Экспериментальное исследование влияния углов α и γ на тяговую способность контакта ремня со шкивом

Цель работы:

экспериментальноеисследование влияния уг­лов α и γ на тяговую способность контакта ремня со шкивом и со­поставление полученных результатов с теоретической зависимостью.

Основные положения:

Простейшая ремённая передача состоит из шкива, колёс с гладким ободом и ремня, надетого на них с натяжением. Передача движения от одного шкива к другому обеспечивается за счёт силы трения F_r между ремнём и шкивами, распределённой по длине дуг обхвата (контакта), ограничиваемых углами обхвата α₁ и α₂. Сила F_r служит окружной силой передачи, то есть она равна разности F₁ и F₂ натяжений ведущей (рабочей) и ведомой (холостой) ветвей ремня.

F = F₁ – F₂

При наибольшем значение этой силы F_T^(MAX) для заданной суммы

F_z = F₁ + F₂

Ремень будет буксовать на шкивах.

Сила F_T^(MAX) характеризует абсолютную тяговую способность фрикционного контакта ремня со шкивом – способность ременной передачи может быть определена по известной их физики формуле

F_T^(MAX) = f F_n

где f – коэффициент трения, а F_n – суммарная сила прижатия ремня к шкиву, связанная, в свою очередь, с величиной F₂, углом обхвата α, а также характером контакта ремня со шкивом.

Так, в плоскоременной передаче ремень взаимодействует со шкивом своей внутренней поверхностью, в то время как в клиноременной – он под действием натяжения вклинивается в канавку шкива, взаимодействуя с ней своими боковыми сторонами, образующими клин с углом 2γ. Тяговые свойства контакта гибкого звена с гладким цилиндром кроме ременных передач используются и в других устройствах.

Лабораторная установка для статического исследования ремённой передачи	Схема сил натяжения и нормальных сил прижатия к шкивам

         Результаты измерений и вычислений:

Определяемые величины		Углы обхвата α
Наименование	Обозначение и формула	π1/2 900	π2/3 1200	π5/6 1500	π 1800	π4/3 2400
Плоскоремённая передача
Натяжение ведомой ветви		57	53	50	47	40
Натяжение ведущей ветви		81	83	88	91	98
Окружная сила		24	28	38	44	58
Отношение натяжений		1,412	1,509	1,76	1,936	2,45
Коэффициент трения		0,23	0,196	0,216	0,21	0,214
Коэффициент трения средний fm		fm= 0,2132
Отношение натяжений теор.		1,398	1,55	1,73	1,95	2,44
Сумма натяжений		138
Клиноремённая передача γ=200, 1/sinγ=2,92
Натяжение ведомой ветви		45	39	33	28	16
Натяжение ведущей ветви		93	99	105	110	122
Окружная сила		48	60	72	82	106
Отношение натяжений		1,067	2,538	3,182	3,928	7,628
Отношение натяжений теор.		2,62	3,6	4,97	6,84	12,93

Расчеты для плоскоременной передачи:

Окружная сила:

            Отношение натяжений:

           

Коэффициент трения:

Средний коэффициент трения:

Теоретическое отношение натяжений:

Расчеты для клиноременной передачи:

Окружная сила:

Отношение натяжений:

Теоретическое отношение натяжений:

            График зависимости m_T⁽ⁿ⁾(a); m^(k)(a); m_T^(k)(a):

Вывод:

отношения абсолютных и относительных тяговых способности клиноременной и плоскоременной передач равны: Из соотношений видно, что абсолютное тяговое усилие клиноременной передачи больше чем у плоскоременной передачи в 1,86 раза, и относительное тяговое усилие клиноременной передачи больше чем к плоскоременной в 2,01 раза. т.к. клиноремённая передача связанна со шкивом внутренней своей частью ремня, вклиниваясь в него, создавая нормальные силы больше, чем радиальные