Расчет и применение ременной передачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Классификация ременных передач

2. Типы ремней

3. Материалы ремней

4. Критерии работоспособности ремённых передач

5. Долговечность ремня

6. Напряжения в ремне

7. Силы в передаче. Передаточное отношение

8. Расчет клиноременной передачи

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Задача 4

Заключение

Список литературы

Введение

Целью данной курсовой работы является рассмотрение, описание, расчет и применение ременной передачи.

Ремённая передача -- это передача механической энергии при помощи гибкого элемента -- приводного ремня, за счёт сил трения или сил зацепления (зубчатые ремни). Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (вариатор), валы которого могут быть с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями. Состоит из ведущего и ведомого шкивов огибаемых ремнем (одного или нескольких).

Шкив -- это фрикционное колесо с ободом или канавкой по окружности, которое передаёт движение приводному ремню или канату. Используется как одна из основных частей ремённой передачи, также бывают шкивы на распредвалах механических блоков.

В отличие от блока, шкив передаёт усилие с оси на ремень (либо с ремня на ось); блок же вращается на оси свободно и обеспечивает исключительно изменение направления движения ремня или каната.

Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связью.

Рис. 1.1 Двушкивная ременная передача.

Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего.

Ременные передачи применяют в большинстве случаев для передачи движения от электродвигателя, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние а должно быть достаточно большим, а передаточное число и не строго постоянным (в приводах станков, транспортеров, дорожных и строительных машин и т. п.). Ремни должны обладать достаточно высокой прочностью при действии переменных нагрузок, иметь высокий коэффициент трения при движении по шкиву и высокую износостойкость.

Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 кВт и в редких случаях достигает 1500 кВт. Скорость ремня u = 5...50 м/с, a в сверхскоростных передачах может доходить до 100 м/с.

Ограничение мощности и нижнего предела скорости вызвано большими габаритами передачи. В сочетании с другими передачами ременную передачу применяют на быстроходных ступенях привода.

Основные преимущества ременной передачи:

· возможность передачи движения на значительное расстояние (до 15 м);

· плавность и бесшумность работы, обусловленные эластичностью ремня и позволяющие работать при высоких скоростях;

· предохранение механизмов от перегрузки вследствие упругости ремня и за счет возможного проскальзывания ремня (ременная передача устраняет необходимость применения специальных предохранительных муфт );

· простота конструкции и эксплуатации.

· компенсация неточности установки шкивов редуктора, особенно по углу скрещивания между валами, вплоть до применения передачи между перемещаемыми валами;

· низкая стоимость деталей (ремня и шкивов);

· лёгкий монтаж;

· (для клиновых ремней) возможность получения регулируемого передаточного отношения (вариатор)

· отсутствие необходимости в смазке;

· компенсация перегрузок (за счет проскальзывания);

· при обрыве ремня прочие элементы привода не повреждаются, и шкивы вращаются свободно

Основными недостатками ременной передачи являются:

· невозможность выполнения малогабаритных передач (для одинаковых условий диаметры шкивов примерно в 5 раз больше диаметров колес);

· некоторое непостоянство передаточного отношения, вызванное зависимостью скольжения ремня от нагрузки;

· повышенная нагрузка на валы и опоры, связанная с большими предварительными напряжениями ремня (увеличение нагрузки на валы в 2-3 раза по сравнению с зубчатой передачей);

· низкая долговечность ремней (в пределах от 1000 до 5000 часов);

· необходимость защиты ремня от попадания масла

· малая несущая способность;

· скольжение (не относится к зубчатым ремням), из-за чего непостоянство передаточного числа;

· наличие дополнительных элементов (всегда - для натяжения ремня и иногда - для гашения колебаний длинной ветви и удержания ремня на шкивах ).

1. Классификация ременных передач

По принципу работы различаются передачи:

· трением (большинство передач)

· зацеплением (зубчато-ременные).

Передачи зубчатыми ремнями по своим свойствам существенно отличаются от передач трением.

