Белдікті беріліс және шынжырлы берліс

Белдікті беріліс деп,қозғалыс және қуат бір біліктен екінші білікке белдік пен шкив арасындағы үйкеліс күші арқылы берілетін берілісті айтамыз.

Белдіктер динамикалық күштерді азайтады және тісті берілістерге қарағанда арзанға түсуіне байланысты техникада кеңінен қолданылады.Белдіктер көлденең қимасына қарай жалпақ,сына тәрізді және жұмыр болып үш түрге бөлінеді.Техникада жалпақ және сына тәрізді белдіктер жұмыр белдікке қарағанда кеңінен пайдалынады.Ал жұмыр белдіктер шкивпен жанасқанда жанасу ауданының аздығынан меншікті қысымы(шкив пен белдіктің арасында) көп болады да,тез тозады.Ал жалпақ және сына тәрізді булдіктер шкивпен жанасқанда жанасу ауданының көптігінен меншікті қысым аз болады,сондықтан да олардың жұмыс істеу қабілеттігі жоғары келеді.Белдікті берілістердің кейбір артықшылықтары мен кемшіліктері.Белдікті беріліс механикалық берілістердің ертеден қалыптасқан бір түрі болып саналады.Берілістің бұл түрі қазіргі кезде техниканың көптеген саласында қолданылады.Енді басқа берілістермен салыстыру арқылы белдікті берілістердің кейбір артықшылықтары мен кемшіліктеріне назар аударалық.

1.Белдікті берілістердің тісті берілістерге қарағандағы негізгі артықшылықтары;

а)белдікті беріліс қуатты едәуір қашықтыққа беруге мүмкіндік туғызады(15...60м қашықтықта);

ә)белдікті беріліс басқа берілістерге қарағанда бірқалыпты және дыбыссыз жұмыс істейді;

б)белдік өзінің сырғанау қабілеттігіне байланысты динамикалық және соққы күштерін кемітеді және артық күштен сақтайды;

в)белдік берілістерінің құрамы қарапайым,арзан келеді және олардың бүлінген бөлшектерін тез ауыстыруға болдады;

г)белдікті берілістермен үлкен жылдамдықта жұмыс істеуге болады(жылдамдығы 100000 айн\мин-қа дейін жетеді).

2.Белдікті берілістердің тісті берілістерге қарағандағы негізгі кемшіліктері;

а)белдікке түсірілген күштің мөлшеріне байланысты,белдіктің сырғанау кезіндегі беріліс санының тұрақсыз болуы;

ә)шкивтерге орналасқан белдіктің жылдамдығы артқан сайын жұмыс істеу мерзімі кемиді;

б)белдіктің жұмыс істеу мерзімінің аздығы(1000...5000сағ,ал жоғары жылдамдықты берілістер күшін 500..600сағ);

в)біілктерге түсетін күш мөлшерінің көп болуы;

г)пайдалы әсер коэффициентінің төмен болуы(берілістер үшін =0,85..0,95)

Белдікті берілістердің қолданылуы.Қазіргі уақытта белдікті берілістер қщзғалысты біршама қашықтыққа беру үшін және де беріліс санының дәлдігін қажет етпейтін жерлерде қолданылады.Сондай-ақ олардың қкаты 50кВт-тан аспайды.Өте қуатты белдікті берілістің шкивтерінің өлшемдері өте үлкен,әрі ыңғайсыз келеді.

1.Керетін роликсіз,бір бағытта айналатын белдікті беріліс.

2.Керетін роликті,бір бағытта айналатын белдікті беріліс(осьаралық қашықтығы тұрақты)

3. Айналыс бағыты өзгеретін белдікті беріліс

4. Қозғалысты бірнеше білікке бнретін белдікті беріліс

Белдікті берілістің бірінші түрі ашық беріліс ретінде көп жағдайда қолданылады.Мұндағы шкивтің біліктері бір-бірімен параллель орналасқан.Белдікті берілістің екінші түрі осьаралық қашықтығы шамалы және үлкен беріліс санын керек ететін жерлерде қолданылады.Мұндағы керетін ролик белдіктің автоматты түрде керіліп тұруын қамтамасыз етеді.Осы берілістің негізгі кемшілігі –берілісте орналасқан керетін роликтің әсерінен белдікте пайда болатын қосымша иілу нәтижесінде жұмыс істеу мерзімінің азаюы.Сына тәрізді белдіктің пайда болуына байланысты,берілістің бұл түрі аз пайдаланылады

Белдікті берілістің үшінші түрінде шкивтердің біліктері бір-бірімен параллель орналасады,бірақ белдіктің тармақтары бір-бірімен қиылысады,ал шкивтер қарама-қарсы бағытта айналады.

