Служать для передачі обертання між двома шківами за допомогою гнучкого зв'язку - ременя
Переваги. можливість пробуксовки ременя при ударах навантаження, що рятує ланки механізмів від поломок; безшумна робота на високих і надвисоких швидкостях; простота конструкції передачі.
Недоліки. великі габарити передачі; нестабільне передавальне відношення в зв'язку з ковзанням ременя
Конструктивні типи ременів
Ремені підрозділяється на два основних види: плоскі і клинові.
Плоскі ремені буває:
а) шкіряні - кращий тип ременів;
б) прогумовані - основний найбільш поширений тип;
в) текстильні ткані - вовняні, бавовняні і з синтетичних матеріалів. Ці ремені найчастіше цільнотканим без зшивання
Клинові ремені стандартизовані по перетину і довжині, не мають зшивання і складаються з центрального армуючого шару, оточеного гумовим сердечником в формі трапеції, який захищений зовні шарами прогумованої стрічки. Ці ремені працюють бічними гранями, кут між якими становить близько 40 °, тому трапецеїдальні канавки на шківах повинні забезпечити значний радіальний зазор між ременем і дном канавки. Число ременів на шківі коливається від 1 до 8, але зазвичай від 1 до 4. За розміром перетину таблицями ГОСТ передбачаються наступні типи ременів: О, А, Б, В, Г, Д, Е. Для кожного типу (перетину ременя) в таблицях вказуються: розміри перетину, площа перетину, довжина, мінімальний діаметр шківа, допустиме навантаження і вага
Порівняння плоских і клинових ременів по тягової здатності
Сила тертя на поверхні плоского ременя: Fn = P f
Сила тертя на поверхнях тертя клинового ременя:
Теоретично тягова здатність клинового ременя при тому ж зусиллі натягу в 3 рази більше, ніж у плоского.
Однак відносна міцність клинового ременя в порівнянні з плоским дещо менше (в ньому менше шарів армуючої тканини), тому практично тягова здатність клинового ременя приблизно в два рази вище, ніж у плоского. Це свідчення на користь клинових ременів послужило підставою для їх широкого поширення, особливо останнім часом
Пристрої для натягу ременя
Щоб ремінна передача могла передавати корисне окружне зусилля, ремінь повинен бути натягнутий розрахунковим зусиллям S0. Для натягу ременів застосовуються такі способи:
натяг приводним мотором за допомогою гвинтових пристроїв;
натяг натяжним шківом за допомогою постійного зусилля, створюваного пружиною, або вантажем противаги;
пружне натяг за рахунок укороченою проти розрахункової довжини ременя.
Останній спосіб не дає стабільного натягу, тому застосовується рідко
Розрахункові геометричні залежності в пасової передачі
α1. α2 - кути обхвату;
R1. R2 - радіуси шківів;
A - міжцентрову відстань
Вільна теоретична довжина ременя
Діаметр малого шківа по дослідної формулою Саверина
N - потужність в кВт;
n - число оборотів в хвилину.
D2 = D1i. Уточнення D2 = D1i (1 -ξ), де ξ - коефіцієнт пружного ковзання ременя.
Діаметри шківів округлюються до найближчого значення по ГОСТ
Пружне ковзання ременя
За формулою Ейлера для тертя гнучких тіл натяг набігає гілки ременя S1 більше, ніж натяг збігає S2:
Тут: α - кут обхвату ременя;
β - кут пружного ковзання ременя;
f - коефіцієнт тертя ременя по шківа;
l - основа натуральних логарифмів
Так як натяг гілок ременя неоднаково, то і відносне подовження їх згідно із законом Гука також буде неоднаковим. На дузі α ці подовження вирівнюються, що може мати місце лише за умови пружного ковзання ременя, величина дуги α залежить від переданої навантаження. Якщо навантаження весь час збільшувати, то в межі дуга досягне дуги β. Фізично це буде відповідати повній буксування ременя, що абсолютно неприпустимо. Відносне подовження гілок ременя:
Відносне пружне ковзання ременя:
Пружне ковзання ременя під навантаженням цілком закономірно, воно зазвичай не перевищує 0,02 (2%); якщо передачу перевантажити, то пружне ковзання переходить в неприпустиме буксування
Сили, що діють в пасової передачі
Зусилля попереднього натягу гілок ременя - S0
Зусилля натягу гілок ременя в роботі. На основі рівноваги гнучкої нитки: S1 - S2 = Р
Теорема Понселе: Сума зусиль натягу гілок ременя в стані спокою і руху під навантаженням є величина постійна: S1 + S2 = 2S0
Слідство теореми Понселе: При переході від стану спокою до стану роботи під навантаженням зусилля набігає гілки збільшується на величину половини окружного зусилля, зусилля збігає - на стільки ж зменшується
Навантаження на вали і підшипники:
Коефіцієнт тяги і криві ковзання ременя
Коефіцієнтом тяги називається відношення корисного окружного зусилля до повного зусиллю натягу гілок ременя.
За фізичним змістом коефіцієнт тяги характеризує ступінь завантаження передачі:
Залежність між коефіцієнтом тяги і коефіцієнтом пружного ковзання ременя, виражена графічно, носить назву кривих ковзання ременя. Оптимальний режим роботи ременя при вищому значенні ККД повинен перебувати в зоні пружного ковзання. На підставі кривих ковзання визначаються допустимі напруження в ремені
Напруження в ремені і їх кругова епюра
напруга від окружного зусилля: K = P / F
Для плоских ременів площа перетину ременя F = bδ
де b - ширина, δ - товщина ременя
Для клинових ременів F визначається за таблицями ГОСТу.
Напруга від попереднього натягу ременя:
Напруга від зусиль натягу ременя:
Напруга від дії відцентрових сил: розглядаючи суму проекцій сил на горизонтальну вісь, отримаємо:
Синус елементарного кута sindα / 2 можна прийняти рівним куту в радіанах dα / 2. тоді відцентрова сила елементарної ділянки ременя, введеного дугою dα:
з іншого боку, елементарна відцентрова сила:
Тут: dm - елементарна маса виділеної ділянки ременя;
R - радіус шківа;
ω - кутова швидкість обертання шківа;
γ - питома вага матеріалу ременя;
V - окружна швидкість ременя;
g - прискорення сили тяжіння
Прирівнюючи рівняння, отримаємо натяг ременя від дії відцентрової сили:
Напруга в ремені від дії відцентрової сили:
Слід зауважити, що напруга пропорційно квадрату окружної швидкості; при малих швидкостях воно неве-лико, при великих - різко зростає.
Напруга від вигину ременя:
Згідно із законом Гука σ = εЕ
Напруга вигину пропорційно товщині ременя, модулю пружності і обернено пропорційно діаметру шківа. Це означає, що відношення D / ρ не повинно бути малим (це було визначено в таблицях ГОСТу для кожного типу ременя)
Розрахунок ремінних передач до тягової здатності
[К] - допустиме розрахункове напруження;
[K] таб - табличне допустиме напруження;
CH - поправочний коефіцієнт, що залежить від характеру навантаження;
CV - поправочний коефіцієнт, що залежить від швидкості ременя;
Cα - поправочний коефіцієнт, що залежить від кута обхвату ременя;
Cn - поправочний коефіцієнт, що залежить від розташування передачі.
При горизонтальному розташуванні Cn = 1
Розрахунок має умовний характер і базується на виборі допустимих напружень по кривим ковзання, які уточнюються табличними поправочними коефіцієнтами
Клинові ремені:
число ременів
[Р] - що допускається розрахункове навантаження на ремінь;
[Р] таб - таблична допустиме навантаження