Ремни передач трением по форме поперечного сечения подразделяют на:

· плоские (Рис.2.1.а);

· клиновые (Рис.2.1.б);;

· поликлиновые (Рис.2.1.в);;

· круглые (Рис.2.1.г);;

· зубчатые (Рис.2.1.д);.

Рис. 2.1 Схемы расположения валов ременных передач

По расположению валов в пространстве:

1) передачи с параллельными валами: открытые рис. 2.1 а,

2) перекрёстные рис.2.1 б;

3) передачи со скрещивающимися валами - полуперекрёстные рис. 2.1в;

4) передачи с пересекающимися осями валов - угловые рис. 2.1г.



Рис. 2.2 Схемы расположения валов ременных передач

Условием работы ременных передач трением является наличие натяжения ремня, которое можно осуществить следующими способами:

1. предварительным упругим растяжением ремня;

2. перемещением одного из шкивов относительно другого;

3. натяжным роликом;

4. автоматическим устройством, обеспечивающим регулирование натяжения в зависимости от передаваемой нагрузки.

При первом способе натяжение назначается по наибольшей нагрузке с запасом на вытяжку ремня.

При втором и третьем способах запас на вытяжку выбирают меньше.

При четвертом -- натяжение изменяется автоматически в зависимости от нагрузки, что обеспечивает наилучшие условия для работы ремня.

Клиновые, поликлиновые, зубчатые и быстроходные плоские изготовляют бесконечными замкнутыми. Плоские ремни преимущественно выпускают конечными в виде длинных лент. Концы таких ремней склеивают, сшивают или соединяют металлическими скобами. Места соединения ремней вызывают динамические нагрузки, что ограничивает скорость ремня. Разрушение этих ремней происходит, как правило, по месту соединения.

2. Типы ремней

Приводной ремень должен обладать определенной тяговой способностью (способностью передавать заданную нагрузку без буксования) и достаточной долговечностью. Тяговая способность ремня обеспечивается надежным сцеплением его со шкивами, что обусловливается высоким коэффициентом трения между ними.

Ремни должны обладать высокой прочностью при переменных напряжениях, износостойкостью, максимальным коэффициентом трения на рабочих поверхностях, минимальной изгибной жесткостью.

Конструкцию ремней отличает наличие высокопрочного несущего слоя, расположенного вблизи нейтральной линии сечения. Повышенный коэффициент трения обеспечивается пропиткой ремня или применением обкладок.

1. Плоские ремни (рис. 3.1) отличаются большой гибкостью из-за малого отношения толщины ремня к его ширине. Наиболее перспективны синтетические ремни ввиду их высокой прочности и долговечности. Несущий слой этих ремней выполняется из капроновых тканей, полиэфирных нитей. Материал фрикционного слоя - полиамид или каучук.

Рис. 2.1(1-капроновая ткань с полиамидной пропиткой, 2-обкладки на основе полиамида с нитрильным каучуком, 3-резиновая масса.)

2. Синтетические ремни (рис. 3.2) изготовляют бесконечными и используют, как правило, при скорости более 30 м/с. При меньших скоростях могут использоваться конечные прорезиненные или бесконечные кордшнуровые и кордтканевые ремни. Прорезиненные ремни состоят из тканевого каркаса, имеющего от трех до шести слоев и наружных резиновых обкладок.

3. Кордшнуровые ремни состоят из несущего слоя, содержащего один ряд синтетического кордшнура, связующей резины и тканевых обкладок. Кордтканевые ремни имеют несущий слой из двух слоев обрезиненной вискозной ткани.

Рис. 2.2(1-слои кордткани, 2-обкладки, 3-резиновая масса.)

Рис. 2.3(1-кордшнуры, 2-обкладки, 3-резиновая масса.)

4.Клиновые ремни (рис. 3.4.а,б) имеют трапециевидное сечение с боковыми рабочими сторонами, соприкасающимися с канавками на шкивах. Благодаря клиновому действию ремни этого типа обладают повышенным сцеплением со шкивами.

