Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 51
Текст из файла (страница 51)
12.6). По закону Гука, о„=аЕ, 25б Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 где е — относительное удлинение, Š†моду упругости. Значение е найдем, рассматривая участок дуги ремня, ограниченный углом Йр. Длина нейтральной (средней) линии на этом участке равна (Ы/2)с1р, а длина наружней линии (Ы/2+5/2) йр, Удлинение наружнего волокна будет (Ы/2+ б/2) Йр — (с//2) сЬр = (5/2) йр. Относительное удлинение е=(о/2)йр/ /(д/2)йр=о/Ы и далее о„= Ео/а1.
(12.17) Формула (12.17) позволяет отметить, что основным фактором, определяющим значение напряжений изгиба, является отношение толщины ремня к диаметру шкива. Чем меньше это отношение, тем меньше напряжение изгиба в ремне. Суммарное максимальное напряжение в ведущей ветви в месте набегания ремня на малый шкив с~,„=с~, +о„+о„=о„+0,5о',+о„+ст„. (12.18) Эпюра распределения напряжений по длине ремня изображена на рис. 12.7. Влияние отдельных составляющих суммарного напряжения на тяговую способность передачи и долговечность ремня. Тяговая способность передачи характеризуется значением максимально допустимой окружной силы Е, или полезного напряжения а,.
Учитывая формулу (12.12), нетрудно убедиться, что допустимое по условию отсутствия буксования о, возрастает с увеличением напряжения от предварительного натяжения о : Рис. 12.7 Ьйр:дКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 гт, =2гт (12.19) Однако практика показывает значительное снижение долговечности ремня с увеличением о . Так, например, для клиновых ремней 134]: оо, МПа Относительная долговечность, о> . 0,9 1 1,2 1,5 1,8 .. 420 250 100 33 13 Поэтому рекомендуют принимать: Для клиноременных ремней .....
оо < 1,5 МПа Для плоских ремней ..........,.... оо<1.8 МПа Значение полезного напряжения гт, (значение нагрузки) влияет на долговечность примерно так же, как и гт . При указанных значениях гт допустимое значение гт, не превышает 2,0...2,5 МПа. Оценивая значение напряжений от центробежных сил по формуле (12.14), приближенно примем р = 1000 кг/м з (для хлопчатобумажных, шерстяных и кожаных ремней р- ~ 1000 кг/м з, для прорезиненных и клиновых р ~ ъ 1100...1250 кг/м'). Тогда в=10 м/с в=20 м/с в=40 м/с сг„=0,1 МПа а„=0,4 МПа о.=1,6 МПа при » » Таким образом, для наиболее распространенных на практике среднескоростных (о<20 м/с) и тихоходных (пс10 м/с) ременных передач влияние напряжений от центробежных сил несущественно.
Оценивая значения напряжений от изгиба ремня по формуле (12.17), примем среднее значение Е=200 МПа (значение Е для различных материалов ремней колеблется в пределах 100... ...350 МПа). Тогда Н/Ь = 200 И/6 = 100 46 =50 //6=25 о„=1 МПа о„=2 МПа а„=4 МПа о„=8 МПа при » » » 258 Сопоставляя значения различных составляющих суммарного напряжения в ремне и учитывая, что по соображениям компактности в передачах стремятся принимать низкие значения а//о, можно отметить напряжения изгиба как наибольшие. Часто эти напряжения в несколько раз превышают все другие составляющие суммарного напряжения в ремне. В отличие от ст и ст, увеличение ст„не способствует повышению тяговой способности передачи.
Более того, напряжения изгиба, как периодически изменяющиеся, являются главной причиной усталостного разрушения ремней. Ьйр:ПКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Ф „а11ьж них заторможенном шкиве 1'момент тор- ф,ра Ьно0еьц можения Т). В начале опыта к кон- Ъ У ег1ЦЦ6; 4 4'~уФ ' цам ремня подвешивают равные груь~ Ф ~ ' с ъ зы 6. Под действием этих грузов между шкивом и ремнем возникают в некоторое давление и соответству- ющие ему силы трения. В этом т-ь,~~ состоянии левую вез вь ремня нагружают добавочным грузом 6,. Если груз больше сил трения между ремнем и шкивом, то равновесие в нарушится и ремень соскользнет со шкива.
В противном случае состояние равновесия сохранится. Однако Рис. 12.9 при любом малом грузе 6, левая ветвь ремня получит некоторое дополнительное удлинение. Значение относительного удлинения, постоянное для свободной ветви ремня, будет постепенно уменьшаться на дуге обхвата и станет равной нулю в некоторой точке С. Положение точки С определится по условию равенства груза 6, и суммарной силы трения, приложенной к ремню на дуге АС.
Дополнительное упругое удлинение ремня сопровождается его скольжением по шкиву. Эго скольжение принято называть упругим скольжением, а дугу .4С вЂ” дугой упругого скольжения. На дуге ВС ремень останется в покое. Эту дугу называют дугой покоя. Сумма дуг упругого скольжения и покоя равна дуге обхвата, определяемой углом а. Чем больше 6„тем больше дуга упругого скольжения и меньше дуга покоя.
При увеличении 6, до значения, равного запасу сил трения, дуга покоя станет равной нулю, а дуга упругого скольжения распространится на весь угол обхвата — равновесие нарушится (буксование). По аналогии с этим в работающей ременной передаче роль грузов 6 выполняет сила натяжения ведомой ветви Е~, а роль дополнительного груза 6, -- окружная сила г",. Разность натяжения ведомой и ведущей ветвей, создаваемая нагрузкой, вызывает упругое скольжение в ременной передаче.