Белдікті берілістің төртінші түрінде берілістегі аралық шкивтер арқылы беріліс бірнеше білікке беріледі.

Жасалатын материалына байланысты белдіктер бірнеше түрге бөлінеді.

1.Қайыстан жасалған белдік неғұрлым бері келеді,соққы және айнымалы күштерге жақсы жұмыс істейді.Қайыстан жасалған белдіктер иілгіш келетіндіктен,олармен кіші диаметрлі шкивтерде жұмыс істеуге болады(қалыңдығы 3...6мм;ені b=20...300мм;беріктік шегі ұзарымдылығы 10%, =22...25МПа).Белдіктің бұл түрімен үлкен жылдамдықта жұмыс істеуге де болады(v=40...45м/с).Қайыс белдіктердің бағасы қымбат болады,сондықтан техникада олар өте қажетті жағдайларда ғана қолданылады.

2.Резина араластырылған белдік бірнеше қабат мақтадан жасалған матадан тұрады.Ол қабаттар бір-бірімен вулканизацияланып жапсырылады.Матаның серпімділік модулі жоғары болады,сондықтан негізгі күш соларға түседі.Резина белдіктің бүлінбей жақсы жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және сыртқы ортаның әсерінен қорғайды.

Белдіктің бұл түрінің негізгі механикалық қасиеттері:беріктік шегі =37МПа,қалыңдығы =2,5..12мм;15...144мм;ені b=20...1200мм,ал ұзындығы 8,20,30 м болып стандартталған

3.Мақта-матадан жасалған белдіктер иілгіш,жеңіл келеді және үлкен жылдамдықпен кіші диаметрлі шкивтерде жұмыс істей алады.Олар біренеш қабат арқау жіптерден біртұтас етіп химиялық заттармен(битум,озокерит)жапсырылып жасалады.

Белдіктің бұл түрі теріден жасалған белдікке қарағанда созылғыш келеді.Мақта-матадан істелінген белдіктердің негізгі механикалық қасиеттері мынадай:b=15...25мм; =1,75мм; =50МПа; =10%;v=25м/с болады.

4.Жүн араластырып жасалған белдіктер.Бірнеше қабат жүннен иірілген жіп пен мақта-матадан иірілген жіпті химиялық арнаулы заттармен(сурик на олифе)жапсырып істейді.Олардың серпімді болуына байланысты айнымалы күштерде және кіші диаметрлі шкивтерде үлкен жылдамжықпен жұмыс істей алады.Белдіктің бұл түрінің негізгі механикалық қасиеттері:b=50...500мм;z=3...5; =6...11мм; =35МПа; =60%болады.

Бұл белдік де мақта-матадан жасалған белдіктер сияқты кіші диаметрлі шкивтермен жұмыс істей алады.

5.Жаңа материалдардан жасалған жалпақ белдіктер. Қазіргі кезде полиамидтен жасалған белдіктер берілістерде жиі қолданыла бастады.Олардың беріктік шегі өте жоғары =200МПа,яғни резинадан жасалған белдіктерге қарағанда 8...10 есе мықты келеді.

Белдіктің бұл түрінің жұмыс істеу мерзімі басқа белдіктерге қарағанда анағұрлым ұзақ және оныңсерпімділік модулі Е=550МПа.

Бұл белдіктерді жылдамдығы 80...100м/с-қа дейінгі берілістерде де қолдануға болады.

6.Жұмыр және сына тәрізді белдіктер.Жұмыр белдіктер теріден ,мақта-матадан және капроннан жасалады.Олардың диаметрі 3...12мм аралығында болады.

Кіші шкив диаметрінің белдіктің диаметріне қатынасы Dmin/ =20 болу керек.Белдік тұратын жердің ойпаң пішінінің радиусын белдіктің радиусына тең немесе бұрышы 40º-қа тең трапецияға ұқсас етіп алады.

Сына тәрізді белдіктің көлденең қимасы тең бүйірлі трапецияға ұқсас.Белдіктің жұмыс істейтін бүйір жақтары ойпаңға кигізіледі.

