Пружне ковзання паса та кінематика пасової передачі
Під час передавання робочого навантаження зусилля у ведучій та веденій вітках пасової передачі не рівні між собою. Порівняно із зусиллям попереднього натягу зусилля у ведучій вітці збільшується, а у веденій зменшується. Тому робота передачі з пружним пасом неминуче супроводжується пружним ковзанням паса на шківах.
Явище пружного ковзання паса під час роботи передачі пов'язане з тим, що сили натягу і відповідно відносне видовження ведучої та веденої віток паса неоднакові. На рис. 21.10 показано розподілення зусиль у пасі при передаванні робочого навантаження. При цьому позначено зусилля у ведучій вітці F1, а у веденій F2 . У відрізку паса,
що знаходиться на ведучому шківі, зусилля (у напрямі руху паса) зменшується і відповідно пас скорочується, проковзуючи на шківі. На веденому шківі зусилля у відрізку паса (у напрямі його руху) збільшується і при цьому пас видовжується, випереджуючи шків що також спричинює ковзання паса на шківі.
 |
Ковзання паса на шківі відбувається не на всій дузі обхвату α1 і α2 відповідно ведучого і веденого шківів, а тільки на деякій частині цих дуг β1 та β2. Дуги β1 і β2 називаються дугами ковзання. На рис. 21.10 короткими стрілками вказано напрям ковзання точок робочих поверхонь шківів щодо паса.
Сила тертя між пасом та шківом передається в основному на дузі ковзання, але частково через тангенціальну податливість паса і на дузі спокою. При розрахунках пасової передачі силу тертя на дузі спокою не враховують. Дуга ковзання завжди розміщена з боку збігання паса зі шківа, а дуга спокою – з боку набігання паса на шківи. Оскільки на дузі спокою ковзання не відбувається, то колова швидкість шківа дорівнює швидкості набіжної вітки паса.
У ненавантаженій передачі, тобто при Т1 = Т2 = 0, пружне ковзання відсутнє і відповідно дуги ковзання дорівнюють нулю. З ростом навантаження передачі дуга ковзання збільшується. Коли дуга ковзання досягне всієї дуги обхвату, починається буксування паса на шківі, що недопустиме в роботі передачі. Буксування паса в передачі завжди починається на шківі з меншим кутом обхвату.
За умовою неперервності руху паса відносне пружне ковзання дорівнює різниці відносних видовжень ε1 і ε2 відповідно ведучої і веденої віток паса:
ε = εІ – ε2. (1)
Згідно з законом Гука відносні видовження віток можуть бути виражені через зусилля у вітках F1і F2, площу перерізу А та модуль пружності матеріалу паса Е:
εІ = F1/(Е · А); ε2 = F2/(Е · А). (2)
Тому відносне ковзання паса в передачі можна визначити за формулою
ε =(F1–F2)/(E · A).(3)
Швидкість точок паса дорівнює коловій швидкості шківів тільки на дугах спокою. Але протилежні кінці кожної вітки дотикаються шківів у точках із різними коловими швидкостями. Зв'язок між цими швидкостями виражається залежністю
v2 = v1 (1–ε). (4)
Оскільки v1 = ω1d1/2 і v2 = ω2d2/2, передаточне число пасової передачі
U = ω1/ω2 = d2 /[d1 ( 1–ε )] (5)
Для пасів у правильно відрегульованих пасових передачах відносне ковзання здебільшого не перевищує 0,015–0,020. Тому у силових пасових передачах допускається передаточне число визначати формулою
U = d2/d1 (6)