках, машинах домашнего обихода и т.п.

Кинематика ременных передач

Окружные скорости, м/с, на шкивах (см. рис.1):

и , (1)

где d₁ и d₂ – диаметры ведущего и ведомого шкивов, мм; n₁ и n₂ – частоты вращения шкивов, мин^-1.

Окружная скорость на ведомом шкиве v₂ меньще скорости на ведущем v₁ вследствие скольжения:

, (2)

где ε =0,01_…0,02 – коэффициент скольжения

Передаточное отношение

(3)

Геометрические параметры передачи

Основными геометрическими параметрами открытой ременной передачи (рис.2) являются: диаметры шкивов d₁ и d₂, межосевое расстояние , угол между ветвями ремня, угол обхвата ремнем малого шкива и длина ремня .

Диаметры шкивов определяются в зависимости от типа привода, передаваеиой мощности и передаточного отношения. Диаметры шкивов плоскоременных и клиноременных передач стандартизованы.

Межосевое расстояние определяется в основном конструкцией привода.

При геометрическом расчете известными являются и , определяют угол и длину ремня .

Рис. 2 Геометрические параметры ременной передачи

Угол между ветвями ремня находят из треугольника О₁СО₂:

Учитывая, что практически не превышает 15⁰ то

(4)

Угол обхвата ремнем малого шкива в градусах:

; (5)

Длина ремня определяется как сумма прямолинейных участков и дуг обхвата:

(6)

При заданной длине ремня межосевое расстояние

(7)

Силы и напряжения в ремне

Окружная сила на шкивах, Н,

(8)

где -вращающий момент, Нм, на ведущем шкиве диаметром .

Из условия равновесия шкива при передаче вращающего момента имеем

, (9)

где и - силы натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня под нагрузкой. Так как геометрическая длина ремня от нагрузки не зависит, то можно записать равенство суммарных натяжений ветвей в нагруженной и ненагруженной передаче:

(10)

где - сила начального натяжения ремня.

Из равенств (9) и (10) следует

. (11)

Сила начального натяжения ремня обеспечивает передачу полезной нагрузки за счет сил трения между ремнем и шкивом. С ростом силы несущая способность ременной передачи возрастает, однако срок службы уменьшается.

Уравнения (11) не вскрывают способности передачи передавать нагрузку , т.е. тяговой способности передачи.

Соотношение сил натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня определяют по уравнению Эйлера

(12

где - основание натурального логарифма; - коэффициент трения; - угол обхвата.

Из формулы (12) видно, что нагрузочная способность ременной передачи возрастает с увеличением и .

Нагрузочная способность ременной передачи понижается в результате действия центробежной силы , величина которой определяется по формуле:

= , (13)

где - плотность материала ремня; - площадь поперечного сечения ремня.

Предварительное напряжение в ремне равно

= . (14)

Полезное напряжение в ремне от окружной силы равно

. (15)

Напряжения и в ветвях ремня от рабочей нагрузки равны

= + ; = - . (16)

Напряжения в ремне от действия центробежной силы определяется по формуле:

= (17)

Кроме вышеуказанных напряжений в ремне при огибании шкивов возникают напряжения изгиба ,которые определяются по формуле

(18)

где - модуль упругости; толщина ремня.

Суммарное максимальное напряжение в ведущей ветви в месте набегания ремня на малый шкив

(19)

Эпюра распределения напряжений по длине ремня показана на рис.3.

Рис.3. Эпюры напряжений в ремне

Критерии работоспособности ременных передач

Основными критериями работоспособности ременных передач являются: 1) тяговая способность передачи; 2) долговечность ремня.

Тяговой способностью ременной передачи называется ее способность передавать заданную нагрузку без частичного или полного буксования.

Основным расчетом ременных передач является расчет по тяговой способности. Долговечность ремня учитывают при расчете путем выбора основных параметров передачи в соответствии с практическими рекомендациями.

Тяговая способность ременной передачи характеризуется экспериментальными кривыми относительного скольжения (%), совмещенными с кривыми КПД (%), в зависимости от нагрузки передачи, которую выражают через коэффициент тяги (рис.4)

Рис. 4 Кривые скольжения и КПД

Коэффициент тяги равен

(20)

Из рис.4 видно, что при увеличении коэффициента тяги до значения наблюдается упругое скольжение ремня, пропорциональное , а КПД передачи возрастает до максимального значения. При увеличении коэффциента коэффициента тяги от до работа передачи становится неустойчивой, появляется буксование, а КПД передачи резко понижается. При = наступает полное буксование и передача мощности прекращается.

Рабочую нагрузку рекомендуют выбирать вблизи критического значения и слева от нее. Зона частичного буксования характеризует способность передачи переносить кратковременные перегрузки.

Определив по кривым скольжения находят полезное допускаемое напряжение для испытуемой передачи:

, (21)

где - запас тяговой способности по буксованию.

Кривые скольжения получают при испытаниях на типовых стендах при типовых условиях: , нагрузка равномерная, передача горизонтальная. Такие кривые являются результатом испытаний ремней различных типов и материалов. Данные заносят в таблицы.

Для проектируемой передачи допускаемое полезное напряжение определяют с помощью корректирующих коэффициентов:

, (22)

где коэффициент угла обхвата;

- скоростной коэффициент;

коэффициент режима нагрузки;

коэффициент, учитывающий способ натяжения ремня и наклон линии центров передачи к горизонту.

Долговечность ремня зависит не только от величины напряжений, но также от характера и частоты цикла изменения этих напряжений. Частота цикла напряжений равна частоте пробегов ремня:

(20)

где - окружная скорость; - длина ремня; - допускаемое число пробегов ремня; для плоских ремней для клиновых

Нагрузка на валы и опоры

Силы натяжения ветвей ремня (за исключением ) передаются на валы и опоры (рис.5).

Рис. 5 Силы, действующие на вал передачи

Равнодействующая нагрузка на вал

(21)

Обычно что относится к недостаткам ременной передачи.

Плоскоременная передача

Наиболее типичные схемы передач плоским ремнем представлены на рис. 6: а) открытая ; б)перекрестная ; в) полуперекрестная ; г) угловая ; д)регулируемая передача со ступенчатыми шкивами; е)передача с натяжным роликом.

а) б) в)

д) е)

г)

Рис.6 Схемы плоскоременных передач

Наибольшее распространение имеют открытые плоскоременные передачи. КПД плоским ремнем

Плоские ремни бывают кожаные, шерстяные, хлопчатобумажные, резинотканевые и синтетические.

Синтетические ремни обладают высокой статической прочностью, эластичностью и долговечностью. Армированные пленочные ремни на основе синтетических полиамидных материалов при малой толщине (от 0,4 до 1,2 мм) могут передавать значительные мощности (до 15 кВт) и с высокой быстроходностью (до 60 м /с).

Концы ремней соединяются следующими тремя основными способами: 1) сшивка; 2)склеивание; 3) металлическое скрепление.

Плоские пленочные ремни выпускают в виде замкнутой ленты определенной длины.