Сына тәрізді белдіктер мына бөлшектерден тұрады:

1)резина салыстырып тоқылған арқаннан тұрады;ол шамамен белдіктің центрінде орналасып,оны жетектеуші,тартушы негізгі қабат болып саналады;

2)арқанның үстіңгі жағы созылатын мата-резина қабаттан тұрады;

3)арқанның астыңғы бөлігі созылатын резина қабаттан немесе сығылатын мата-резина қабаттан тұрады;

4)диагональ бойымен бірнеше қабат етіп араластырылған резиналық тыстан тұрады.

Белдікті берілістердің негізгі сипаттамалары

1.Қуат. Белдікті берілістер көбінесе 0,3...50кВт арасында қолданылады,кей жерлерде беріліс қуаты 150кВт-қа дейін жетеді,бірақ жаңа машиналармен өте үлкен қуатты (300 кВт-тан артық)беру тиімсіз,себебі берілістердің өлшемдері өте үлкен болады.

2. Беріліс қатынасы және жылдамдық.Сына тәрізді белдікті берілістерде және керетіе ролигі бар жалпақ белдікті берілістерде беріліс санын 10-ға дейін жеткізуге болады.Бірақ белдікті берілістердің беріліс саны 4-тен аспағаны жөн,себебі олардың көлемі ұлғайып кетеді.

Сына тәрізді О,А,Б,В пішінді белдіктердің жылдамдығы 25м/с-тан,ал УА,УБ,УВ-30М/С-тан аспауы керек.

3.Қолдану саласы.Жалпақ және сына тәріздібелдіктердің негізгі қолдану саласы бір-бірімен ұқсас,бірақ олардың арасында аз да болса айырмашылық болады.

Жалпақ белдіктерді өте үлкен жылдамдықта,жұмыстың бір қалыптылығын қатаң талап ететін жерлерде және осьаралық қашықтығы үлкен берілістерде сына тәрізді белдіктерге қарағанда оларды қолдану ыңғайлы.

Жалпақ белдікті берілістерге қарағанда сына тәрізді белдіктерді осьаралық қашықтығы шамалы,беріліс саны едәуір және берілісті бірнеше шкивке беретін берілістерде көп қолданылады.Басқа белдіктер сияқты сына тәрізді белдіктер де шексіз(дөңгелек тәрізді)етіп жасалады.Белдіктер үзілген кезде ауыстырып отыру үшін шкивті консольға(бір жағы мықтап бекітілген,екінші жағы бос,горизонталь бағытта орналастырылған білік)орналастырылады.

4.Жалпақ белдікті берілістердегі осьаралық қашықтық.Берілістерде кіші осьаралық қашықтықты таңдап алған кезде ,белдіктің шкивті қамтитын бұрышы 150º-тан кем болмауға тиісті екенін ескеру керек.

Үлкен осьаралық қашықтық белдіктің қымбат болуына әкеліп соғады.Ең үлкен осьаралық қашықтық: а=2(D1+D2)

Ал сына тәрізді белдікті берілістің ең кіші осьаралық қашықтығы:аmin=0,55(D1+D2)+h,мұндағы h-белдік қимасының биіктігі.Ал ең үлкен осьаралық қашықтығын аmax=2(D1+D2)деп алуға болады.

Белдіктің жұмыс істеу қабілеттілігі және белдікті берілістерді

есептеу

Егер бірінші жағдай орындалмаса,онда белдік айналмай тұрып қалады;ал екінші жағдай орындалмаса,онда белдік тез істен шығып қалады.

Қазіргі кезде белдікті берілісті көбінесе белдіктің тарту қабілетіне байланысты есептейді.

Серпімді белдіктердің шкивтегі жұмысы.Серпімді белдіктердің шкивтегі жұмысы серпімді сырғанауға байланысты болады.Серпімді сырғанау жетекші тармақ пен жетектегі тармақтың салыстырмалы ұзарымдылығының әр түрлі болуына байланысты анықталады.

Белдіктің салыстырмалы сырғанауы мына формула бойынша есептеледі ξ=ε1-ε2,мұндағы ε1-жетекші тармақтың салыстырмалы ұзарымдылығы;ε2-жетектегі тармақтың салыстырмалы ұзарымдылығы.ε1менε2-ні Гук заңына байланысты тармақтардың таралу күші(S1 мен S2)арқылы белдіктің салыстырмалы сырғанауын былай жазуға болады:

_

Мұндағы Е-серпімділік модулі;А-белдіктің көлденең қимасының ауданы.

