Лекция ременные передачи

1. Общая классификация

2. Детали ременных передач

3. Геометрические зависимости

4. Силы и напряжения в ветвях ремня. Силы, действующие на валы

5. Скольжение ремня и передаточное число

1.

«Общая классификация»

Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связью. Передача состоит из ведущего 1 и ведомого 2 шкивов, закрепленных на валах, и ремня, надетого на шкивы с предварительным натяжением.

Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивами и ремнем. В качестве гибкой связи в передачах применяют плоские (а), клиновые (б), поликлиновые (в) и круглые (г) ремни.

( а) (б)

( в) (г)

В соответствии с применяемым ремнем передачи подразделяются на плоскоременные, клиноременные, поликлиноременные и круглоременные. В зависимости от скорости ремня передачи могут быть тихоходные (ν до 10 м/с), среднескоростные (ν до 30 м/с), быстроходные (ν до 50 м/с) и сверхбыстроходные (ν до 100 м/с).

Достоинства: плавность и бесшумность работы; простота конструкции и эксплуатации; возможность передачи мощности на большие расстояния (до 15м); смягчение толчков и ударов вследствие упругости ремня; предохранение механизмов от перегрузки вследствие возможного проскальзывания ремня; возможность бесступенчатого регулирования скорости.

Недостатки: большие габариты; некоторое непостоянство передаточного числа из-за неизбежного упругого скольжения ремня; низкая долговечность ремней (1000…5000 ч.).

Ременные передачи применяют в основном для быстроходной ступени привода. Плоскоременные передачи рекомендуются при больших межосевых расстояниях и высоких скоростях, а клино- и поликлиноременные – при малых межосевых расстояниях и больших передаточных числах. Круглоременные передачи применяют только при малых мощностях (швейные машины, настольные станки, приборы).

2.

«Детали ременных передач»

Приводные ремни должны обладать достаточными прочностью, гибкостью, износостойкостью и высоким коэффициентом трения со шкивами. Основные типы приводных ремней – плоские, клиновые и поликлиновые.

Плоские ремни

Наибольшее распространение имеют резинотка­невые ремни (ОСТ 38 0598-76) и ремни из синтетических матери­алов (ТУ 17-1245-74).

Резинотканевые ремни в основ­ном применяют при скорости ремня ν ≤ 30 м/с. Состоят из тканевого каркаса, т. е. из нескольких слоев технической ткани (например, бельтинг марок Б-800 и Б-820, БКНЛ-65, капроновая ткань и др.) – прокладок, связанных резиновыми прослойками (ремни могут быть и без прослоек). Ткань передает основную часть нагрузки, а резина защищает ее от повреждения и повышает коэффициент тре­ния. Ремни изготовляют нарезной конструкции и конечной длины (из рулона отрезают ремни требуемой ширины и длины). Соединение концов выполняют склеиванием или сшивкой. Ремни обладают вы­сокой прочностью и гибкостью, малой чувствительностью к влаге и колебаниям нагрузки. Не рекомендуется для применения в среде с повышенным содержанием паров нефтепродуктов, которые разру­шают резину.

Ремни из синтетических материалов применяют при скорости ремня ν ≤ 50...100 м/с и передаваемой мощности Р до 15 кВт. Их изготовляют бесконечными (бесшовными) толщиной δ [дельта] = 0,5 и 0,7 мм, шириной b = 10...100 мм и длиной L_р =250...3350 мм. Ремни – тканые из мешковых капроновых тканей просвечивающего перепле­тения со специальным пленочным фрикционным покрытием. В готовом ремне уточные нити являются тяговым элементом ремня.

Ремни из синтетических материалов обладают высокой прочностью и долговечностью. Надежно работают при малых диаметрах шкивов.

Ремни из других материалов – кожаные, хлопчатобумажные и шерстяные – имеют ограниченное применение. Кожаные ремни обладают высокой тяговой способностью и долговечностью. Однако они дефицитны и дороги. Хлопчатобумажные и шерстяные ремни имеют сравнительно низкую тяговую способность. Рекомендуются для работы в запыленной и влажной среде, при повышенной темпе­ратуре, а также в среде, насыщенной парами кислот и бензина.

Клиновые ремни

Э то бесконечные ремни трапецеидального сечения с рабочими боковыми гранями и углом клина прямолинейного участка ремня φ₀ [фи] = 40°. Благодаря клиновому действию ремни обладают повышенной силой сцепления со шкивами и, следовательно, повышенной тяговой способностью, которая при равном натяжении примерно в три раза выше, чем у плоских ремней. Это позволяет при одинаковой передаваемой мощности получить передачу с меньшим натяжением ремня и меньшими габаритами. В зависимости от значения отношения расчетной ширины b_р по нейтральной линии к высоте ремня h клиновые ремни изготовляют трех типов: нормальных сечений, b_р / h = 1,4, узких, b_р / h = 1,1 и широкие (вариаторные) ремни, b_р / h = 2...4,5.

