Вибрация вала со шкивами (звездочками) в ременных (цепных) передачах

Одноступенчатые ременные и цепные передачи имеют три неподвижных оси вращения - ведущего вала, ведомого вала и ремня (цепи). Соответственно, в таких передачах присутствуют периодические составляющие колебательных сил с тремя рядами гармоник, определяемых частотами вращения ведущего и ведомого валов, а также ремня (цепи). На рис. 2.5 приведена схема простейшей ременной передачи:

Рисунок 2.5 – Схема ременной передачи

Частоты вращения ведущего f_вр1 и ведомого f_вр2 валов ременной передачи связаны следующим соотношением:

f_вр2 = f_вр1

Где D₁, D₂ – Диаметры ведущего и ведомого валов.

Частота вращения ремня f_вр3 определяется выражением:

f_вр3= f_вр1= f_вр1 = f_вр2

Где l – Длина окружности ремня.

При использовании зубчатой ременной или цепной передачи дополнительно к ранее указанным гармоническим рядам появляется ряд зубцовых гармоник колебательных сил. Зубцовая частота определяется частотой вращения и количеством зубцов на любом вращающемся узле, в том числе и ремне (цепи):

f_z=f_вр1Z₁=f_вр2Z₂= f_вр3Z₃

где Z_1,Z₂,Z₃ количество зубцов на ведущем шкиве (звездочке), ведомом шкиве и ремне (цепи).

Вибрация ременной передачи определяется, в основном, периодическими колебательными силами. Колебательные силы в ременных передачах имеют, как правило, кинематическую природу, и только нагруженный крутящим моментом ремень (цепь), если его жесткость на растяжение в разных местах отличается, становится источником периодических сил параметрической природы.

Пример расчета основных частот вибрации ременной передачи:

Параметры ременной передачи:

- D₁=35 см;

- D₂=85 см;

- l=500 см.

Скорость вращения ведущего вала: n=750 об/мин.

1) Расчет частоты вращения ведущего вала:

f_вр= n/60=750/60=12,5 Гц.

2) Расчет частоты вращения ведомого вала:

f_вр2= f_вр1 D₁/D=12,5*35/85=5,15 Гц.

3) Расчет частоты вращения ремня:

f_вр3 = f_вр1 = 12,5 = 2,75 Гц.