Рис. 2.4 (Сечение клинового ремня кордтканевого (а) и кордшнурового (б); 1-слой кордткани, 2-обкладка, 3-резиновая масса, 4-кордшнуры.)

5. Поликлиновые ремни (рис 3.5) - это бесконечные плоские ремни с продольными клиновыми ребрами на внутренней поверхности. Эти ремни сочетают гибкость плоских ремней и повышенное сцепление со шкивами, характерное для клиновых ремней.

Рис. 2.5

Клиновые и поликлиновые ремни выпускаются прорезиненными с несущим слоем из синтетических шнуров. Для шнуров корда применяют полиамидные и полиэфирные волокна, для передач с особенно высокой нагрузкой -кевлар. Ремни с кордом из кевлара имеют высокую прочность, практически не вытягиваются (модуль упругости при растяжении E=2500 МПа, в отличие от E=300…600 МПа для корда из других волокон). Выпускаются также кордтканевые клиновые ремни с несколькими слоями ткани, они имеют меньший модуль упругости и лучше работают при ударной нагрузке.

Многопрофильные ремни состоят из двух - четырех клиновых, соединенных между собой тканевым слоем и применяются вместо комплектов клиновых ремней.

Круглые ремни (рис. 3.6) выполняют резиновыми диаметром от 3 до 12 мм, используются для передачи небольших мощностей в приборах и бытовой технике.

Зубчатые ремни (рис. 3.7) представляют собой ленту с зубьями на внутренней поверхности. Они состоят из стальных тросов и эластичного материала - резины или пластмассы. Зубья ремня имеют форму трапеции. Передача движения происходит не за счет силы трения, а зацеплением зубьев. Поэтому в зубчато-ременных передачах отсутствует скольжение ремня, и обеспечивается постоянство передаточного отношения. В такой передаче уменьшается влияние межосевого расстояния на тяговую способность, что снижает габариты передачи. Мощность, передаваемая зубчатым ремнем до 100кВт, .

Рис. 2.6 Зубчато - ременные передачи

Рис. 2.7 Передача зубчатым ремнем

Зубчатые ремни включают в себя достоинства как ремённых передач (бесшумность, простота конструкции и обслуживания), так и цепных передач (постоянство передаточного отношения, большая нагрузочная способность по сравнению с "обычными" ремёнными передачами). На рабочей поверхности ремней делают выступы (зубья), которые входят в зацепление с выступами (зубьями) на шкивах. Зубчатые ремни изготовляют из маслостойких искусственных материалов, из резины на основе хлоропреновых каучуков, из вулкалана, которые армируют стальными проволочными тросами (рис. 1, б), воспринимающими нагрузку на ремень. Для особо легких условий работы (в контрольно - измерительной аппаратуре) вместо стальных тросов применяют полиамидный корд. Такие ремни могут работать в масле. Для повышения износостойкости зубчатые ремни иногда покрывают нейлоновой тканью. Зубчатые ремни устанавливают без предварительного натяжения; они работают без скольжения и бесшумно. По сравнению с обыкновенной ременной передачей значительно компактнее и имеют более высокий к. п. д. Зубчатые ремни выпускают шириной 5...380 мм, для передачи мощности до 200 кВт и выше при скорости до 80 м/с.

3. Материалы ремней

1.Резинотканевые ремни.

Резинотканевые ремни -- самые распространенные. Они бывают двух видов: общего назначения и морозостойкие. Ремни общего назначения предназначены для работы в интервале температур от --25 до +60°С, а морозостойкие -- в интервале от --45 до + 60 °С. Резинотканевые ремни состоят из тканевого каркаса нарезной конструкции и резиновых прослоек между тканевыми прокладками. Каркас ремней изготовляют из хлопчатобумажных тканей или тканей из комбинированных нитей (полиэфирных и хлопчатобумажных волокон), или тканей из синтетических нитей. Некоторые ремни изготовляются без резиновых прослоек.

