Клиноременная передача

В клиноременной передаче гибкая связь осуществляется приводным ремнем трапецевидного сечения с углом профи­ля ? равном 40° (в недеформированном состоянии). По сравнению с плос­ким ремнем клиновидный ремень передает большие тяговые усилия, но пе­редача с таким ремнем имеет пониженный КПД.

Клиноременные передачи целесообразно использовать при больших пе­редаточных отношениях, малых межосевых расстояниях и вертикальном расположении осей валов. Скорость ремней клиноременной передачи не должна превышать 30 м/с. В противном случае клиновидные ремни будут вибрировать.

Клиновидные ремни для приводов общего назначения стандартизирова­ны ГОСТ 1284.1-89.

При монтаже клиноременной передачи особое внимание обращают на пра­вильность III установки клиновидного ремня в канавке обода шкива (рис. 185).

Рис. 185

Детали ременных передач

Приводные ремни. Любой при­водной ремень служит тяговым органом. Он должен обладать определенной тяговой способностью (передавать заданную нагрузку без пробуксовывания), иметь достаточную прочность, долговечность, износостойкость, хорошее сцепление со шкивом и невысокую стоимость.

Плоские ремни изготовляют раз­ной ширины, конструкции и из раз­личных материалов: хлопчатобу­мажных, прорезиненных, шерстя­ных тканей и кожи. Выбор материа­ла для ремней обусловлен условия­ми работы (атмосферные влияния, вредные пары, температурные из­менения, ударные нагрузки и т. п.) и тяговой способностью. Приводные ремни (прорезиненные) стандарти­зированы.

Клиновидные ремни бывают двух типов: кордтканевые и кордшнуровые. В кордтканевых ремнях (рис. 186, I) корд выполнен в виде нескольких слоев кордткани с основой в виде крученых шнуров толщиной 0,8—0,9 мм. В кордшнуровых ремнях (рис. 186, II) корд состоит из одного слоя кордшнура, намотанного по винтовой линии и заключенного в тонкий слой резины для уменьшения трения. Эти ремни используются в быстро­ходных передачах и являются гибкими, надежными и долговечными.

Рис. 186

Примечание. Корд — прочная крученая нить из хлопчатобумажного или искусствен­ного волокна.

В последние годы в отечественном машиностроении все больше стали при­менять зубчатые (полиамидные) ремни. Эти ремни сочетают в своей конструк­ции все преимущества плоских ремней и зубчатых зацеплений (рис. 187). На рабочей поверхности ремней 4 имеются выступы, которые входят в зацепле­ние в выступами на шкивах 1,2 и З. Полиамидные ремни пригодны для высо­коскоростных передач, а также для передач с небольшим межосевым рассто­янием. Они допускают значительные перегрузки, очень надежны и прочны.

Рис. 187

Концы ремней соединяют склейкой, сшивкой и металлическими соединителями. Склейку однородных ремней (кожаных) осуществляют по косому срезу на длине, рав­ной 20...25-кратной толщине ремня (рис. 188, I), а слойных ремней — по ступенчатой поверхности с числом ступеней не менее трех (рис. 188, II). Места соединения прорезинен­ных ремней после склеивания вулканизиру­ют.

Шкивы. Для плоских ремней наиболее приемлемой формой поверх­ности шкива является гладкая цилиндрическая поверхность (рис. 189,I). Рис. 189 Для центрирования ремня поверхность ведомого шкива делают выпук­лой, а ведущего — цилиндрической (при v <= 25 м/с оба шкива делают вы­пуклыми). Для клиновидных ремней рабочей поверхностью служат боковые сторо­ны клиновых канавок (рис. 189, II) в ободе шкивов. Число и размеры этих канавок определяются профилем ремня и числом ремней. Шкивы выполняют литыми из чугуна, алюминиевых сплавов, пластиче­ских масс и сварными из стали. Чугунные шкивы бывают цельными и разъ­емными, состоящими из двух половин, которые у обода и втулки скрепля­ются болтами. Разъемные шкивы можно легко снимать с вала, не поднимая вал с подшипников.

