Зубчатые ремни.

Зубчатый ремень лишен основного недостатка ременных передач – проскальзывания.

Шкивы зубчатых ремней представляют из себя диски с вырезанными впадинами в которые и садится зубчатый ремень.

Зубчатые ремни могут работать при высоких скоростях вращения и высоких крутящих моментах.

Применяется не часто из-за технологической сложности изготовления, т.к. сложно обеспечить зацепляемость ремня с зубьями шкива.

Механические характеристики ременных передач.

1. Мощности

Ременные передачи применяют в диапазоне от 0,5 до 50 КВт.

2. Скорость и передаточные отношения

Плоские ремни работают при скорости 5-30 м/с, допускается до 60 м/с.

Клиновые ремни – 25 м/с

Скорость ремней определяется ростом центробежной силы, нагрева ремней и образование воздушных подушек.

Передаточные отношения обычно у ременной до 4-5. клиноременные передачи допускают до 10.

3. Межосевые расстояния

а_{w min} выбирается из условия, чтобы угол охвата ремнем меньшего шкива был не менее 150º.

а_{w max} у плоских ремней ограничивается экономическими показателями и возможностью перехлеста ремней. Оптимально

а_w = 2 (Д₁+Д₂)

В клиноременных передачах

а_{w min}= 0,55 (Д₁+Д₂)+h

h – высота клинового ремня

а_{w max} = 2 (Д₁+Д₂)

4. Окружные скорости на шкивах

- ведущий шкив

- ведомый шкив

Вследствие неизбежного скольжения ремня даже при Д₁=Д₂ скорость на ведомом шкиве будет меньше скорости на ведущем шкиве.

ξ – коэффициент упругого скольжения.

Принимается в зависимости от материала, из которого изготовлен ремень.

Усилия, действующие в ременной передаче.

Q₁ и Q₂ – усилия ведущей и ведомой в ветвях шкива.

σ₀ – начальное напряжение ремня.

Начальное напряжение – напряжение в ветви при холостом ходе и скорости ремня 10 м/с, когда F центробежная не влияет на прижатие ремня к шкиву.

b – ширина ремня

δ – толщина ремня

F – окружная сила на ремне.

Усилие в ведомой ветви:

Результирующая сила, действующая на валы

γ – угол между ветвями ремня (γ = 180-α₁)

α₁ – угол охвата ремнем шкива

θ – угол отклонения усилия R от линии центров в направлении вращения каждого из циклов.

Если α ≥ 150 – усилие, действующее на вал, можно направлять по линии центров и определять по формуле

Расчет ременных передач.

Расчет подразделяется на проектировочный и проверочный.

Проектировочный расчет.

Ведется по тяговой способности ремня. В результате этого расчета определяются геометрические параметры ремней.

Проверочный расчет.

Проводиться по долговечности ремней.

Методика выполнения проверочного и проектировочного расчета для плоских и клиноременных передач примерно одинакова.

Плоскоременная передача.

Исходя из передаваемой мощности, по формуле Саверина определяется диаметр меньшего шкива.

Эта величина округляется до ближайшего большего стандартного значения; выбирается тип ремня. По нему определяется коэффициент упругого скольжения. Зная передаточное отношение, находится диаметр большего шкива.

По приведенным ранее зависимостям определяется a_w и длина ремня. Выбирается типа ремня и проводится его проверка на число пробегов в секунду.

Определяется долговечность ремня и сравнивается с допускаемым.

Клиноременная передача.

В зависимости от передаваемой мощности выбирается сечение ремня. Как правило, расчет проводится одновременно для двух или трех типов ремней, для того чтобы выбрать оптимальный.

Исходя из сечения ремня и передаточного отношения, выбирается диаметр меньшего и большего шкивов.

Определяется a_w (межосевое расстояние) оптимальное и расчетная длина ремня.

По стандартам выбирается стандартная длина ремня и уточняется a_w.

Выбранные ремень проверяется по числу пробегов, определяется усилие, действующее на валы. Рассчитывается долговечность ремня, сравнивается с допускаемой.

Оптимальным считается тот вариант, когда в клиноременной передаче работают 2-3 ремня.