Ремни общего назначения и морозостойкие изготовляют как с наружными резиновыми прокладками (одной или двумя), так и без резиновых обкладок. Ткань прокладок обеспечивает ремням требуемую прочность и долговечность, а резина служит связующим веществом ремня, предохраняет ткань от повреждений, повышает коэффициент трения между ремнем и шкивами. Ремни изготовляют конечными. Ширина ремней 20... 1200 мм, число прокладок 3...6 толщиной 1,25.-1,5 мм каждая. Соединение конечных ремней выполняют склеиванием, сшивкой или металлическим скреплением.

2.Кожаные ремни.

Кожаные ремни делают из отдельных полос кожи путем их склеивания специальным клеем или сшивки сыромятными ремешками (жильными струнами диаметром 1,5...3.5 мм). Стандартные кожаные ремни изготовляют конечными шириной 20...300 мм и толщиной 3...10 мм. Предназначены для передачи малых и средних мощностей.

Обладают хорошей тяговой способностью, прочны и с точки зрения надежности и долговечности предпочтительнее других, в особенности при работе в условиях переменных и ударных нагрузок. Они имеют износоустойчивые кромки и могут работать при скорости до 45 м/с. Однако из-за высокой стоимости их применяют редко. Кожаные ремни совершенно не пригодны для работы в сырых и насыщенных парами кислот и щелочей помещениях, так как они быстро портятся и выходят из строя.

3.Хлопчатобумажные цельнотканые ремни.

Хлопчатобумажные цельнотканые ремни изготовляют (ткут) из хлопчатобумажной пряжи в несколько переплетающихся слоев обычно конечными шириной 30...250 мм, толщиной 4,5...8,5 мм (соответственно числу слоев 4...8). Для предохранения от атмосферных влияний, увеличения прочности и долговечности, а также уменьшения усадки в свободном состоянии их пропитывают специальным составом из озокерита (горного воска) и битума. Хлопчатобумажные ремни самые дешевые, но по нагрузочной способности и долговечности уступают прорезиненным и кожаным ремням, и поэтому их применяют преимущественно для передачи небольших мощностей при скорости до 25 м/с. Для работы в сырых помещениях или при температуре свыше 50 °С, а также при опасности воздействия паров кислот хлопчатобумажные ремни не применяют.

4.Шерстяные ремни.

Шерстяные ремни выполняют (ткут) в несколько слоев из шерстяных и хлопчатобумажных нитей, пропитывают составом из олифы, порошкового мела и железного сурика. Они менее чувствительны к воздействию повышенной температуры, влажности, паров кислот и щелочей, что и определяет области применения этих ремней. Шерстяные ремни делают конечными шириной 50...500 мм и толщиной 6... 11 мм (соответственно числу слоев 3...5). Они обладают значительной упругостью и поэтому хорошо работают при неравномерной и ударной нагрузках. Максимальная допускаемая скорость 30 м/с.

4. Критерии работоспособности ремённых передач

Основными критериями работоспособности ремённых передач являются :

1) тяговая способность - надёжность сцепления со шкивами,

2) долговечность ремня, которая определяется в основном его сопротивлением усталости.

Тяговая способность

Тяговая способность ременной передачи обусловливается сцеплением ремня со шкивами. Исследуя тяговую способность, строят графики-кривые скольжения и к.п.д.; на их базе разработан современный метод расчета ременных передач.

Тяговая способность характеризуется кривыми скольжения и КПД передачи от полезной нагрузки (окружной силы Ft), которую выражают через коэффициент тяги , показывающий, какая часть предварительного натяжения ремня полезно используется для передачи нагрузки. Кривые скольжения для всех типов ремней получают экспериментально (рис. 6.1)

По оси абсцисс откладывают нагрузку, выраженную через коэффициент тяги ,а по оси ординат - коэффициент скольжения и к.п.д.. При постоянном натяжении постепенно повышают полезную нагрузку Ft, а следовательно, и коэффициент тяги и измеряют значение коэффициента ,а (точнее, 1 и 2), а также КПД передачи .При возрастании коэффициента тяги от нуля до критического значения наблюдается только упругое скольжение, которое пропорционально нагрузке, и кривая скольжения имеет прямолинейный участок. Передача работает нормально.

