Презентация на тему "Механические передачи трением"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Тема 5 Механические передачи трением 1

• 
  Слайд 2
  

  ПЛАН ЛЕКЦИИТЕМА 5 2 Арнольд И.В. Лексикология современного английского Классификация механических передач и их назначение. Передаточное число и передаточное отношение. Фрикционные передачи. Назначение и особенности фрикционных передач. Расчет фрикционных тел на контактную прочность. Силовые соотношения в цилиндрической фрикционной передаче и расчет ее на прочность. Ременные передачи. Общие сведения. Характеристика передачи и видов ремней. Виды натяжения ремней. Основы теории и расчета ременных передач. Межосевое расстояние, длина ремня, угол наклона ветвей ремня к линии центров, углы обхвата шкивов. Предварительное натяжение ремня, окружное усилие, натяжение в ремне от центробежных сил. Материалы, конструкции и расчет шкивов. Ременные вариаторы. школа английской лингвистики, 1959. – 312 с.

• 
  Слайд 3

  Классификация механических передач

  Передача вращательного движения производится одним из следующих способов: непосредственным соприкосновением двух тел, одно из которых связано жестко с ведущим, а другое — с ведомым валом; посредством гибких тел, сцепляющихся с телами, жесткосвязанными с ведущим и ведомым валами. Первый из этих способов осуществляется в передачах фрикционной, зубчатой и червячной, второй — в передачах ременной и цепной. Передача вращательного движения может производиться с увеличением или уменьшением угловой скорости вращения, а также без ее изменения. 3

• 
  Слайд 4

  Классификация механических передач и их назначение

  Передачи по принципу работы разделяются на: Передачи зацеплением: с непосредственным контактом (зубчатые и червячные); с гибкой связью (цепные, зубчато-ременные). Передачи трением (сцеплением трущихся поверхностей): с непосредственным контактом поверхностей (фрикционные); с гибкой связью (ременные).   4

• 
  Слайд 5

  Передаточное число и передаточное отношение

  Отношение угловых скоростей вращения обоих валов называется передаточным отношением. Передаточное отношение может быть, следовательно, выражено отношением угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого вала или наоборот. Передаточное отношение в направлении силового потока, т. е. отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого, называется передаточным числом. 5

• 
  Слайд 6

  Фрикционные передачи

  6 Использование материалов презентации Использование данной презентации, может осуществляться только при условии соблюдения требований законов РФ об авторском праве и интеллектуальной собственности, а также с учетом требований настоящего Заявления. Презентация является собственностью авторов. Разрешается распечатывать копию любой части презентации для личного некоммерческого использования, однако не допускается распечатывать какую-либо часть презентации с любой иной целью или по каким-либо причинам вносить изменения в любую часть презентации. Использование любой части презентации в другом произведении, как в печатной, электронной, так и иной форме, а также использование любой части презентации в другой презентации посредством ссылки или иным образом допускается только после получения письменного согласия авторов. Передают движение за счёт сил трения (лат. frictio – трение). Простейшие передачи состоят из двух цилиндрических или конических роликов - катков. Главное условие работы передачи состоит в том, что момент сил трения между катками должен быть больше передаваемого вращающего момента. Передаточное отношение цилиндрической фрикционной передачи определяют как отношение частот вращения или диаметров тел качения.  U = n1/n2=D2/[D1(1-)], где ε – коэффициент скольжения (0,05 - для передач "всухую"; 0,01 – для передач со смазкой и большими передаточными отношениями).

• 
  Слайд 7

  Схема фрикционной передачи

  7 .

• 
  Слайд 8

  Расчет фрикционных передач

  Поскольку всё это следствие высоких контактных напряжений сжатия, то в качестве проектировочного выполняется расчёт по допускаемым контактным напряжениям . Здесь применяется формула Герца-Беляева, которая, собственно говоря, и была выведена для этого случая. Исходя из допускаемых контактных напряжений, свойств материала и передаваемой мощности определяются диаметры фрикционных колёс: 8 Поскольку всё это следствие высоких контактных напряжений сжатия, то в качестве проектировочного выполняется расчёт по допускаемым контактным напряжениям [29]. Здесь применяется формула Герца-Беляева, которая, собственно говоря, и была выведена для этого случая. Исходя из допускаемых контактных напряжений, свойств материала и передаваемой мощности определяются диаметры фрикционных колёс

• 
  Слайд 9

  Фрикционные передачи

  Основные требования к материалам фрикционных колёс: высокая износостойкость и поверхностная прочность; высокий коэффициент трения (во избежание больших сил сжатия); высокий модуль упругости (чтобы площадка контакта, а значит и потери на трение были малы). 9

• 
  Слайд 10
  

  Достоинства фрикционных передач: простота тел качения; равномерность вращения, что удобно для приборов; возможность плавного регулирования скорости; отсутствие мёртвого хода при реверсе передачи. Недостатки фрикционных передач: потребность в прижимных устройствах; большие нагрузки на валы, т.к. необходимо прижатие дисков; большие потери на трение; повреждение катков при пробуксовке; неточность передаточных отношений из-за пробуксовки. 10

