Ременные передачи

Принцип действия и классификация. Схема ременной передачи изображена на рис. Передача состоит из двух шкивов, закреп­ленных на валах, и ремня, охватывающего шкивы. Нагрузка переда­ется силами трения, возникающими между шкивами и ремнем вслед­ствие натяжения последнего.

В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают: плоскоременную (а), клиноременную (б) и круглоременную (в) передачи.

Оценка и применение. Ременная передача является одним из старейших типов механических передач, сохранивших свое значение до последнего времени. По сравнению с другими типами передач ременная обладает рядом особен­ностей, которые определяют це­лесообразность ее применения. Для оценки ременной передачи сравним ее с зубчатой передачей, как наиболее распространенной. При этом можно отметить следу­ющие основные преимущества ре­менной передачи: возможность передачи движения на значитель­ное расстояние (до 15 м и более); плавность и бесшумность работы, обусловленные эластичностью ремня и позволяющие работать при высоких скоростях; предохранение механизмов от резких коле­баний нагрузки вследствие упругости ремня; предохранение ме­ханизмов от перегрузки за счет возможного проскальзывания рем­ня; простота конструкции и эксплуатации (передача не требует смазки).

Основными недостатками ременной передачи являются: повы­шенные габариты (для одинаковых условий диаметры шкивов примерно в пять раз больше диаметров зубчатых колес); некоторое непостоянство передаточного отношения, вызванное зависимостью скольжения ремня от нагрузки; повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанная с большим предварительным натяжением ремня (увеличение нагрузки на валы в 2...3 раза по сравнению с зубчатой передачей); низкая долговечность ремней (в пределах от 1000 до 5000 ч).

Ременные передачи применяют преимущественно в тех случаях, когда по условиям конструкции валы расположены на значительных расстояниях. Мощность современных передач не превышает обыч­но 50 кВт. В комбинации с зубчатой передачей ременную передачу устанавливают обычно на быстроходную ступень, как менее нагру­женную.

В современном машиностроении наибольшее распространение имеют клиновые ремни. Применение плоских ремней старой конст­рукции значительно сократилось. Плоские ремни новой конструк­ции (пленочные ремни из пластмасс) получают распространение в высокоскоростных передачах. Круглые ремни применяют только для малых мощностей: в приборах, машинах домашнего обихода и т. п.

Критерии работоспособности и расчета

Основными критериями работоспособности ременных передач являются: тяговая способность, определяемая силой трения между ремнем и шкивом, долго­вечность ремня, которая в условиях нормальной эксплуатации огра­ничивается разрушением ремня от усталости.

В настоящее время основным расчетом ременных передач явля­ется расчет по тяговой способности. Долговечность ремня учи­тывают при расчете путем выбора основных параметров пере­дачи в соответствии с рекомендациями, выработанными практи­кой.

Кинематические параметры. Окружные скорости на шкивах

; .

Учитывая упругое скольжение ремня, можно записать или

,

где - коэффициент скольжения. При этом передаточное от­ношение

.

В дальнейшем показано, что величина зависит от нагрузки, поэтому в ременной передаче передаточное отношение не является строго постоянным. При нормальных рабочих нагрузках 0,01. ..0,02. Небольшая величина позволяет приближенно прини­мать

.

Геометрические параметры передачи. На рис. - межосе­вое расстояние; - угол между ветвями ремня; - угол обхвата ремнем малого шкива. При геометрическом расчете известными обычно являются , и определяют угол и длину ремня . Вследствие вытяжки и провисания ремня значения и не являются точными и определяются приближенно:

; .

Учитывая, что практически не превышает 15⁰, приближенно принимаем и запишем

При этом ,

или

.

Длина ремня определяется как сумма прямолинейных участков и дуг обхвата:

.

При заданной длине ремня межосевое расстояние

.