Рис. 4.1 Кривые скольжения

При дальнейшем увеличении коэффициента тяги от до к упругому скольжению добавляется частичное буксование. Нормальная работа передачи нарушается. Зона частичного буксования определяет способность передачи переносить кратковременные перегрузки, например при пуске. При предельном значении наступает полное буксование, ведомый шкив останавливается.

В зоне частичного буксования КПД резко снижается вследствие увеличения потерь на скольжение, при этом ремень быстро изнашивается. Поэтому рабочую нагрузку рекомендуется выбирать вблизи критического значения. В этом случае значение КПД принимают: для плоскоремённой передачи = 0,93…0,98; для клино- и поликлиноремённой = 0,92…0,97.

5. Долговечность ремня

Долговечность ремня зависит от возникающих в нем напряжений изгиба и частоты циклов нагружений -- числа пробегов ремня в единицу времени.

Долговечность ремня определяется в основном его сопротивлением усталости, которое зависит не только от значений напряжений, но также и от частоты циклов напряжений, т. е. от числа изгибов ремня в единицу времени. Под влиянием циклического деформирования и сопровождающего его внутреннего трения в ремне возникают усталостные разрушения -- трещины, надрывы. Ремень расслаивается, ткани перетираются. На сопротивление усталости ремня оказывает влияние и высокая температура, которая повышается от внутреннего трения в ремне и скольжения по шкивам. Для уменьшения напряжения изгиба рекомендуется выбирать возможно больший диаметр малого шкива d1, что благоприятно влияет на долговечность, а также и на тяговую способность передачи.

Расчёт на долговечность выполняют как проверочный. За основу создаваемых в настоящее время методов расчёта ремней на долговечность принято уравнение наклонного участка кривой усталости:

где - максимальное нормальное напряжение в ремне;

m и C - постоянные, определяемые экспериментально;

- эквивалентное число циклов нагружения за срок службы ремня.

Частота цикла напряжений равна частоте пробегов ремня:

где U - действительная частота пробегов ремня,

с-1 - скорость ремня, м/с;

Lp - длина ремня, м;

[U] - допускаемая частота пробегов ремня, с-1, при которой не появляется признаков усталостного разрушения.

Установлены ограничения на допускаемую частоту пробегов ремня:

для резинотканевых ремней с-1,

для синтетических c-1;

для клиновых и полуклиновых с-1. Если , то увеличивают Lp.

6. Напряжения в ремне

При работе ременной передачи напряжения по длине ремня распределяются неравномерно. При огибании шкивов в ремне возникают напряжения изгиба (рис. 2.6.11). Волокна ремня на его внешней стороне растягиваются. Максимальное напряжение изгиба возникает в поперечном сечении ремня при его набегании на ведущий шкив. Чем меньше диаметр шкива и больше высота ремня, тем большие напряжения возникают, тем менее долговечен ремень. На практике рекомендуют отношение толщины ремня к диаметру шкива D1 в пределах 1/25…1/30.

Рис. 6.1 К изгибу ремня на шкиве

7. Силы в передаче. Передаточное отношение

Для создания трения между ремнем и шкивом ремню после установки создают предварительное натяжение F0.

После приложения основной нагрузки происходит перераспределение натяжений в ветвях ремня. Ветвь, набегающая на ведущий шкив (ведущая) натягивается F1, натяжение в ведомой ветви уменьшается F2 .Силы натяжения ветвей ремня Fn нагружают валы и подшипники, что является недостатком ременных передач.

