ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением)

ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Передают движение за счёт сил трения (лат. frictio – трение). Простые передачи состоят из 2-ух цилиндрических либо конических роликов - катков.

Главное условие работы передачи заключается в том, что момент сил трения меж катками должен быть больше передаваемого крутящего момента.

Передаточное отношение цилиндрической фрикционной передачи определяют как отношение частот вращения либо ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) поперечников тел качения.

U = n1/n2=D2/[D1(1-e)],

где ε – коэффициент скольжения (0,05 - для передач "всухую"; 0,01 – для передач со смазкой и большенными передаточными отношениями).

Для конической передачи – заместо поперечников берут углы конусов.

Фрикционные передачи производятся или с неизменным, или с регулируемым передаточным отношением (вариаторы).

Передачи с неизменным передаточным отношением ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) используются изредка, приемущественно, в кинематических цепях устройств, к примеру, магнитофонов и т.п. Они уступают зубчатым передачам в несущей возможности. Зато фрикционные вариаторы используют как в кинематических, так и в силовых передачах для бесступенчатого регулирования скорости. Зубчатые передачи не позволяют такового регулирования.

Плюсы фрикционных передач:

+ простота тел качения;

+ равномерность вращения ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением), что комфортно для устройств;

+ возможность плавного регулирования скорости;

+ отсутствие мёртвого хода при реверсе передачи.

Недочеты фрикционных передач:

` потребность в прижимающих устройствах;

` огромные нагрузки на валы, т.к. нужно прижатие дисков;

` огромные утраты на трение;

` повреждение катков при пробуксовке;

` некорректность передаточных отношений из-за пробуксовки.

Основными видами поломок фрикционных ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) передач являются:

r усталостное выкрашивание (в передачах с жидкостным трением смазки, когда износ сводится к минимуму);

r износ (в передачах без смазки);

r забияк поверхности при пробуксовке.

Так как всё это следствие больших контактных напряжений сжатия, то в качестве проектировочного производится расчёт по допускаемым контактным напряжениям [29]. Тут применяется формула ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) Герца-Беляева, которая, фактически говоря, и была выведена для этого варианта. Исходя из допускаемых контактных напряжений, параметров материала и передаваемой мощности определяются поперечникы фрикционных колёс

Главные требования к материалам фрикционных колёс:

è высочайшая износостойкость и поверхностная крепкость;

è высочайший коэффициент трения (во избежание огромных сил сжатия);

è высочайший модуль упругости (чтоб площадка контакта, а означает и ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) утраты на трение были малы).

Более применимыми оказываются шарикоподшипниковые стали типа ШХ15 либо 18ХГТ, 18Х2Н4МА.

Разработаны особые фрикционные пластмассы с асбестовым и целлюлозным наполнителем, коэффициент трения которых добивается 0,5. Обширно применяется текстолит.

Более надёжны передачи, у каких ведущий каток твёрже, чем ведомый, т.к. тогда при ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) пробуксовке не образуются лыски.

Используются обрезиненные катки, но их коэффициент трения падает с ростом влажности воздуха.

Для больших передач используют упрессованный асбест, прорезиненную ткань и кожу.

РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Являются разновидностью фрикционных передач, где движение передаётся средством специального кольцевого замкнутого ремня.

Ременные передачи используются для привода агрегатов от электродвигателей малой и средней мощности ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением); для привода от маломощных движков внутреннего сгорания.

Ремни имеют разные сечения:

а) плоские, прямоугольного сечения;

б) трапециевидные, клиновые;

в) круглого сечения;

г) поликлиновые.

Наибольшее распространение имеют плоские и клиновые ремни. Плоские ремни используются как простые, с наименьшими напряжениями извива, а клиновые имеют завышенную тяговую способность.

Клиновые ремни используют по ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) несколько штук, чтоб разнообразить нагрузочную способность и несколько повысить надёжность передачи. Не считая того, один толстый ремень, поставленный заместо нескольких тонких будет иметь еще огромные напряжения извива при огибании шкива.