При этом дуги упругого скольжения располагаются со стороны сбегающей ветви (рис, 12.10) (здесь нагрузка ведомого Фь Уу 'Ъ шкива аналогична пока- Ф, г, л-~ занной на рис. 12.9). Отметим некоторый учас гок ремня длиной г=б' — ',1,~ ~ ф Х в ненагруженной пере'Ь~~~ --,„' даче и затем дадим нагруз- ,„~рФ' ку 1рис. 12.10). При про- хождении ведущей ветви Рис. 12!О отмеченный участок удли- 260 Ьйр:ИгигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 нится до Х+Л, а на ведомой сократится до Х вЂ” Л. Определяя окружные скорости шкивов по совместному перемещению с ремнем на участках дуг покоя, получаем: для ведущего шкива р, = (Х+ Л)/~: для ведомого шкива рз —— (Х вЂ” Л)/1, или рз < ~?1, где ~ — время набегания отмеченного участка ремня на шкивы.
Разность скоростей о, и оз учитывается в формулах (12.2) и (12.3) коэффициентом скольжения в. По мере увеличения нагрузки (увеличивается Л) разность окружных скоростей возрастает, а передаточное отношение изменяется. Упругое скольжение является причиной некоторого непостоянства передаточного отношения в ременных передачах и увеличивает потери на трение. Потери в передаче иКПД.
Потери мощности в ременной передаче складываются из потерь в опорах валов; потерь от скольжения ремня по шкивам; потерь на внутреннее трение в ремне, связанное с периодическим изменением деформаций, и в основном с деформациями изгиба (см. рис. 12.8): потерь от сопротивления воздуха движению ремня .и шкивов. Все эти потери трудно оценить расчетом, а поэтомуКПД, передачи определяют экспериментально. При нагрузках, близких к расчетным, среднее значение КПД для плоскоременных передач пъ0,97, для клиноременных и 0,9б. Кривые скольжения и КЙД.
Работоспособность ременной передачи принято характеризовать кривыми скольжения и КПД (рис. 12.11). Такие кривые являются результатом испытаний ремней различных типов и материалов. На графике по оси ординат отсчитывают относительное скольжение в и КПД, а по оси абсцисс — — нагрузку передачи, которую выражают через коэффициент тяги (р= Е,Я2Ео) = о,Я2оо) ' Коэффициент т.чги <р позволяет судить о том, какая часть предварительного натяжения ремня Ео используется полезно для передачи нагрузки Е„ т.
е. характеризует сгепень загруженности передачи. Целесообразность выражения нагрузки передачи через безразмерный коэффициент <р объясняется тем, с,% ОО О Щ О'2 ОЦ 04 фО,Ю О'6 9та У Рис 1? !! ?б1 Ьйр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 что скольжение и КПД связаны именно со степенью загруженности передачи, а не с абсолютным значением нагрузки. На начальном участке кривой скольжения о7 0 до я!О наблюдается только упругое скольжение. Так как упругие деформации ремня приближенно подчиняются закону Гука, этот участок близок к прямолинейному.
Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к частичному, а затем и полному буксованию. В зоне д„...гр,„наблюдается как упругое скольжение, так и буксование. Они разделяются продолжением прямой в штриховой линией. Рабочую нагрузку рекомендуют выбирать вблизи критического значения ~р„и слева от нее. Этому значению соответствует также и максимальное значение КПД, Работу в зоне частичного буксования допускают только при кратковременных перегрузках, например при пуске. В этой зоне КПД резко снижается вследствие увеличения потерь на скольжение ремня, а ремень быстро изнашивается.
Размер зоны частичного буксования характеризует способность передачи воспринимать кратковременные перегрузки. Отношение ~р,„/<ро для ремней: плоских кожаных и шерстяных — 1,35...1,5; прорезиненных 1,15...1,3; хлопчатобумажных — 1,25...1,4; клиновых — 1,5...1,б. Допускаемые полезные напряжения в ремне. Определив по кривым скольжения гро, находят полезное допускаемое напряжения для испытуемой передачи (см. предыдущую формулу): ~о',1О = 2(роо'О/в, (12.22) где зж1,2...1,4 — запас тяговой способности по буксованию. Кривые скольжения получают при испытаниях ремней на типовых стендах при типовых условиях: 0! = 180', о = 1О м/с, нагрузка равномерная, передача горизонтальная. Данные заносят в таблицы.
Допускаемые полезные напряжения в плоских ремнях [о, 1О (МПа) при оо =1,8 МПа приведены в табл. 12.1. Переход от значений [о, 1О для типовой передачи к допускаемым полезным напряжениям [сг, ~ для проектируемой передачи производят с помощью корректирующих коэффициентов: ~о,~=~а~оС.С.С Со (12.23) где С.— коэффициент угла обхвата, учитывающий снижение тяговой способности передачи с уменьшением угла обхвата: 262 а, грал . 150 160 !70 180 200 220 С„...0,91 0,94 0,97 1,0 1,1 1,2 Ьйр:дКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1 Ьу ~сд:464840172 Таблипа 12! Примечания 1 При о„=20 МПа табличные значения 1о, 1, следуеч повышать, а при ое---1,6 МПа понижагь на !0%> 2 При шкивах из пласгмасс и дерева 1о, 1а повышают примерно на 20% 3 При работе в сырых и пыльных помещениях 1о, ]а понижают на 1() ЗОО'о Се — — скоростной коэффициент, вводимый только для передачи без автоматического регулирования натяжения (см. ниже) и учитывающий уменьшение прижатия ремня к шкиву под действием центробежных сил: и, ч/с ....
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