Белдікті берілістердің кинематикасы

Шкивтердің айналу жылдамдығы мына формула бойынша анықталады:





Мұндағы D1 және D2-жетекші және жетектегі шкивтердің диаметрлері;n1 және n2-жетекші және жетектегі шкивтердің бір минуттағы айналым саны.Жетектегі шкивтің жылдамдығы жетекші шкивтің айналу жылдамдығынан аз болады



Мұндағы ξ-белдіктің салыстырмалы сырғанауы.

Беріліс саны мына формула бойынша анықталады:_=_ 22.2

Белдікті берілістердегі негізгі геометриялық байланыстар.







α=180°­γ=180°­_·57° 22.3

Жалпақ белдіктерде белдіктің кіші шкивті қамту бұрышы 150°-тан,ал сына тәрізді белдіктер үшін 120°-тан кем болмауы керек.Белдіктің ұзындығы оның шкивті қамту кезіндегі радианмен алынған ұзындығы мен белддіктің түзу сызықты бөлігіндегі ұзындығының қосындысынан тұрады

_+_+2аcos_.

Мұндағы _ні кіші бұрыштар үшін былай жазуға болады:





Cонда _

Берілістің осьаралық қашықтығы белдіктің ұзындығы белгілі болған кезде мына формуламен анықталады:

мұндағы_

Белдік ұзындығының төменгі шамасын олардың жұмыс істеу мерзіміне байланысты да анықтауға болады:_.мұндағы i-белдіктің бір секундта жүгіріп өту жиілігі imax=5.

Белдіктегі кернеу мен күштер







Осы теңдеулерден S1+S2=2S̥

S1=S2+_. S2=S̥-_ 22.7

Осы формулалардан айналым күшінің жартысы белдіктің бір тармағының көбірек керілуіне ,ал екінші жартысы екінші тармақтың азырақ керілуіне жұмсалатын көрінеді.Жетекші және жетектегі тармақтағы кернеу мына формула бойынша анықталады:





Берілістің тарту қабілеттігі белдік пен шкив арасындағы үйкеліс күшінің шамасына байланысты.Осы байланысты Л.Эйлер анықтады

S1=S2_ 22.9

S1-s2=F. S1=F_

S2=F_. S̥=_(_) 22.10

Жалпақ берілісті тарту қабілеттілігіне

Байланысты есептеу

Белдікті берілісті тарту қабілеттілігіне байланысты есептеу сырғанау графигіне негізделеді.Сырғанау графигі тарту коэффициенті мен салыстырмалы сырғанау коэффициентінің байланысын көрсетеді.Тарту коэффициенті деп,пайдалы беріліс күштің белдік тармақтарының тартылу күштерінің қосындысына қатынасын айтамыз.



Бұл бір жағынан берілістің салыстырмалы күшін анықтайды.Салыстырмалы сырғанау _·100%,мұндағы 𝝂1 мен 𝝂2-жетекші және жетектегі шкивтегі айналу жылдамдықтары.Сырғанау графигін эксперимент арқылы анықтайды.

Белдік тармақтарының тұрақты керілу кезінде пайдалы күшті (F) Жайлап арттыра отырып,оның сырғанауын өлшейді.

Тарту коэффициенті белгілі бір мәніне жеткенге дейін белдіктің сырғанауы оның серпімділік деформациясына байланысты болады.

Сырғанау мен серпімділік деформация белдікке түсірілген күшке тура пропорционал,ал графигі тарту коэффициентінің белгілі бір мәніне жеткенге дейін түзу сызықты болады.Егер белдікке түсірілген күшті одан ары арттыра түссе ,онда қосымша сырғанау пайда болады да,белдіккетүсірілген күшке қарағанда жалпы сырғанау жылдамырақ ұлғаяды.Ал күшті одан әрі ұлғайтсақ,шкив айналмай тұрып қалады да,график кенет жоғары көтеріледі.

Берілістің пайдалы әсер коэффициенті белдікке түсірілген күштің ұлғаюымен көбейеді де,ең жоғары мәні тарту коэффициентінің ең жоғары мәніне сәйкес келеді,ал соңынан қосымша шығын болуына байланысты пайдалы әсер коэффициенті азаяды.