В лёгких передачах благодаря закручиванию ремня можно передавать вращение меж параллельными, пересекающимися, вращающимися в обратные стороны валами. Это ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) может быть поэтому, что жёсткость на кручение ремней вследствие их малой толщины и малого модуля упругости мала.

Плюсы ременных передач:

+ передача движения на средние расстояния;

+ плавность работы и бесшумность;

+ возможность работы при больших оборотах;

+ дешевизна.

Недочеты ременных передач:

` огромные габариты передачи;

` неминуемое проскальзывание ремня;

` высочайшие нагрузки на валы и ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) опоры из-за натяжения ремня;

` потребность в натяжных устройствах;

` опасность попадания масла на ремень;

` малая долговечность при огромных скоростях.

Главные аспекты расчёта ременных передач:

è тяговая способность либо крепкость сцепления ремня со шкивом;

è долговечность ремня.

Если не будет выдержано 1-ое условие, ремень начнёт буксовать, если не выполнить 2-ое ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) – ремень стремительно разорвётся. Потому главным расчётом ременных передач является расчёт по тяговой возможности. Расчёт на долговечность производится, как проверочный [24,25,29].

Для сотворения трения ремень надевают с подготовительным натяжением Fo. В покое либо на холостом ходу ветки ремня натянуты идиентично. При передаче крутящего момента Т1 натяжения в ветвях перераспределяются: ведущая ветвь ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) натягивается до силы F1, а натяжение ведомой ветки миниатюризируется до F2. Составляя уравнение равновесия моментов относительно оси вращения имеем –T1 + F1D1/2 – F2D2/2 = 0 либо F1 – F2 = Ft, где Ft – окружная сила на шкиве Ft = 2T1/D1.

Общая длина ремня не находится в зависимости от нагрузки [16], как следует, суммарное натяжение веток остаётся ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) неизменным: F1 + F2 = 2Fo. Таким макаром, получаем систему 2-ух уравнений c 3-мя неведомыми:

F1 = Fo + Ft/2; F2 = Fo – Ft/2.

Эти уравнения устанавливают изменение натяжения веток зависимо от нагрузки Ft, но не демонстрируют нам тяговую способность передачи, которая связана с силой трения меж ремнём и шкивом. Такая связь установлена Л ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением).Эйлером при помощи дифференциального анализа.

Разглядим простый участок ремня dφ. Для него dR – обычная реакция шкива на элемент ремня, fdR – простая сила трения. По условию равновесия суммы моментов

rF + rfdR – r(F + dF) = 0.

Сумма горизонтальных проекций сил:

dR – Fsin(dφ/2) – (F+dF)sin(dφ/2) = 0.

Отбрасывая члены второго ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) порядка малости и помня, что синус нескончаемо малого угла равен самому углу, Эйлер получил простейшее дифференциальное уравнение: dF/F = f dφ.

Интегрируя левую часть этого уравнения в границах от F1 до F2, а правую часть в границах угла обхвата ремня получаем: F1 = F2 e fα.

Сейчас стало вероятным отыскать ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) все неведомые силы в ветвях ремня:

F1 = Ft efα /(efα-1); F2 = Ft /(efα-1);Fo = Ft (efα+1)/ 2(efα-1).

Приобретенные формулы устанавливают связь натяжения ремней с передаваемой нагрузкой Ft , коэффициентом трения f и углом обхвата α. Они позволяют вычислить малое предварительное натяжение ремня Fo, при котором уже станет вероятной передача требуемого крутящего ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) усилия Ft.

Несложно узреть, что повышение f и α улучшает работу передачи. На этом основаны идеи клиноременной передачи (увеличивается f) и натяжных роликов (увеличивается α).

При радиальном движении ремня на него действует центробежная сила

Fv = ρSv2, где S - площадь сечения ремня. Центробежная сила стремится оторвать ремень от шкива и тем понижает нагрузочную способность передачи ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением).