 Чтобы получить оптимальные условия переноса мощности, большую надежность передачи, а также требуемою долговечность ремня необходимо конструирование передачи на базе расчетов, целью которых является подбор оптимального сечения и количества ремней, которые следует употребить в рассматриваемой передаче. Требуемое количество ремней для переноса определенной мощности вычисляется:

где: z- количество требуемых ремней в передаче (вычисленное значение округляем большую сторону до целого числа) N - мощность переносимая передачами, N1- мощность переносимая одним ремнем, кф - коэффициент угла охвата кт - коэффициент режима работы, kL- коэффициент длины ремня

^ 2.1Окружная скорость ведущего и ведомого шкивов: Вследствие упругого скольжения ремня на шкивах: (289) 2.2 ^ Передаточное число (290) Величина относительного скольжения: ε = 0,01…0,02 (от типа ремня). Так как величина ε мала, то можно пользоваться формулами: . Передаточное число ремня в большинстве случаев принимается U≤4. ^ 2.3 Окружная сила Окружную силу на ведущем колесе, шкиве определяют по формуле: Рис 115 Напряжения в ремне работающей передачи КПД при нормальных условиях работы в среднем для плоскоременных передач η=0,96, а для клиноременных передач η=0,95.

37. Конструкции и особенности работы поликлиновых и зубчатых ремней; влияние окружной скорости на натяжение ремней и величину передаваемого момента.

Зубчатые ремни незаменимы в тех случаях, когда необходимо сохранять взаимное расположение вращающихся валов, так как, благодаря своим зубцам, ремень зубчатый не проскальзывает относительно движущихся частей механизма. Главными достоинствами  зубчато-ременных передач явля­ются синхронность вращения вала и ремня и возможность передачи высоких нагрузок при небольших начальных натяжениях ремня, что позволяет снизить нагрузку на опоры валов и подшипники механизма передачи.Ременная передача, использующая ремни зубчатые, обладает преимуществами как клиновых ременных передач, так и цепных передач. В лёгких передачах благодаря закручиванию ремня можно передавать вращение между параллельными, пересекающимися, вращающимися в противоположные стороны валами. Это возможно потому, что жёсткость на кручение ремней вследствие их малой толщины и малого модуля упругости мала.

Зубчатые ремни обладают преимуществами по сравнению с клиновыми:

• высокий КПД (энергосбережение);

• надежная работа при высоких нагрузках, при больших скоростях, при прерывистых нагрузках;

• хорошие масло, бензостойкость;

• пылеотталкивающие свойства, антистатичность;

• максимальная передача высокой мощности при минимальной вибрации;

• более длительныы срок безотказной работы.

Зубчатые ремни обладают преимуществами по сравнению с цепными передачами:

• плавность работы;

• бесшумность;

• компенсация перегрузок;

• компенсация неточности установки шкивов редукторов;

• не требуют смазки;

• более низкая стоимость;

• простота монтажа и эксплуатации;

• возможность работы на высоких скоростях;

• при выходе из строя не повреждают остальной механизм.

Недостатки зубчатых ремней по сравнению с цепными передачами:

• большие размеры;

• меньшая несущая способность;

• меньший срок службы.

• Ремни зубчатые (плоскозубчатые) с трапецеидальным профилем

• профили зубчатых ремней: H, L, XL

• 

• Ремни зубчатые (плоскозубчатые) с полукруглым профилем

• профили зубчатых ремней: 5M, 8M, 14M

• 

38. Причины выхода из строя ременных передач; основы расчета долговечности ремней, пути повышения долговечности.

Работоспособность таких соединений теряется из-за выхода из строя резиновых деталей. При ремонте резиновые и металлорезиновые детали заменяют, если:

• на поверхности резины имеются трещины и отслоения. Отдельные повреждения резины глубиной до 2 мм можно удалять срезкой с плавным выходом на поверхность;

• толщина резиновой детали или слоя резины у металлорезиновых деталей вследствие остаточных деформаций (усадки) меньше нормальной на 15 %;

• поверхность резины размягчена (под действием различных растворителей) более чем на 10 % толщины;

• произошло отслоение резины от армировки у металдорези-новой шайбы более чем на 20 % общей площади, а у сайлент-блоков — более чем на 10 % высоты и 20 % длины окружности;

• у отверстий резиновых деталей имеются надрывы, трещины, а также значительное искажение формы.

Долговечность передачи. Основной причиной выхода из строя ре­менной передачи является низкая долговечность ремней.

Наиболее характерные виды разрушений, уменьшающих срок службы ремней, следующие:

- изнашивание, возникающее вследствие упругого скольжения, попа­дания абразивных материалов на рабочие поверхности и буксования;

- перегрев (по тем же причинам) и снижение при этом физико-меха­нических свойств ремня, что часто приводит к его разрыву;

- усталостное разрушение в результате циклических деформаций (из­гиб ремня по пульсирующему циклу при набегании его на шкивы). Этот вид разрушения приводит к расслаиванию, перетиранию тканей ремня и является главной причиной снижения его долговечности.