• 
  Слайд 11

  Ременные передачи

  Являются разновидностью фрикционных передач, где движение передаётся посредством специального кольцевого замкнутого ремня. Ременные передачи применяются для привода агрегатов от электродвигателей малой и средней мощности; для привода от маломощных двигателей внутреннего сгорания. 11

• 
  Слайд 12

  Схема ременной передачи

  12

• 
  Слайд 13

  ОСНОВНЫЕ СЕЧЕНИЯРЕМНЕЙ

  Ремни имеют различные сечения: а) плоские, прямоугольного сечения; б) трапециевидные, клиновые; в) круглого сечения; г) поликлиновые. 13

• 
  Слайд 14
  

  Достоинства ременных передач: передача движения на средние расстояния; плавность работы и бесшумность; возможность работы при высоких оборотах; дешевизна. Недостатки ременных передач: большие габариты передачи; неизбежное проскальзывание ремня; высокие нагрузки на валы и опоры из-за натяжения ремня; потребность в натяжных устройствах; опасность попадания масла на ремень; малая долговечность при больших скоростях. 14

• 
  Слайд 15

  Виды натяжения ремней

  Для создания трения ремень надевают с предварительным натяжением Fo. В покое или на холостом ходу ветви ремня натянуты одинаково. При передаче вращающего момента Т1 натяжения в ветвях перераспределяются: ведущая ветвь натягивается до силы F1, а натяжение ведомой ветви уменьшается до F2. Составляя уравнение равновесия моментов относительно оси вращения имеем –T1 + F1D1/2 – F2D2/2 = 0 или F1 – F2 = Ft, где Ft – окружная сила на шкиве Ft= 2T1/D1. 15

• 
  Слайд 16

  Силы в ветвях ремня

  При холостом ходе и с нагрузкой 16 СИЛЫ В ВЕТВЯХ РЕМНЯ ХОЛОСТОЙ ХОД С НАГРУЗКОЙ

• 
  Слайд 17
  

  Общая длина ремня не зависит от нагрузки , следовательно, суммарное натяжение ветвей остаётся постоянным: F1 + F2 = 2Fo. Таким образом, получаем систему двух уравнений c тремя неизвестными: F1 = Fo + Ft/2; F2 = Fo – Ft/2. Эти уравнения устанавливают изменение натяжения ветвей в зависимости от нагрузкиFt, но не показывают нам тяговую способность передачи, которая связана с силой трения между ремнём и шкивом. Такая связь установлена Л.Эйлером с помощью дифференциального анализа. 17

• 
  Слайд 18

  Основы теории и расчета ременных передачК определению сил в ремне:

  18

• 
  Слайд 19
  

  Рассмотрим элементарный участок ремня dφ. Для него dR – нормальная реакция шкива на элемент ремня, fdR – элементарная 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 порядка малости и помня, что синус бесконечно малого угла равен самому углу, Эйлер получил простейшее дифференциальное уравнение: dF/F = f dφ. 19

• 
  Слайд 20
  

  Интегрируя левую часть этого уравнения в пределах от F1 до F2, а правую часть в пределах угла обхвата ремня получаем: F1 = F2efα. Теперь стало возможным найти все неизвестные силы в ветвях ремня: F1 = Ft efα /(efα-1); F2 = Ft /(efα-1); Fo = Ft (efα+1)/ 2(efα-1 ). При круговом движении ремня на него действует центробежная сила Fv = ρSv2, где S - площадь сечения ремня. 20

• 
  Слайд 21

  Напряжения в ремне

  В ремне действуют следующие напряжения: предварительное напряжение (от силы натяжения Fo) o = Fo / S; "полезное" напряжение (от полезной нагрузки Ft) п = Ft / S; напряжение изгиба и = δ Е / D (δ – толщина ремня, Е – модуль упругости ремня, D – диаметр шкива); напряжения от центробежных сил v = Fv / S. 21

• 
  Слайд 22
  

  Наибольшее суммарное напряжение возникает в сечении ремня в месте его набегания на малый шкив max = o + п + и+ v.   При этом напряжения изгиба не влияют на тяговую способность передачи, однако являются главной причиной усталостного разрушения ремня. 22

• 
  Слайд 23

  Силы натяжения ветвей ремня

  Силы натяжения ветвей ремня (кроме центробежных) воспринимаются опорами вала. Равнодействующая нагрузка на опору Fr≈ 2 Focos(β/2). Обычно эта радиальная нагрузка на опору в 2 … 3 раза больше передаваемой ремнём вращающей силы. 23

• 
  Слайд 24

  Порядок проектного расчета плоскоременной передачи

  1.Выбирают тип ремня. 2.Определяют диаметр малого шкива D1=(110…130)(N/n)1/3, где N–мощность, КВТ, n–частота вращения, об/мин. 3.Выбирают межосевое расстояние, подходящее для конструкции машины 2(D1+D2) ≤a≤15м. 4.Проверяют угол обхвата на малом шкиве: α1=180о-57о(D2-D1)/a, рекомендуется [α1]≥150о, при необходимости на ведомой нити ремня применяют натяжной ролик, который позволяет даже при малых межосевых расстояниях получить угол обхвата более 180о. 24

