Проектный расчет на контактную выносливость Особенности расчета конических передач на прочность Расчетные схемы валов и осей Подшипники качения Жесткие нерасцепляемые муфты Синхронные муфты

Детали машин Основные принципы проектирования

Машины, как и другие изделия, изготавливаются только по проекту, который, в любом случае, является совокупностью графических и текстовых документов. Правила и порядок разработки, оформления и обращения этих документов устанавливается комплексом стандартов — Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), разработанной в 70-е годы XX в

Силы, действующие на валы и опоры

Принимают, что материал ремней следует закону Гука. Тогда после приложения полезной нагрузки сумма натяжений ветвей остается постоянной. Действие центробежной силы в упрощенных расчетах не учитывают, так как она уравновешивается в ремне и может вызвать лишь разгрузку валов.

Если ветви ремней параллельны () сила на валы  равна двойному начальному натяжению ремня:

.

Если ветви ремней непараллельны () сила на валы  определяется из треугольника ОАВ (рис. 7.6) по теореме косинусов:

. (7.9)

Рис. 7.6. Силы, действующие на валы

Подставляя в выражение (7.9) значения натяжений  и , определяемые по формулам (7.4), получим приближенное выражение для определения силы на валы:

. (7.10)

Вторым слагаемым под корнем выражения (7.10) можно пренебречь в виду его малости по сравнению с первым слагаемым, поэтому имеем

 (7.11)

Приближение (7.11) тем справедливее, чем ближе передаточное число к единице. Нагрузку на валы можно также определить через угол обхвата :

. (7.12)

Зависимости (7.11) и (7.12) используются для расчета нагрузки на валы при автоматическом регулировании натяжения ремня. В передачах без регулирования натяжения его обычно устанавливают с запасом, и оно сохраняется до вытягивания ремня. Поэтому при расчете нагрузки на валы в данном случае расчетное начальное натяжение  и напряжение   увеличивают в 1,5 раза:

,

где  – соответственно, ширина и толщина плоского ремня; А – площадь поперечного сечения клинового ремня;   – число клиновых ремней.

 

Потери в ременных передачах. Кривые скольжения и КПД

Потери мощности в ременных передачах складываются из потерь:

– в опорах валов;

– от скольжения ремня по шкивам;

– на внутреннее трение в ремне; данные виды потерь связаны с периодическим изменением деформаций и в основном с деформациями изгиба;

– от сопротивления воздуха движению ремня и шкивов.

При средних условиях эксплуатации значения КПД обычно принимают для плоскоременных передач , для клиноременных передач . При неблагоприятных условиях работы: малых диаметрах шкивов (значения  меньше рекомендуемых), предельных скоростях ремней или их перетяжке – КПД может снижаться до 0,85.

Работоспособность ременных передач принято характеризовать кривыми скольжения и КПД, которые строятся в координатах относительного скольжения  (коэффициент полезного действия ) – коэффициент тяги  (рис. 7.7).

Коэффициент тяги  характеризует степень загруженности передачи:

. (7.13)

Из формулы (7.13) имеем следующее выражение для напряжения в ремне от передаваемой нагрузки :

.

Кривые скольжения получают экспериментально: при постоянном натяжении  постепенно повышают полезную нагрузку  и измеряют скольжение .

До некоторого значения коэффициента тяги  скольжение  вызывается упругими деформациями ремня, которые пропорциональны коэффициенту тяги (нагрузке), и кривая скольжения имеет, соответственно, прямолинейный характер. При дальнейшем увеличении нагрузки возникает дополнительное проскальзывание, и суммарное скольжение возрастает быстрее, чем нагрузка. Кривая скольжения резко поднимается вверх и при некотором предельном значении коэффициента тяги  наступает полное буксование.

Рис. 7.7. Кривые скольжения и КПД

КПД передачи в начале растет с ростом нагрузки вследствие уменьшения влияния потерь холостого хода. Он достигает максимума в зоне критического значения коэффициента тяги, а потом начинает уменьшаться в связи с дополнительными потерями на буксование.

По коэффициенту тяги судят о том, какая часть предварительного натяжения ремня  полезно используется для передачи нагрузки . В зоне  наблюдается как упругое скольжение, так и буксование. Работу в зоне частичного буксования допускают только при кратковременных перегрузках, например, при пуске. Работа в этой в области связана с повышенным износом ремня и потерей скорости.

Рабочую нагрузку рекомендуется выбирать в близи критического значения коэффициента тяги  и слева от него. Этому значению соответствует наибольшее значение КПД.

Средние значения коэффициента тяги  устанавливаются по экспериментальным данным:

– для прорезиненных и кожаных ремней ;

– для синтетических ремней .

Кинематические параметры ременных передач

Силы и силовые зависимости

Критерии работоспособности и расчета

Цепная передача – это механизм, предназначенный для передачи движения между параллельными валами посредством зацепления многозвенной гибкой связи (цепи) с жесткими звеньями (звездочками).

Механические передачи. Виды фрикционных передач. Конструкция ремней и способы соединения их концов. Основные кинематические зависимости. Работоспособность и долговечность передач. Пределы передаточных отношений. Клиноременная передача. Подбор основных элементов передачи по стандартам. Расчёт ременных передач. Зубчатые передачи. Зубчатая передача как основной вид механической передачи. Виды зубчатых передач. Основные параметры зубчатого колеса. Модуль. Кинематический расчёт зубчатой передачи. Пределы передаточных отношений. Расчёт зубьев на прочность.
Расчет конических зубчатых передач на прочность