Для обчислення крутного моменту на відомому валу механізму використовується наступне співвідношення:
де - крутний момент на ведучому валу; - передавальне відношення механізму; - його коефіцієнт корисної дії.
Для створення крутного моменту на вхідному валу в механізмі РЕМ використовуються різні електродвигуни / 5 / с редуктором і без них. Розвивається електродвигуном крутний момент (Н # 8729; м) при потужності (Вт) і кутової швидкості обертання двигуна дорівнює:
де - число обертів двигуна (хв -1). При включенні редуктора до складу механізму дорівнює
де - передавальне число редуктора; - його коефіцієнт корисної дії.
Для зубчастої передачі коефіцієнт корисної дії дорівнює:
де - коефіцієнт, що враховує збільшення сили тертя в дрібномодульних зубчастих передачах: f - коефіцієнт тертя ковзання, зазвичай рівний; - окружна сила <30.0 Н. В силовой расчет механизма входит определение сил, действующих в зацеплении. При зацеплении прямозубчатых колес в полюсе П (рис. 9) действующая по общей нормали к профилям зубьев сила нормального давления раскладывается на окружную и радиальную силы. При моменте . приложенным к зубчатому колесу диаметром . определяется формулами:
Для конічної зубчастої передачі (рис. 4.5) сила, що діє в зачепленні до зуба. розкладається на окружну Ft і розпірну Fr. Сила Fr для шестерні z1 має радіальну Fr і осьову Fa складові:
Для колеса z2 сила Fr1 є осьової, а Fa1 - радіальної.
При роботі черв'ячної передачі сила нормального тиску Fn утворює з силою тертя Fтр. виникає між витками черв'яка і зубами колеса, рівнодіюча силу Fc. яка може бути розкладена на три складові - окружну на черв'яка Ft1 (рівну осьової на колесі Fa2), осьову на черв'яка Fa1 (рівну окружний на колесі Ft2) і радіальну Fr (рис. 5.1):
Сила нормального тиску дорівнює:
Коефіцієнт корисної дії черв'ячної передачі на провідному черв'яка дорівнює:
де # 961; - приведений кут тертя, що дорівнює / 1 /.
При цьому крутний момент визначають відповідно до формули (5.1) для черв'ячної передачі, підставляючи розраховане значення і передавальне відношення. а потім знаходять сили в зачепленні.
Для механізму гвинт-гайка залежність між окружний силою і осьовою силою визначають з виразу / 3 /:
а необхідний крутний момент на гвинті дорівнює:
де - приведений кут тертя; - кут підйому різьби; P - крок різьби
Мал. 5.1. Визначення сил черв'ячної передачі
При осьової силі <10 Н крутящий момент равен:
де - поправочний коефіцієнт;
Коефіцієнт корисної дії визначають за формулою (5.9), де змінну # 947; замінюють кутом підйому різьби # 946 ;.
Фрикційна передача з роликами (рис. 4.1) працює при і для надійності беруть:
де - сила тертя; - передавальне окружне зусилля; - крутний момент на провідному ролику; - коефіцієнт запасу зчеплення. Якщо. то сила підтискання роликів при паралельних валах:
При торцевому торканні ця сила в 2 рази менше, тобто . Коефіцієнт тертя ковзання залежить від матеріалу, шорсткості поверхні та умов змащення. У разі контакту без змащення при сталевому і бронзовому роликах. при сталевих роликах; при сталевому і текстолітовій.
Для фрикційних передач з гнучким зв'язком, що використовують сили тертя і пов'язаних з пружним ковзанням ременя по шківах, змінюються зусилля по дузі обхвату від значення до на провідному і до на відомому шківах. Кут обхвату ведучого шківа. а для збільшення кута обхвату і сили натягу гнучкого зв'язку застосовують натяжні ролики.
Мал. 5.2. Силова схема передачі гнучким зв'язком
Початкова сила натягу гнучкого зв'язку:
де - напруга попереднього натягу, залежне від типу гнучкого зв'язку; - площа перерізу.
Для силових передач гнучким зв'язком ременем з синтетичних волокон із синтетичних волокон c поліамідним покриттям при товщині ременя мм напруга попереднього натягу МПа, для плоских гумотканинних ременів МПа. Для передач, використовуваних в механізмах настройки, через меншу пружності застосовуваних матеріалів і малої величини переданого окружного зусилля МПа. Передача окружного зусилля викликає перерозподіл початкової сили натягу при. Для створення сил тертя необхідно, що. Із системи рівнянь
Граничне співвідношення між силами і визначається формулою Ейлера
де - коефіцієнт тертя ковзання; - кут обхвату.
звідси слідує що
Сили натягу гілок ременя навантажують вали силою Fв. рівній
Переймаючись перетином ременя, коефіцієнтом тертя ковзання і геометрією передачі проводять її силовий розрахунок. При визначенні коефіцієнта корисної дії для фрикційної передачі з гнучким зв'язком / 2 / враховують, чт при роботі плоскопасової передачі частина енергії витрачається на пружний гістерезис, зрушення, вигин, на ковзання ременя по шківах, аеродинамічний опір руху ременя і шківів, опір тертю підшипниках валів передачі . У клиноременной і круглої передачах додаються втрати на тертя при радіальному переміщенні ременя в процесі входу в канавку шківа і виходу з неї, а також втрати на пружний гістерезис при вигині ременя.
Коефіцієнт корисної дії пасової передачі залежить від коефіцієнта тяги # 936; 0 і відповідного йому відносного ковзання ременя # 958 ;. Найбільший коефіцієнт корисної дії # 951; відповідає деякому значенню # 936; 0 на лінійній ділянці кривої ковзання (рис. 5.3).
Рис 5.3. крива ковзання # 958; і коефіцієнт корисної дії # 951; від коефіцієнта тяги # 936; 0 для фрикційних передач з гнучкими зв'язками
при збільшенні # 936; 0 відбувається зниження коефіцієнта корисної дії через наростання втрат енергії на треніе.Еффектівним вважають навантажені передачі, відповідні найбільшому коефіцієнту корисної дії і деякого запасу по зчепленню ( # 936; 0 = 0,4 ÷ 0,5) - для плоскопасової передач, ( # 936; 0 = 0,5 ÷ 0,6) - для круглоременних передач, ( # 936; 0 = 0,6 ÷ 0,7) - для кліноременних передач. При цьому коефіцієнт корисної дії # 951; дорівнює # 951; = 0,97 ÷ 0,98 для плоскопасової передачі, # 951; = 0,95 ÷ 0,97 для круглоременной і # 951; = 0,92 ÷ 0,97 для клиноременной передач.
1. Як визначається крутний момент на відомому валу?
2. Від чого залежить крутний момент на ведучому валу
3. Чому дорівнює коефіцієнт корисної дії зубчастих
4. Як визначаються окружна, радіальна і сила
нормального тиску для прямозубчатих механізмів?
5. Які сили діють в конічної зубчастої передачі
і методи їх розрахунку?
6. Від чого залежать сили діють в черв'ячної
7. Як розраховується коефіцієнт корисної дії
для черв'ячної зубчастої передачі?
8. Яким чином визначається сила тертя для
фрикційної передачі з роликами?
9. Чому дорівнює сила підтискання роликів при паралельних
10. Як розраховується сила підтискання роликів для
торцевого зачеплення фрикційних дисків?
11. Від чого залежить коефіцієнт тертя ковзання
і чому він дорівнює для різних матеріалів фрикційних
12. Яким чином визначається початкова сила
натягу гнучкого зв'язку?
13. Як розраховується сили пов'язані з передачею
окружного зусилля в фрикційних механізмах з гнучким зв'язком?
14. Чому рівні силові характеристики механізму гвинт
15. Охарактеризуйте формулу Ейлера.