• 
  Слайд 25
  

  5.По передаваемой мощности N и скорости v ремня определяютширинуb≥N/(vz[p]) иплощадьремняF≥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 . 7.Проверяют ресурс передачи N=3600vzшT. 8.Вычисляют силы, действующие на валы передачи FR= Focos(β/2).   25

• 
  Слайд 26

  Порядок проектного расчета клиноременной передачи

  1.Выбирают по ГОСТ профиль ремня. Большие размеры в таблицах ГОСТ соответствуют тихоходным, а меньшие – быстроходным передачам. 2.Определяют диаметр 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 и округляют её до ближайшего стандартного значения. 5.Проверяют частоту пробегов ремня и если она выше допустимой, то увеличивают диаметры шкивов или длину ремня. 26

• 
  Слайд 27
  

  6. Окончательно уточняют межосевое расстояние. 7. Определяют угол обхвата на малом шкиве α1 = 180о-57о(D2-D1)/a, рекомендуется [α1] ≥ 120о. 8. По тяговой способности определяют число ремней. 9. При необходимости проверяютресурс. 10. Вычисляют силы, действующие на валы передачи. 27

• 
  Слайд 28

  Материалы и конструкции шкивов

  28 ПЛОСКОРЕМЕННЫЕ ШКИВЫ ЧУГУННЫЕ ЛИТЫЕ СТАЛЬНЫЕ И ЛЕГКОСПЛАВНЫЕЛИТЫЕ

• 
  Слайд 29
  

  Шкивы плоскоременных передач имеют: обод, несущий ремень, ступицу, сажаемую на вал и спицы или диск, соединяющий обод и ступицу. Шкивы обычно изготавливают чугунными литыми, стальными, сварными или сборными, литыми из лёгких сплавов и пластмасс. Диаметры шкивов определяют из расчёта ременной передачи, а потом округляют до ближайшего значения из ряда R40 . Ширину шкива выбирают в зависимости от ширины ремня. 29

• 
  Слайд 30
  

  Чугунные шкивы примеряются при скоростях до 30 - 45 м/с. Стальные сварные шкивы применяются при скоростях 60 – 80 м/с. Шкивы из легких сплавов перспективны для быстроходных передач до 100 м/c. Шкивы малых диаметров до 350 мм имеют сплошные диски. Шкивы больших диаметров – ступицы переменного сечения. 30

• 
  Слайд 31

  Клиноременные шкивы

  Клиноременные шкивы выполняются из тех же материалов, что и плоскоременные. 31 КЛИНОРЕМЕННЫЕ ШКИВЫ d p

• 
  Слайд 32

  Материалы клиновых ремней

  Материалы клиновых ремней в основном те же, что и для плоских. Выполняются прорезиненные ремни с тканевой обёрткой для большего трения, кордотканевые (многослойный корд) и кордошнуровые ремни (шнур, намотанный по винтовой линии), ремни с несущим слоем из двух канатиков. Иногда для уменьшения изгибных напряжений применяют гофры на внутренней и наружных поверхностях ремня. Клиновые ремни выпускают бесконечными (кольца). Угол клина ремня 40о. 32

• 
  Слайд 33

  Ременные вариаторы

  Ременные вариаторы получили широкое применение (сельхозмашины, станки и др.) благодаря простой конструкции и невысокой стоимости. Промышленность выпускает мотор-вариаторы и автономные вариаторы. Их недостатки обусловлены значительными габаритами и сравнительно небольшим диапазоном регулирования. 33

• 
  Слайд 34
  

  В вариаторах с плоским ремнем скорость регулируется в узких пределах" за счет осевого перемещения ремня. Они имеют невысокую тяговую способность, большие габариты, поэтому применяются редко. Клиноременные вариаторы более компактны, надежны в эксплуатации и имеют больший диапазон регулирования. 34

• 
  Слайд 35
  

  На рис. 1 показаны типичные схемы вариаторов, состоящих из двух раздвижных конусов {раздвижных шкивов) и клиново­го ремня (обычного или специального, вариаторного). Скорость регулируют путем изменения диаметров одного (рис. 1, а) или одновременно двух (рис. 1, б) шкивов при осевом смещении конических дисков. Если в передаче регулируется один шкив, то при этом принудительно изменяется межосевое расстояние. 35

• 
  Слайд 36

  Схемы клиноременных вариаторов (рис1,а,б)

  36

• 
  Слайд 37

  Контрольные вопросы

  За счёт каких сил передают движение фрикционные передачи ? Каковы достоинства и недостатки фрикционных передач ? Какой деталью выделяются ременные передачи среди фрикционных ? Какие силы действуют в ремне ? Какие нагрузки действуют на опоры валов колёс ременной передачи ? В чем преимущество клиноременных вариаторов перед плоскоременными?   37