Тарту коэффициентінің қауіпті орташа мәні φ тәжірибе арқылы анықталады,мысалы,резина араластырылған белдіктер үшін φ=0,6;мақта-матадан жасалған белдіктер үшін φ=0,5;жүннен тоқылған белдіктер үшін φ=0,4;полиамидтен жасалған белдіктер үшін φ=0,45...0,5 болады.

Тақырыпқа байланысты алынған сұрақтар.

1. Белдікті берлістер туралы жалпы мәліметтер.

2. Олардың классификациясы және қолданыу салалары.

3. Белдік түрлері және есептеу ерекшеліктері.

4.Геометриялық есептеулері және әсер ететін күштерді анықтау.

Қолданылатын оқулықтар.

Тәжібаев С.Д. Қолданбалы механика; 240-255 бет.

Тiстi дөңгелектер мен шкивтердi отырғызуға және пайдалы айналдырушы момент беруге арналған цилиндрлi, жұмыр неме­се иiндi белшектi бiлiктер деймiз. Машиналарда бiлiктердің ат­қаратын қызметi зор. Олардьщ түзу, иiндi, иiлгiш және эксцен­триктi түрлерi болады «Машина бөлшектерi» курсында тек түзу бiлiктердiң кон­струкциясы мен олардың есептеу жолы қарастырылады. Ал ось деп, айналып тұратын бөлшектердi ұстап тұруғa және өзi арқы­лы пайдалы айналдырушы момент бермейтiн жұмыр бөлшектер­дi айтамыз. Осьтер түзу етiп жасалады.

Көптеген жағдайда күштер бiлiктiң ұзындығына бiркелкi әсер етпейдi. осыған орай бiлiктердiң бiрқалыпты берiк болуы үшiн, олардың диаметрлерiн өз ұзындығынаына байланысты әр түрлi және отырғызылатын бөлшектердiң iшкi диаметрiне сәйкес жасайды. Бiлiктер мен осьтердiң тipeккe тiрелетiн бөлiгiн цапфа деп, ор­тадағы цапфаларды мойынша деп, ал тiрелетiн шеткi бөлiктерiн шип деп атайды.

Бiлiктердiң әр түрлi диаметрлi бөлiктерi өзара 23.2-суретте

1. 
   Арнаулы ойықтар арқылы. Бұл ойықтар ажарлағыш д­өңгелектiң шығуына арналған. Диаметрi 10...50 мм бiлiктердiң оймаларының ені 3мм, тереңдігі 0,25 мм болып, ал диаметрі 50...100 мм біліктердің оймаларының ені 5 мм етіп жасалады.
   
2. 
   Радиусы тұрақты қисық сызық арқылы. Бұл радиус өлшемдері білікке қондырылған бөлшектердің фаскасының өлшемдерінен кіші болады және олар стандартталған.
   

Диаметрі d≤150мм біліктерді дайындау кезінде көбінесе жұмыр прокаттар пайдаланылады. Біліктердің бөлшектер отырғызатын беттері өңделеді және кедір-бұдыр шамасы 0,32...1,25мкм аралығында дайындалады. Бөлшектердің қондырылуын жеңілдету үшін біліктердің кесілген бүйір жақтары жұмырланып өңделеді.

Осы есептеуге байланысты жалпы машина жасау өнеркәсібінде редукторлар дайындауда біліктердің диаметрін анықтауға болады:

Сондай-ақ электр қозғалтқышымен жалғасатын біліктердің диаметрі

d1 =(0,8...1,2) dэл қатынасын қанағаттандыру қажет.

Есептеп алынған біліктің диаметріне подшипник орнатылады деп есептеп , 23.3-суретте көрсетілгендей машина торабының жобасын жасаймыз. Бұл жобада біз біліктің конструкциясын және тіректер ара қашықтығын, тірек пен күш түсетін нүктелер ара қашықтарын анықтаймыз.

Біліктерді иілдіретін және бұралдыратын және осьтік күштердің әсерінен пайда болатын қосымша кернеулер мынадай тәртіппен есептеледі (23.4 сурет).

1. 
   Тік және көлбеу жазықтықтарға түсетін күштердің әсерінен пайда болмайтын біліктердің тірелетін бөлігінің реакциялары анықталады.
   
2. 
   Біліктерге әсер етуші күштердің иілдіретін моменттері есептеледі. Осьтік FА күшімен пайда болған момент: