Тема 9. Пасові передачі

Загальні відомості та класифікація пасових передач. Елементи пасових передач, типи пасів. Пружне ковзання паса та кінематика пасової передачі. Сили та напруження у витках пасової передачі. Вибір та розрахунок параметрів пасової передачі.

Розрахунок пасових передач на тягову здатність і довговічність. Особливості розрахунку плоско пасових передач. Особливості розрахунку клинопасових перердач. (Зубчасто-пасові передачі).

Пасові передачі відносяться до передач тертям з гнучким зв’язком. Пасова передача складається із двох шківів, закріплених на ведучому і веденому валах, і паса, який охоплює шківи (рис. 1). Навантаження в передачі передається силами тертя, які виникають між шківами і пасом внаслідок натягу останнього.

Залежно від форми поперечного перерізу паса розрізняють: плоскопасові (рис. 2, а), клинопасові (б), круглопасові (в) передачі, а також передачі із поліклиновими пасами. В залежності від швидкості паса розрізнюють передачі тихохідні (v ≤ 10 м/с), середньохідні (v = 10...30 м/с), швидкохідні (v = 30...100 м/с).

Приводні паси пасових передач повинні мати: достатню міцність при змінній напрузі і стійкість проти спрацювання; достатній коефіцієнт тертя паса із шківом; низьку згинальну жорсткість; високу довговічність; низьку вартість. Приводні паси стандартизовані.

Плоскі паси: гумотканинні, бавовняні суцільноткані, шкіряні, із спеціальних синтетичних матеріалів.

Клинові паси виготовляють двох типів: кордтканинні та корд шнурові

Круглі паси виготовляють шкіряними, гумотканинними, бавовняними, капроновими. Діаметр шківів 3...4 (12) мм.

Шківи пасових передач мають обід 1, який несе пас, маточину 3, за допомогою якої шків розміщується на валі, та диск 2 або спиці, що з’єднують обід із маточиною (рис. 3, а). Форма робочої поверхні ободу 1 шківа визначається формою поперечного перерізу паса. Для плоских пасів згідно ГОСТ 17383-80 робоча поверхня одного шківа плоска, а другого паса - випукла (б), що забезпечує центрування паса.

Недоліки: підвищені габарити; несталість передаточного числа через можливе проковзування паса; підвищене навантаження на вали і опори, пов’язане із попереднім натягом пасів; низька довговічність приводних пасів в швидкохідних передачах (1000... 5000 годин).

Пасові передачі використовують у тих випадках, коли за умов конструювання ведучий і ведений вали розміщено на значних відстанях. У сучасному машинобудуванні найбільш поширені клинопасові передачі. Їх використовують як швидкохідний ступінь у приводах електрогенераторів, металообробних верстатів, робочих механізмах текстильної та паперової промисловості, у приводах вентиляційних систем, сільськогосподарських машинах та таке ін.

ККД пасових передач різних типів становить близько 0, 90-0, 97.

До пасових передач умовно належить за назвою та формою зубчасто-пасова передача, яка має зубці на внутрішньому боці паса, а на шківі – відповідні западини. Отже, передача працює за принципом зачеплення, а не тертя. Зубчасто-пасові передачі мають малі габарити, у них відсутнє ковзання паса на шківах, можна забезпечити великі передаточні числа, ККД досягає 0, 92...0, 98, на вали передаються значно менші навантаження.

Кінематичні та геометричні параметри пасових передач

Колова швидкість на шківах діаметром d₁ і d₂:

Швидкість плоских пасів v = 5...30 м/с;

швидкохідних із нових матеріалів v = 80...100 м/с;

клинових пасів - до v = 25...30 м/с.

Враховуючи пружне ковзання, де ε - коефі­цієнт ковзання, ε = 0, 01...0, 02, передаточне від­ношення

Практично

Кут обхвату пасом малого шківа α (рис. 8):

де β - кут між витками паса; а - міжосьова відстань.

Так як кут β ≤ 15º,

При цьому

Довжина паса

Оптимальна міжосьова відстань а_опт плоскопасових передач

При цьому кут обхвату на малому шківу α ≥ 150˚.

У клинопасових передачах

де h - висота перерізу паса.

Силові залежності пасових передач

Вітки паса у стані спокою при обертовому моменті на ведучому шківу Т = 0 навантажені лише зусиллям попереднього натягу F₀ (рис. 9, а).

Після прикладення на ведучий шків робочого навантаження момент T > 0 у ведучій вітці виникає зусилля F₁, а у веденій – зусилля F₂ (рис. 9, б)

За умов рівноваги шківів можна записати:

де F_t - колова сила на шківі, при цьому

Геометрична довжина паса не залежить від навантаження: додаткове витягування ведучої вітки компенсується рівним йому скороченням веденої вітки. Тому

,

або

.

Із цих рівнянь:

Напруга у вітках і її вплив на тягову здатність і довговічність пасів

Напруга в поперечних перерізах ведучої та веденої віток від дії сил натягу F₁ і F₂ в навантаженій передачі із урахуванням (15.10) можна знайти за формулами:

де σ _t - напруга в пасі від робочого навантаження (корисна напруга),

Напруга у поперечних перерізах паса від дії відцентрових сил F_v:

Згинальна напруга в частині паса, який обгинає шків діаметром d:

де E - модуль пружності матеріалу паса.

Для середніх значень Е = 200 МПа для відношень d/δ = 200, 100, 50, 25 відповідно σ _зг = 1, 2, 4, 8 МПа. Напруга σ _зг часто перевищує всі інші складові сумарної напруги.

Сумарна максимальна напруга σ _max у ведучій вітці в місці набігання паса на малий шків