Критерии работоспособности ременных передач:

- полное использование тяговой способности ремня при отсутствии бук­сования. Несоблюдение этого условия отрицательно сказывается на работе передачи в целом;

- долговечность ремня. Этот критерий не влияет на кинематические па­раметры передачи, но именно от него в основном зависит безаварийность (при внезапном разрыве ремня может быть авария) и надеж­ность работы ременной передачи.

Основным расчетом ременных передач является расчет на его тяговую способность.

Расчет на долговечность производят как проверочный.

Расчет передачи на тяговую способность. Для обеспече­ния передачи максимальной полезной окружной силы F_max = F_t, без пробук­совки необходимо, чтобы F_tA = К_о, для приведенных условий работы передачи или F_t /A = [К]_п — для передачи, не ограниченной этими условиями.

Полезная окружная сила F, известна при расчете ременных передач; значения полезного допускаемого напряжения [К]_П определяются с учетом табл.1, 6, 7. Методика расчета плоскоременных передач на тяговую способность сводится к определению расчетной площади сече­ния ремня:

(42)

 

где и b — толщина и ширина ремня.

Расчет на долговечность.

В процессе работы ремень за один пробег испытывает переменные на­пряжения (см. рис.13). При многократном действии переменных напря­жений возникают усталостные повреждения ремня (изменение его толщи­ны, разрушение элементов несущего слоя и т. п.).

В основе современных методов расчета ремней на долговечность лежит уравнение кривой усталости и определение максимального напряжения в ремне. Упрощенный расчет ремней на долговечность производят исходя из прогибов ремня.

Критерием долговечности в этом случае является число пробегов ремня до появления признаков усталостного разрушения

, (43)

где U — действительное число пробегов ремня за 1 с; v — скорость рем­ня, м/с; L — длина ремня, м; [U] — допускаемое число пробегов за 1 с. Для скоростных плоскоременных передач [U] ≤ 5.

39. Работа передачи трением с гибкой связью( силы натяжения ветвей).

Углы и , соответствующие дугам, по которым происходит касание ремня и обода шкива, называют углами обхвата. Перечисленные геометри­ческие параметры являются общими для всех типов ременных передач.

Расчет геометрических параметров.

1. Межосевое расстояние

(1)

где L — расчетная длина ремня; D₁ и D₂ — диаметры ведущего и ведомого шкивов.

Для нормальной работы плоскоременной передачи должно соблюдать­ся условие:

(2)

при этом а должно быть не более 15 м.

2. Расчетная длина ремня

(3)

на сшивку добавляют еще 100—300 мм.

3. Диаметр ведущего шкива (малого), мм

(4)

где — мощность на ведущем валу, кВт; — угловая скорость ведущего вала, рад/с.

4. Диаметр ведомого шкива

(5)

где и — передаточное число; — коэффициент скольжения.

При диаметре D > 300 мм шкивы изготовляют с четырьмя—шестью спицами. Для шкивов, имеющих отклонения от стандартных размеров, производят расчет на прочность. Обод рассчитывают на прочность как сво­бодно вращающееся кольцо под действием сил инерции; спицы рассчиты­вают на изгиб.

Допускаемые углы обхвата ременных передач. Вследствие вытяжки и провисания ремня при эксплуатации углы обхвата измеряются прибли­женно:

(6)

В формуле (6) выражение

(7)

где — угол между ветвями ремня (для плоскоременной передачи ( < 30°)). Угол между ветвями ремня влияет на величину углов обхвата ( и ). Рекомендуется принимать также значение диаметров шкивов ( и ), чтобы соблюдалось условие

(8)

где для плоскоременной передачи = 150°, для клиноременной — = 120°.

Передаточное число. В ременной передаче, как и во фрикционной, в результате упругого скольжения ремня окружные скорости не одинако­вые. Отсюда передаточное число

(9)

где , — угловая скорость и частота вращения ведущего шкива; , — то же, ведомого шкива; , — диаметры ведущего и ведомого шкивов; — коэффициент скольжения.

Относительная потеря скорости на шкивах характеризуется коэффици­ентом скольжения; при незначительном значении этого коэффициента ( < 0,02) приближенно имеем