В ремне действуют последующие напряжения:

è предварительное напряжение (от силы натяжения Fo) so = Fo / S;

è "полезное" напряжение (от полезной нагрузки Ft) sп = Ft / S;

è напряжение извива sи = δ Е / D (δ – толщина ремня, Е – модуль упругости ремня, D – поперечник шкива);

è напряжения от центробежных сил sv = Fv / S.

Наибольшее суммарное напряжение появляется в ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) сечении ремня в месте его набегания на малый шкив smax = so+ sп+sи + sv.

При всем этом напряжения извива не оказывают влияние на тяговую способность передачи, но являются главной предпосылкой усталостного разрушения ремня.

Силы натяжения веток ремня (не считая центробежных) воспринимаются опорами вала. Равнодействующая нагрузка на опору Fr ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) ≈ 2 Focos(β/2). Обычно эта круговая нагрузка на опору в 2 … 3 раза больше передаваемой ремнём крутящей силы.

Порядок проектного расчёта плоскоременной передачи

1.Выбирают тип ремня.

2.Определяют поперечник малого шкива D1=(110…130)(N/n)1/3, где N–мощность, КВТ, n–частота вращения, об/мин, подбирают ближний по ГОСТ 17383-73.

3.Выбирают межосевое расстояние, подходящее для конструкции машины 2(D1+D ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением)2) ≤a≤15м.

4.Инспектируют угол обхвата на малом шкиве: α1=180о-57о(D2-D1)/a, рекомендуется [α1]≥150о, по мере надобности на ведомой нити ремня используют натяжной ролик, который позволяет даже при малых межосевых расстояниях получить угол обхвата более 180о. Угол обхвата можно измерить по вычерченной в масштабе схеме передачи ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением).

5.По передаваемой мощности N и скорости v ремня определяютширину b≥N/(vz[p])иплощадьремня F≥N/(v[k]), где [p] –допускаемая нагрузка на 1мм ширины прокладки, [k]– допускаемая нагрузка на единицу площади сечения ремня.

6.Подбирают требуемый ремень по ГОСТ 101-54; 6982-54; 18679-73; 6982-75; 23831-79; ОСТ 17-969-84.

7.Инспектируют ресурс передачи N=3600vzшT.

8.Вычисляют силы, действующие на валы передачи FR ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением)= Focos(β/2).

Порядок проектного расчёта клиноременной передачи

1.Выбирают по ГОСТ 1284-68;1284.1-80; 5813-76; РТМ 51015-70 профиль ремня. Огромные размеры в таблицах соответствуют тихоходным, а наименьшие – быстроходным передачам.

2.Определяют поперечник малого шкива.

3.Выбирают межосевое расстояние, подходящее для конструкции машины 0,55(DM+Dб)+h ≤ a ≤ 2(D1+D2), где h – высота сечения ремня.

4.Находят длину ремня ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) и округляют её до наиблежайшего стандартного значения.

5.Инспектируют частоту пробегов ремня и если она выше допустимой, то наращивают поперечникы шкивов либо длину ремня.

6.Совсем уточняют межосевое расстояние.

7.Определяют угол обхвата на малом шкиве α1 = 180о-57о(D2-D1)/a, рекомендуется [α1] ≥ 120о.

8.По тяговой возможности определяют число ремней.

9.По мере надобности инспектируют ресурс ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением).

10.Вычисляют силы, действующие на валы передачи.

Шкивы плоскоременных передач имеют: обод, несущий ремень, ступицу, сажаемую на вал и спицы либо диск, соединяющий обод и ступицу.

Шкивы обычно изготавливают металлическими литыми, железными, сварными либо сборными, литыми из лёгких сплавов и пластмасс. Поперечникы шкивов определяют из расчёта ременной передачи, а позже округляют ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) до наиблежайшего значения из ряда R40 (ГОСТ 17383-73*). Ширину шкива выбирают зависимо от ширины ремня [32].

Во избежание сползания ремня их рабочие поверхности делают выпуклыми. Шероховатость RZ £ 10 мкм.


