4.2.2. Ременные передачи

Преобразуют вращательное движение с помощью гибкой связи (приводного ремня), охватывающей ведущий и ведомый шкивы. Нагрузка передается силами трения, возникающими меж­ду шкивами и ремнем при его натяжении.

В зависимости от профиля поперечного сечения ремня (рис. 4.2) эти передачи делятся на плоскоременную, клиноременную, поликлиноременную, круглоременную; все более широко начинают приме­нять зубчато-ременные передачи, которые относятся к передачам за­цеплением.

В современных машинах наибольшее применение имеют клиноременные передачи. У них полезная нагрузка передается за счет сил трения между боковыми поверхностями ремня и канавок шкива. Трапециевидное сечение ремня за счет заклинивания увеличивает его сцепление со шкивом и повышает тяговую способность (примерно в 3 раза по сравнению с плоским ремнем).

Передаточное число ременных передач определяется как отношение угловых скоростей или как отношение расчетных диаметров:

, (4.11)

где ε – коэффициент скольжения, учитывающий потерю скорости ведомым шкивом из-за упругого скольжения, ε = 0,01…0,02.

Коэффициент скольжения зависит от передаваемой нагрузки, поэтому передаточное число не является строго постоянной величиной. Постоянство передаточного числа обеспечивают зубчато-ременные передачи.

Рис.4.2. Схема ременной передачи: 1 - шкив ведущий; 2 - шкив ведомый; 3 - приводной ремень; d, d₁, d₂ - расчетные диаметры шкивов

Достоинства ременных передач – простота конструкции и эксплуатации, плавность и бесшумность работы, обусловленные эластичностью ремня, возможность передачи вращательного движения на большие расстояния (до 15 м), предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки вследствие упругости ремня. Недостатки – малая долговечность ремней, высокие нагрузки на валы и их опоры, непостоянство передаточного числа из-за проскальзывания.

4.2.3. Практический расчет клиноременной передачи

Основными критериями работоспособности являются тяговая способность передачи и долговечность ремня.

Рис. 4.3. Схема к расчету клиноременной передачи

Расчет проводят в следующей последовательности:

а) в зависимости от мощности Р₁, передаваемой ведущим шкивом, и его частоты вращения n₁, выбираем по номограмме (рис. 4.4) сечение ремня. Область применения данного сечения (например Б) расположена выше собственной линии и ограничена линией предыдущего сечения (в данном случае А);

б) определяем минимально допустимый расчетный диаметр ведущего шкива d₁ в зависимости от вращающего момента на ведущем валу Т₁и выбранного сечения ремня (табл. 4.1).

Т а б л и ц а 4.1

Минимально допустимые диаметры малого шкива, мм

Сечение ремня	А	Б
Вращающий момент, Т1, Нм	15…60	50…150
Минимальный диаметр, d1, мм	90	125

В целях повышения срока службы ремней рекомендуется принимать диаметр шкива d₁ на 1-2 порядка большим из стандартного ряда: 90, 100, 112, 125, 140, 160… .

Вращающий момент определяем по формуле:

, Нм;

Рис. 4.4. Номограмма для выбора клиновых ремней нормального сечения

в) определяем диаметр (мм) ведомого шкива d₂:

,

где ε – коэффициент скольжения (см. формулу 4.11).

Полученное значение округляем до ближайшего целого, оканчивающегося на 0 или 5;

г) определяем фактическое значение передаточного числа u_ф и проверяем его отклонение от данного:

; ;

д) определяем ориентировочное межосевое расстояние (мм):

,

где h – высота сечения клинового ремня, для сечения A – h=8 мм, Б – h=10,5 мм.

е) определяем расчетную длину ремня (мм):

,

Полученное значение округляем до ближайшего из стандартного ряда: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000…

ж) уточняем значение межосевого расстояния по стандартному значению длины ремня (мм):

,

з) определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива:

,

и) определяем окружную скорость ремня (м/с):

,

где [V] – допускаемая скорость, для клиновых ремней [V] = 25 м/с;

d₁ – диаметр ведущего шкива, м.

Т а б л и ц а 4.2

Допускаемая приведенная мощность Р₀, кВт, передаваемая одним клиновым ремнем

Сечение и базовая длина l0, мм, ремня	Диаметр меньшего шкива d1, мм	Скорость ремня, V, м/с
		3	5	10	15	20	25	30
А 1700	90	0,71	0,84	1,39	1,75	1,88	-	-
	100	0,72	0,95	1,60	2,07	2,31	2,29	-
	112	0,74	1,05	1,82	2,39	2,74	2,82	2,50
	125	0,80	1,15	2,00	2,66	3,10	3,27	3,14
	140	0,87	1,26	2,17	2,91	3,42	3,67	3,64
	160	0,97	1,37	2,34	3,20	3,78	4,11	4,17
Б 2240	125	0,95	1,39	2,26	2,80	-	-	-
	140	1,04	1,61	2,70	3,45	3,83	-	-
	160	1,16	1,83	3,15	4,13	4,73	4,88	4,47
	180	1,28	2,01	3,51	4,66	5,44	5,76	5,53
	200	1,40	2,10	3,73	4,95	5,95	6,32	6,23
	224	1,55	2,21	4,00	5,29	6,57	7,00	7,07

к) определяем мощность, передаваемую одним клиновым ремнем (кВт):

,

где Р₀ – допускаемая приведенная мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт, (табл. 4.2);

С – поправочные коэффициенты (табл. 4.3).

л) определяем количество клиновых ремней в передаче:

В передачах малой и средней мощности, во избежание значительной неравномерности распределения нагрузки между ремнями, . При необходимости уменьшить расчетное количество ремней следует увеличить d₁ или перейти на большее сечение ремня.

Т а б л и ц а 4.3

Значения поправочных коэффициентов

Коэффициенты динамичности нагрузки и длительности работы Ср и режима нагрузки К1
Характер нагрузки		Спокойная (С)			С умеренными колебаниями (УК)		Со значительными колебаниями (ЗК)			Ударная и резко неравномерная (У)
Ср		1			0,9		0,8			0,7
К1		2,5			1,0		0,5			0,25
Примечание: при двусменной работе Ср следует понижать на 0,1, при трехсменной – на 0,2
Коэффициент угла обхвата α1 на меньшем шкиве Сα
Угол обхвата α1, град	180		170	160		150		140	130		120
Сα	1		0,98	0,95		0,92		0,89	0,86		0,83
Коэффициент влияния отношения расчетной длины ремня lр к базовой lо
Отношение lр/ lо			0,4	0,6		0,8		1	1,2		1,4
Сl			0,82	0,89		0,95		1	1,04		1,07
Коэффициент количества ремней в комплекте клиноременной передачи Сz
Ожидаемое количество ремней z			2…3			4…5			6
Cz			0,95			0,90			0,85

м) определяем силу предварительного натяжения одного клинового ремня (Н):

,

н) определяем силу давления на вал комплекта клиновых ремней (Н):

,