В ременной передаче возникают два вида скольжения: упругое и буксование. Упругое скольжение неизбежно при нормальной работе передачи. В процессе работы напряжение ремня на ведущем шкиве падает, ремень укорачивается и отстает от шкива. Возникает упругое скольжение.

Рис. 7.1 Силы в ветвях ремня

Рис. 7.2 Схема для определения нагрузки на валы

На ведомом шкиве натяжение ремня падает, и тоже возникает упругое скольжение. Упругое скольжение возникает в результате разности натяжений ведущей и ведомой ветви. По мере роста окружной силы , ремень начинает скользить по всей длине дуги обхвата, то есть по всей поверхности касания ремня с ведущим шкивом, то есть буксует. Ведомый шкив при этом останавливается, к.п.д. падает до нуля. Упругое скольжение характеризуется коэффициентом скольжения , который представляет потерю скорости на шкивах, а, следовательно, непостоянство передаточного отношения. Поэтому передаточное число ременной передачи определяется по формуле:.

8. Расчет клиноременной передачи

1. По номограмме в зависимости от частоты вращения меньшего шкива n₁ (в нашем случае n ₁= n_дв =1465 об/мин) и передаваемой мощности Р= Р _дв=14,6 КВт принимаем сечение клинового ремня Б. Вращающий момент:

2. Диаметр меньшего шкива определяют по эмпирической формуле:

Диаметр большего шкива

Принимаем d₂ =360 мм

3. Уточняем передаточное отношение

При этом угловая скорость вала будет:

Расхождение с тем, что было получено по первоначальному расчету,

что менее допускаемого на плюс-минус 3 %.

Следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов d₁ =224мм, d₂=360мм.

4. Межосевое расстояние следует принять в интервале:

Принимаем предварительно близкое значение

5. Расчетная длина ремня определяется по формуле:

Принимаем по стандарту ГОСТ 1284.1-80 значение длины ремня 2240 мм

6. Уточняем значение межосевого расстояния с учетом стандартной длины ремня L:

,

где

и .

Тогда,

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L=0.01*2240=22,4мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения его на 0.025L=0.025*2240=56мм для увеличения натяжения ремней.

7. Угол обхвата меньшего шкива

8. Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи:

Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня:

С_L=1

Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата: С=0,98

Коэффициент, учитывающий число ремней С_z=0.95

9. Число ремней в передаче

Р₀=6,6 из таблицы 7.8, принимаем число ремней равным 3.

10. Натяжение ветви клинового ремня находим по формуле:

где скорость

Коэффициент, учитывающий центробежную силу:

для сечения ремня Б, тогда

11. Давление на валы

12. Ширина шкивов



13. Найдем долговечность ремней

,

Ресурс работы привода считается по формуле:

и для сечения ремня Б

Оформим полученные значения в таблице:

Таблица 1

Параметр	Формула	Значение
Сечение ремня	номограмма	Б
Вращающий момент, Н*м		95,2 Н*м
Диаметр меньшего шкива, мм
Диаметр большего шкива, мм
Передаточное отношение (уточненное)
Межосевое расстояние, мм
Длина ремня, мм		2240 мм
Уточненное межосевое расстояние, мм		658 мм
Угол обхвата, o		168o
Число ремней		3 шт
Натяжение ветви ремня, Н		273Н
Сила, действующая на вал, Н		1.6к Н
Ширина шкивов,мм		63мм
		3МПа
		4,5Мпа
		0,3МПа
Условие прочности
Ресурс привода		3117ч

Задача 1

Рис. 9.1

Дано:

t=1 c;

о= 0,015;

P= 140.57 Вт;

n₁= 1500 об/мин;

u₂= 1,7;

щ ₁= 1,12;

R₃=18.27;

Найти:

е ₁ - ?;

е ₂ - ?;

щ ₂ - ?;

щ ₃ - ?;

v - ?;

a_A-?;

a_B-?;

a_C-?