1 – слой шнурового корда,

2 – резина,

3 – тканевый слой

Клиновые ремни нормальных сечений (ГОСТ 1284.1 – 80) применяют при скорости ремня ν ≤ 30 м/с. Клиновые нормальные ремни – это ремни общего назначения, их выпускают семи сечений: О(Z). А (А), Б (В), В (С), Г (D), Д(Е) и Е. Сечение ремня выбирают в зависимости от передаваемой мощности Р₁ и частоты вращения n₁ малого шкива. Сечение ремней О (Z) применяют для передаваемых мощ­ностей до 2 кВт, а сечение Е – свыше 200 кВт. Недостатком ремней является их большая высота, что приводит к значительной дефор­мации сечения при изгибе и к неравномерному распределению нормальных давлений в зоне контакта ремня со шкивами. Это сни­жает их к. п. д. и долговечность.

Клиновые узкие ремни (ТУ 36-40534 - 75) являются развитием ремней нормальных сечений. Применяются при ν ≤ 40 м/с. Их вы­пускают четырех сечений: УО, УА, УБ, УВ. Меньшая ширина рем­ня способствует более равномерному распределению нагрузки по нитям высокопрочного корда. Поэтому тяговая способность и долго­вечность их выше, чем у нормальных ремней, и при ровной площади сечения они передают примерно в два раза большую мощность.

В клиноременной передаче может быть один ремень или комплект ремней. Комплектом считают два (или более) ремня, предназначен­ных для одновременной работы в многоручьевой передаче. Рекомен­дуется максимальное число ремней z ≤ 8. При большом числе рем­ней трудно обеспечить равномерность их нагружения.

Поликлиновые ремни (ТУ 38-40533 – 71)

Это бесконечные плос­кие ремни с продольными выступами-ребрами на внутренней поверхности. Применяются при ν ≤ 40 м/с. Их выпус­кают трех сечений: К(J); Л(L); М (М) длиной 400…4000 мм с числом ребер z = 2…36 для сечения К и z = 4…20 для сечений Л и М. Сечение ремня выбирают в зависимости от передаваемой мощности Р₁, частоты вращения п₁ и диаметра d₁ малого шкива. Поликлиновые ремни сочетают достоинства плоских ремней (монолитность и гибкость) и клиновых (повышенная тяговая спо­собность). Эти ремни тоньше клиновых, а ширина их примерно в 1,5 раза меньше, комплекта клиновых ремней ровной тяговой способности. Они обеспечивают большее постоянство передаточного числа, обладают повышенной плавностью при большой скорости и малыми габари­тами. Передачи поликлиновыми ремнями являются развитием кли­новых передач.

Шкивы

Форма рабочей поверхности обода шкива определяется видом ремня. Для плоских ремней шкивы имеют гладкую рабочую поверхность обода. Для центрирования ремня поверхность ведомого шкива делается выпуклой, а ведущего – цилиндри­ческой.

Для клиновых ремней конструкция шкива и раз­меры обода зависят от числа и разменов канавок для ремней. Число и сечение ремней определяют расчетом. При огибании шкива угол клина ремня по сравнению с исходным (φ₀ [фи] = 40°) уменьшается; изме­нение угла тем больше, чем меньше диаметр шкива. Для обеспече­ния правильного контакта ремня со шкивом угол канавки ее выби­рают в зависимости от диаметра шкива. По стандарту канавки вы­полняют с углом α [альфа] = 34...40°.

Материалы и способ изготовления шкивов зависят от максималь­ной скорости ремня. При ν до 30 м/с применяют литые шкивы из чугуна; при ν до 60м/с применяют стальные литые или сварные шкивы. В быстроходных передачах рекомендуется применять шкивы из алюминиевых сплавов. Шкивы из пластмасс применяют для уменьшения массы. Они экономичны при массовом производ­стве и не требуют механической обработки. Шкивы из текстолита допускают v до 25 м/с.

Натяжные устройства

Натяжные устройства в ременных передачах позволяют свободно надевать новые ремни на шкивы, создавать предварительное натяжение и периодически восстанавливать его или непрерывно поддерживать по мере вытягивания ремней в про­цессе эксплуатации. Наиболее простым и распространенным спосо­бом натяжения ремней является перемещение одного из шкивов. Обычно этот способ используют для передачи движения от электро­двигателя, который устанавливают в салазках плиты – устройство периодического действия или на качающейся плите – устройство постоянного действия, где натяжение соз­дается силой тяжести качающейся части.

3.