7.3 Классификация ремённых передач

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи (рис.2.6.2) бывают:  1) плоскоременные (рис.2.6.2.а),  2) клиноременные (рис.2.6.2.б),  3) круглоременные (рис.2.6.2.в),  4) поликлиноременные (рис.2.6.2.г).  В современном машино¬строении наибольшее применение имеют клиновые и поликлиновые ремни. Передача с круглым ремнем имеет ограниченное применение (швейные машины, настольные станки, приборы).

Рисунок 2.6.2 Формы поперечного сечения ремня

По расположению валов в пространстве: 1) передачи с параллельными валами: открытые рис.2.6.3.а, перекрёстные рис.2.6.3.б; 2) передачи со скрещивающимися валами – полуперекрёстные рис.2.6.3.в; 3) передачи с пересекающимися осями валов – угловые рис.2.6.3.г. Разновидностью ременной передачи является зубчатоременная, передающая нагрузку путем зацепле¬ния ремня со шкивами.

Рисунок 2.6.3 Схемы расположения валов ременных передач

7.4. Достоинства ремённых передач

1. Простота конструкции и малая стоимость.  2. Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 м). 3. Плавность и бесшумность работы.  4. Смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня.

7.5. Недостатки ремённых передач

1.Большие габаритные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей.  2. Малая долговечность ремня в быстроходных передачах.  3. Большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня.  4. Непостоянное передаточ¬ное число из-за неизбежного упругого проскальзывания ремня.  5. Неприменимость во взрывоопасных местах вследствие электри¬зации ремня.

7.6. Типы ремней

Материалы ремней должны обладать достаточной прочностью, износостойкостью, эластичностью, долговечностью и иметь низкую стоимость. Плоскоременная передача имеет простую конструкцию и вследствие большой гибкости ремня обладает повышенной долговечностью. Эта передача рекомендуется при больших межосевых расстояниях до 15м и высоких скоростях до 100м/с. Для плоскоременной передачи применяют следующие ремни: 1) кордошнуровые прорезиненные (рис.2.6.4) – большой диапазон мощностей и   ;

Рисунок 2.6.4 Кордошнуровый прорезиненный ремень

2) синтетические тканые (рис.2.6.5) (из капроновой ткани, покрытой полиамидной пленкой с высоким коэффициентом трения) – в быстроходных и сверхбыстроходных передачах из-за малой массы при   ;

Рисунок 2.6.5 Синтетический тканый ремень

4) текстильные ремни - хлопчатобумажные и шерстяные – обладают низкой тяговой способностью и долговечностью, поэтому не находят широкого применения; 5) кожаные - обладают высокой тяговой способностью и долговечностью. Их применяют для передачи переменных и ударных нагрузках, дефицитны. Концы ремней соединяют путем склеивания, сшивания, скрепления. Клиноременная передача благодаря повышенному сцеплению ремня и шкива передает большую мощность, допускает меньший угол обхвата на малом шкиве, следовательно, может иметь по сравнению с плоскоременной передачей меньшее межосевое расстояние. Долговечность клиновых ремней меньше. Из-за их высоты большие потери на трение и деформации изгиба. Клиновые ремни бывают двух типов:

1) кордтканевые (рис.2.6.7.а); 2) кордшнуровые (рис.2.6.7.б). По сравнению с плоскоременными, клиноременные передачи обладают значительно большей тяговой способностью за счет повышенного сцепления, обусловленного приведенным коэффи­циентом трения f ' между ремнем и шкивом.

Как известно из рассматриваемой в теоретической механике теории трения клинчатого ползуна:

f ' =f /sin(α/2),

где f– коэффициент трения на плоскости (для прорезиненной ткани по чугунуf=0,3); α– угол профиля канавки шкива.

Клиновой ремень имеет сложное строение, что и обеспечивает его долговечность и отличные эксплуатационные характеристики: три слоя резины разного состава (растяжения, сжатия и эластичности), между которыми пролегает несущий материал (кордшнур, в некоторых ремнях - ткань) и защищающая от истирания обертка (прорезиненная ткань). В усиленных ремнях есть еще один слой резины для прочности. Благодаря столь сложному строению, клиновой ремень достаточно гибок, но не провисает слишком сильно; прочен, но не вредит механизмам; нагревается лишь незначительно и не трескается даже при низких температурах. Очевидно, что клиновые ремни применяются в оборудовании, обладающем ременными механизмами: промышленной, фабричной и сельскохозяйственной технике.  Сечения ремней обозначаются буквами, которые шифруют определенную ширину и высоту в мм:  • Z – ширина 10 мм, высота 6 мм • A - ширина 13 мм, высота 8 мм • B - ширина 17 мм, высота 11 мм • C - ширина 22 мм, высота 14 мм • D - ширина 32 мм, высота 19 мм • E - ширина 38 мм, высота 25 мм

Клиновые ремни узкого сечения используются для режима работы с высокой нагрузкой: в тяжелой промышленности, карьерных и горно-добывающих технических средствах. Их форма дает возможность снизить влияние повторяющейся нагрузки на ремень, тем самым увеличив его срок службы. Важную роль играет и устойчивость клиновых узких ремней к воздействию химических веществ (масел, топлива) и физических факторов (повышенная температура, прямые солнечные лучи).  Ремни клиновые входят в состав производственных станков, сельскохозяйственной техники. Помимо всех качеств узких клиновых ремней, еще способствуют равномерному касанию шкива, более ровному ходу нагрузки на растяжение. 

Рисунок 2.6.7 Виды клиновых ремней

Зубчато-ременные передачи. Зубчатые ремни (рис. 2.6.8) представляют собой ленту с зубьями на внутренней поверхности. Они состоят из стальных тросов и эластичного материала – резины или пластмассы. Зубья ремня имеют форму трапеции. Передача движения происходит не за счет силы трения, а зацеплением зубьев. Поэтому в зубчато-ременных передачах отсутствует скольжение ремня, и обеспечивается постоянство передаточного отношения. В такой передаче уменьшается влияние межосевого расстояния на тяговую способность, что снижает габариты передачи. Мощность, передаваемая зубчатым ремнем до 100кВт,   .

Рисунок 2.6.8 Передача зубчатым ремнем

7.7. Геометрические соотношения в ременной передаче

1. Межосевое расстояние а (рис. 2.6.1) определяется конструкцией привода для плоскоременных передач:  (2.6.1), для клиноременных и поликлиноременных передач:  (2.6.2), где d1 и d2 — диаметры шкивов; h — высота сечения ремня.

7.8.. Передаточное отношение

В ременной передаче возникают два вида скольжения: упругое и буксование. Упругое скольжение неизбежно при нормальной работе передачи. В процессе работы напряжение ремня на ведущем шкиве падает, ремень укорачивается и отстает от шкива. Возникает упругое скольжение. На ведомом шкиве натяжение ремня падает, и тоже возникает упругое скольжение. Упругое скольжение возникает в результате разности натяжений ведущей и ведомой ветви. По мере роста окружной силы   , ремень начинает скользить по всей длине дуги обхвата, то есть по всей поверхности касания ремня с ведущим шкивом, то есть буксует. Ведомый шкив при этом останавливается, к.п.д. падает до нуля. Упругое скольжение характеризуется коэффициентом скольжения   , который представляет потерю скорости на шкивах, а, следовательно, непостоянство передаточного отношения. Поэтому передаточное число ременной передачи определяется по формуле:   (2.6.5).