T-?;

Решение:

Вращающий момент:

T= P/?₁;

T= 140.57/ 1.12;

T=125,51;

Диаметр первого шкива:

d₁= (3/4)*T₁^1/3;

d₁= (3/4)*125.51^1/3;

d₁=31,38;

Диаметр второго шкива:

d₂= u₂*d₁*(1- о);

d₂= 1,7*31,38*(1-0.015);

d₂=52,56

Радиус первого шкива:

R₁= 1/2*d₁;

R₁= 1/2* 31,38;

R₁=15,69;

Радиус второго шкива:

R₂=1/2*d₂;

R₂=1/2*52.56;

R₂=26.28;

Скорость ремня:

v=(р*(d₁/100)*n₁)/60;

v=(3.14*0.3138*1500)/60;

v=24.63;

Угловая скорость второго шкива:

щ ₂= v/R₂;

щ ₂=24.63/26.28;

щ ₂=0.94;

Угловая скорость третьего шкива:

щ ₃= v/R₃

щ ₃= 24.63/18.27;

щ ₃=1.34;

Угловое ускорение первого шкива:

е ₁=щ₁;

е ₁=1,12;

Угловое ускорение второго шкива:

е₂=щ₂;

е₂=0.94;

Угловое ускорение третьего шкива:

е₃=щ₃;

е₃=1.34;

Ускорение в точке А:

;

a_ф= е ₁*R₁;

a_n= щ₁² * R₁;

a_ф=1,12*15.69;

a_ф=17,57;

a_n=(1,12^2)*15.69;

a_n=19,68;

;

a=26,38;

Ускорение в точке В:

a_ф=0.94*26.28;

a_ф=24,70;

a_n=(0.94^2)*26.28;

a_n=23.22

a=33.9

Ускорение в точке C:

a_ф=1.34*18.27;

a_ф=24.62;

a_n=(1.34^2)*18.27;

a_n=32.81;

a=41.02;

Задача 2

Дано:

Шкив, массой m = 90 кг и радиусом r = 30 см вращается с угловой скоростью щ_о = 20 с^-1. Для его остановки на шкив оказывается действие через невесомый ремень, натяжения ветвей которого равны Т₁ = 40 Н и Т₂ = 20 Н (рис. 1). Радиус инерции шкива с_z = 20 см. Определить время торможения шкива t₁ и угол ц₁, на который он повернется за это время.

Решение:

Рассмотрим все силы, действующие на шкив и прилежащую к нему часть ремня: силы натяжения ветвей ремня Т₁ и Т₂ , силу тяжести шкива G, составляющие реакции в подшипниках O X и O Y (рис. 2). Применим к шкиву дифференциальное уравнение вращательного движения относительно его оси z:

)

Рис. 10.1



Рис. 10.2

Здесь J_z = mс_x² = 90 · 0,2² = 3,6 кг·м² - осевой момент инерции шкива. Стоящий в правой части уравнения главный момент внешних сил относительно оси вращения обозначим для краткости .

Он будет в данном случае равен:

М_z^e = - Т₁ · r + Т₂ · r = -6 H·м;

поскольку силы G, O X и O Y имеют нулевые моменты относительно оси z (моменты сил, действующих по движению, должны браться со знаком «плюс», а против движения - со знаком «минус»).

Таким образом, дифференциальное уравнение вращательного движения имеет вид:

Для интегрирования этого уравнения делим переменные, учитывая, что

М_z^e= const и J_z = const:

 (1)

после чего в левой и правой частях ставим интегралы - определенные или неопределенные.

Рассмотрим оба способа решения.

1. Если использовать неопределенные интегралы, получим

откуда

где постоянная интегрирования С1 может быть найдена из начального условия щ = щ_о при t = 0.

Подставив в уравнение эти значения, получим :

и тогда

откуда

2. Если в уравнении (1) использовать определенные интегралы, можно записать:

Здесь нижние пределы интегралов соответствуют начальному моменту времени щ = щ_о при t = 0, а верхние - произвольному моменту времени t и некоторой угловой скорости щ в этот момент времени.

