Сопротивление материалов Теория механизмов и машин (стр. 12 из 16)
8. По формуле (1) определяют силы в зацеплении.
9. Вычисляют
, назначают степень точности и уточняют 
и допускаемые напряжения.10. Проверяют по контактным напряжениям по формуле (3).
11. Проверяют по изгибным напряжениям по формуле (6).
ТЕМА 12. Расчет ременных и цепных передач. Ременные передачи
12.1 Общие сведения
Показать конструкцию с плаката. Ременная передача состоит из двух шкивов и ремня, обхватывающего их. Вращающий момент передается за счет сил трения между шкивами и ремнем. Для этого ремни устанавливаются с предварительным натяжением в зависимости от формы поперечного сечения ремня, различают плоскоременную, клиноременную и круглоременную передачу (рис.1).
Рисунок 1. Сечения ремней
У клиновых ремней Ө=400. Они изготавливаются семи типоразмеров по ГОСТу: 0,А,Б,В,Г,Д,Е.
По способу натяжения ремней эти передачи делятся на (конструкции с плаката):
- с предварительным напряжением при монтаже;
- с натяжными роликами;
- с перемещением опоры (шкива).
Преимущества перед зубчатой передачей:
1. возможность передачи движения на большие расстояния;
2. плавность и бесшумность работы;
3. способность предохранять трансмиссию от перегрузок за счет скольжения ремня;
4. простота устройства и ухода, малая стоимость.
Недостатки:
- непостоянство передаточного отношения;
- меньший КПД (0.92¸0.96);
- большие габариты;
- большое давление на оси.
Основными геометрическими параметрами передачи кроме размеров сечения являются (рис. 2):
- диаметры ведущего и ведомого шкивов
- межцентровое расстояние
:для плоских ремней
для клиновых ремней
- углы охвата шкивов
- длина ремня
Пренебрегая упругим скольжением можно записать:
Рисунок 2
Материалы ремней должны иметь большой коэффициент трения со шкивом, обладать высокой статической и усталостной прочностью и хорошими упругими свойствами. Ремни изготавливаются из следующих материалов: кожаные, прорезиненные, хлопчатобумажные, шерстяные, полиамидные и из других синтетических материалов.
12.2 Усилия и напряжения в ремне
В ремне возникают следующие силы натяжения:
-усилие первоначального напряжения, 
-усилия в ведущей и ведомой ветви. При холостом ходе 
и окружное усилие 
В работающем ремне: 
то есть 
В любой момент времени:
,следовательно
. (4)В работающем ремне возникают следующие напряжения (с плаката показать эпюры распределения напряжений в ремне):
1. от сил натяжения
(5)где А - площадь сечения ремня; k-полезное напряжение;
2. от центробежных сил инерции
(6)где
- скорость ремня; q, 
-погонный вес и плотность материала ремня;3. от изгиба ремня на ободе шкива
. (7)Максимальные напряжения возникают на ведущем шкиве. Условие прочности
. (8)Это условие носит поверхностный характер, так как критерием работоспособности ременной передачи является условие не проскальзывания ремня.
12.3.Расчет по кривым скольжения (тяговый расчет)
Кривые скольжения строятся в координатах коэффициент скольжения
(9)и коэффициент тяги
(10)Упругое скольжение Частичное буксование
Рисунок 3. Кривая скольжения
Для различных ремней кривые скольжения строятся экспериментально. При постоянном
постепенно увеличивают полезное усилие (тормозной момент), замеряют 
и 
определяют 
и j по формулам (9) и (10). Эксперименты проводят при спокойном режиме работы 
МПа, v=10 м/с, 
= 
.Кривая скольжения состоит из участка упругого скольжения (прямая 0-j
) и участка частичного буксования ( 
). На этом же графике показано изменение КПД, который достигает максимума при 
. Характер кривых скольжения не зависит от материалов и размеров ремней, размеров передач и прочих факторов. Поэтому с помощью кривых скольжения устанавливают нормы тяговой способности ременных передач 
или 
(11)
Обычно для различных материалов
Численные значения тяговой способности сильно зависят от материала ремней и параметра 
Экспериментально установлено 
, (12)где a, b – коэффициенты, зависящие от материала ремня. Они приводятся в справочниках.
Для плоских ремней установлены значения
: 
- кожаные и прорезиненные; 1/50- хлопчатобумажные; 1/30 - шерстяные.Для условий отличных от экспериментальных вводят понятие допускаемых полезных напряжений
(13)где
- коэффициент, учитывающий влияние угла охвата; - коэффициент, учитывающий влияние линейной скорости; - коэффициент, учитывающий влияние способа натяжения ремня; 
- коэффициент режима (динамичности) нагрузки.Все эти коэффициенты приводятся в справочниках.
По тяговой способности далее определяют необходимую площадь ремня
(14)12.4. Силы действующие на вал
Они необходимы для расчета валов.
Из
чертежа по теореме косинусов следует 
. (15)Учитывая, что
получаем
12.5 Проектный расчет плоско-ременной передачи