Пасові передачі

Пасова передача складається з ведучого та веденого шківів і замкненого гнучкого паса. У плоских і клинових пасах сила передається тертям, у зубчастих - зачепленням. Пас дає змогу рознести вали, пом’якшує удари й захищає привод проковзуванням.

Кінематика

Теоретично без ковзання:

$$i_0=\frac{n_1}{n_2}=\frac{D_2}{D_1}.$$

З урахуванням сумарного ковзання й пружного повзучого деформування \(\varepsilon\):

$$i=\frac{D_2}{D_1(1-\varepsilon)}.$$

Швидкість паса:

$$v=\frac{\pi D_1n_1}{60}.$$

Сили в гілках паса

Під час роботи натяг ведучої гілки \(F_1\) більший за натяг веденої \(F_2\). Корисна колова сила:

$$F_t=F_1-F_2=\frac{1000P}{v},$$

де \(P\) - у кВт, \(v\) - у м/с. Для плоского паса співвідношення Ейлера:

$$\frac{F_1}{F_2}=e^{\mu\alpha},$$

де \(\alpha\) - кут охоплення меншого шківа в радіанах. Для клинового паса клинова дія збільшує ефективне тертя; за кута канавки \(\beta\) показник наближено містить \(\mu/\sin(\beta/2)\).

Початковий натяг без урахування відцентрової сили орієнтовно:

$$F_0\approx\frac{F_1+F_2}{2}.$$

Відцентрова сила

На великій швидкості маса паса створює додатковий натяг:

$$F_c=\rho Av^2,$$

де \(\rho A\) - маса одиниці довжини. Відцентровий натяг не збільшує корисну різницю \(F_1-F_2\), але навантажує пас і обмежує допустиму швидкість.

Геометрія відкритої передачі

Для міжосьової відстані \(a\) та \(D_2\ge D_1\) довжина паса:

$$L\approx2a+\frac{\pi}{2}(D_1+D_2)+\frac{(D_2-D_1)^2}{4a}.$$

Кут охоплення меншого шківа:

$$\alpha_1=\pi-2\arcsin\frac{D_2-D_1}{2a}.$$

Малий кут охоплення знижує тягову здатність; його збільшують натяжним роликом або змінюють компонування.

Плоскі, клинові та зубчасті паси

• плоский пас придатний для великих швидкостей і значних відстаней, але потребує більшого натягу;
• клиновий пас передає більшу силу завдяки заклинюванню в канавці, проте має додаткові втрати на згин;
• поліклиновий пас поєднує гнучкість плоского паса з клиновою дією;
• зубчастий пас не має кінематичного проковзування й забезпечує синхронність.

Напруження і довговічність

У пасі поєднуються розтяг від натягу, згин на шківі та відцентровий розтяг:

$$\sigma_{max}\approx\frac{F_1+F_c}{A}+\sigma_b.$$

Чим менший діаметр шківа, тим більша циклічна деформація згину й менший ресурс. Остаточний вибір типорозміру виконують за каталогом виробника з коефіцієнтами режиму, довжини, кута охоплення та числа пасів.

Типові відмови й експлуатація

• втомний розрив несучого корду;
• тріщини й старіння еластомеру;
• спрацювання бокових граней клинового паса;
• буксування, перегрів і полірування шківів;
• нерівномірний розподіл між кількома пасами;
• перевантаження підшипників надмірним натягом.

Натяжні пристрої

Натяг задають переміщенням двигуна, натяжним роликом або автоматичним пружинним пристроєм. Ролик на слабкій гілці може збільшити кут охоплення малого шківа. Його розташування й діаметр вибирають так, щоб не створити надмірного зворотного згину паса.

Послідовність вибору

1. Визначити розрахункову потужність з урахуванням режиму.
2. Вибрати тип паса та допустиму швидкість.
3. Призначити діаметри шківів і міжосьову відстань.
4. Розрахувати довжину, кут охоплення та потрібне число пасів.
5. Знайти натяги гілок і навантаження валів.
6. Перевірити ресурс, натяжний пристрій і захисний кожух.

Шківи мають бути співвісними, канавки - чистими, а натяг - контрольованим. Новий пас не слід установлювати в комплект зі старими, бо навантаження розподілиться нерівномірно.