Чугунные шкивы используют при скоростях до 30 ÷ 45 м/с. Шкивы малых поперечников до 350 мм имеют сплошные диски, шкивы огромных поперечников – ступицы ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) эллиптического переменного сечения. Железные сварные шкивы используют при скоростях 60 ÷ 80 м/с. Шкивы из лёгких сплавов перспективны для быстроходных передач до 100м/с.

Плоские ремни должны обеспечивать:

è крепкость при переменных напряжениях;

è износостойкость;

è высочайшее трение со шкивами;

è малую изгибную жёсткость.

Этим условиям удовлетворяют качественная кожа и синтетические материалы (резина), армированные белтинговым тканевым (ГОСТ 6982-54), полимерным ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) (капрон, полиамид С-6, каучук СКН-40, латекс) либо железным кордом. Используются прорезиненные тканевые ремни (ГОСТ 101-54), слоистые нарезные ремни с резиновыми прослойками, послойно и спирально завёрнутые ремни. В сырых помещениях и брутальных средах используют ремни с резиновыми прокладками [32].

Ремни выпускают конечными и поставляют в рулонах.

Соединение концов ремней оказывает огромное воздействие ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) на работу передачи, в особенности при огромных скоростях. Выбирая тип соединения следует учесть советы специальной литературы. Самый совершенный метод соединения – склеивание, которое создают для однородных ремней по косому срезу (а), для слоёных по ступенчатой поверхности (б). Надёжным методом считают сшивку встык жильными струнами (в,г). Из механических соединений наилучшими ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) являются проволочные спирали, которые продеваются в отверстия и после прессования обжимают концы ремней (д).

У шкивов клиноременных передач рабочей поверхностью являются боковые стороны клиновых канавок. Поперечник, по которому определяют расчётную длину ремня, именуют расчётным поперечником, по ГОСТ 20898-75 он обозначается dp. По этому же ГОСТу для правильного контакта ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) ремня со шкивом угол канавки назначают зависимо от поперечника шкива.

Клиноременные шкивы делают из числа тех же материалов, что и плоскоременные. Известны сборные шкивы из железных тарелок.

Быстроходные шкивы требуют балансировки.

Материалы клиновых ремней в главном те же, что и для плоских. Производятся прорезиненные ремни с тканевой обёрткой ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) для большего трения, кордотканевые (мультислойный корд) и кордошнуровые ремни (шнур, намотанный по винтообразной полосы), ремни с несущим слоем из 2-ух канатиков. Время от времени для уменьшения изгибных напряжений используют гофры на внутренней и внешних поверхностях ремня. Клиновые ремни выпускают нескончаемыми (кольца). Угол клина ремня 40о.

Натяжение ремня значительно оказывает влияние на ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) долговечность, тяговую способность и к.п.д. передачи. Чем выше предварительное натяжение ремня Fo , тем больше тяговая способность и к.п.д., но меньше долговечность ремня. Натяжение ремня в передачах осуществляется:

®Устройствами повторяющегося деяния, где ремень натягивается винтами. Ремень временами подтягивается по мере вытяжки. Требуется систематическое наблюдение за передачей ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением), по другому может быть буксование и резвый износ ремня.

®Устройствами неизменного деяния, где натяжение создаётся грузом, весом мотора либо пружиной. Нередко натяжение происходит за счёт массы мотора на качающейся плите. К таким устройствам относятся натяжные ролики. Натяжение ремня автоматом поддерживается неизменным.

® Устройствами, автоматом регулирующими натяжение зависимо от нагрузки с ПЕРЕДАЧИ ТРЕНИЕМ (сцеплением) внедрением сил и моментов, действующих в передаче. Шкив 1 установлен на качающемся рычаге, который также является осью ведомого колеса зубчатой передачи. Натяжение ремня 2Fo равно окружной силе на шестерне и пропорционально передаваемому моменту.


perechen-voprosov-po-kursu-pravovedenie-dlya-podgotovki-k-ekzamenu-i-k-domashnemu-zadaniyu.html
perechen-voprosov-po-vsemu-kursu.html
perechen-voprosov-primernij-vozmozhni-utochneniya.html