Из последнего уравнения, интегрируя, находим

после чего делаем подстановки

откуда имеем

Получили то же решение, что и при первом способе. Используя последнее соотношение, можно найти время торможения шкива, т.е. время t₁, за которое угловая скорость обратится в ноль

и тогда

=12 c.

Для определения угла поворота ц, заменив в уравнении для угловой скорости

получим

Деля здесь переменные

tdt

и интегрируя с использованием определенных интегралов (учитывая, что ц = 0 при t = 0), находим

откуда



Окончательно имеем

11. Задача 3

Рис. 11.1

Дано:

Диаметр шкива равен D₁=57,32;

Ведущая ветвь натягивания равна F₁= 7,96;

Натяжение ведущей ветви уменьшается до F₂=4,58;

Угол в равен 30^о;

Плотность материала кожаного ремня равен с=1,25;

Площадь сечения ремня равна А=6 мм²;

Окружная скорость v=5.38;

Найти:

Момент вращения Т-?;

Окружную силу F_t-?;

Сумму сил натяжения ветвей F₀-?;

Центробежную силу F_v-?;

Равнодействующую силу на валы и опоры F_s-?;

Силы натяжения для холостого хода F₁,F₂-?;

Решение:

Момент вращения находится по формуле:

;

;

Т₁=96,87;

Окружная сила:

;

;

F_t=3.38;

Сумма сил натяжения ветвей:

;

;

F₀=6.27;

Центробежная сила:

;

;

217,08;

Равнодействующая сила на валы и опоры:

;

;

Силы натяжения ведущей ветви для холостого хода:

;

;

Сила натяжения для ведомой ветви холостого хода:

;

Задача 4

Дано:

f = 0.1;

R4 = 0,3 м;

r4 = 0,1 м;

R5 = 0,2 м;

r5 = 0,1 м;

m1 = 0 кг;

m2 = 2 кг;

m3 = 4 кг;

m4 = 0 кг;

m5 = 10 кг;

M4 = 0,3 Н*м;

M4 = 0 Н*м;

F = 40(4+5s);

s1 = 0,8 м.

Рис. 12.1

Найти:

V2 -- ?

Решение:

Уравнение теоремы об изменении кинетической энергии:

T(0) -- кинетическая энергия системы в начальный момент времени,

Кинетическая энергия тела 1

Кинетическая энергия тела 2

Кинетическая энергия тела 3

Кинетическая энергия тела 4



Кинетическая энергия тела 5

Проведём кинематический анализ системы

Определим моменты инерции тел 3, 5

Подставим (9), (13), в (5)



Подставим (8), (14) в (7)

Учитывая (3), (4), (15), (6), (16), получим из (2)

Вычислим работу внешних сил на перемещении s1

Проведём ещё один кинематический анализ, выражая кинематические характеристики системы через s1

Подставим (27) в (22)

Подставим (28) в (23)

Подставим (30) в (25), (26)

Подставим (19), (20), (21), (31), (32), (33), (34) в (18)

Подставим (17), (35) в (1) и выразим V2

Заключение

В рамках данной курсовой работе я рассмотрел и описал ременную передачу. Ее основные преимущества и недостатки, классификацию, виды ременных передач и материалы из которых делают ремни. Описаны критерии работоспособности передачи, долговечность и напряженность ремня. Так же показан пример расчета клиноременной передачи. И в практике было сделано и решено три задачи на основные темы теоретической механики: статика, кинематика, динамика. Следовательно цель данной курсовой работы описание ременной передачи и ее применение в жизни общества выполнены.

ремень работоспособность привод

Список литературы

1. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение,2014.-496с.

2. Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник. -- М.: Машиностроение,2012.--С.416.

3. Гулиа Н.В., Клоков В.Г., Юрков С.А. Детали машин. -- М.: Издательский центр "Академия", 2014. -- С. 416.

Размещено на Allbest.ru

...