Тема 3.9. Ременные передачи. Цепные передачи.

Ременная передача (рисунок 23) состоит из шкивов, закреплённых на валах, и ремня, охватывающего шкивы. Крутящий момент передаётся за счёт сил трения между ремнём и шкивом.

Достоинства («+»)	Недостатки («-»)
● Простота конструкции и малая стоимость; ● Плавность и бесшумность работы; ● Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 1,5 метра); ● Смягчение вибрации.	● Большие габаритные размеры; ● Малая долговечность ремня; ● Непостоянное передаточное число из-за проскальзывания; ● Большие нагрузки на валы и подшипники; ● Неприменимость во взрывоопасных местах вследствие электризации ремня.

Рисунок 23- Ременная передача.

Классификация ремённых передач

В зависимости от формы профиля поперечного сечения ремня передачи бывают:

• плоскоременные;

• клиноременные;

• круглоременные;

• полиременная.

В зависимости от расположения валов передачи бывают:

• открытая передача с параллельными валами;

• перекрёстная передача с параллельными валами;

• угловая передача, валы перпендикулярны.

• передача с одним ведущим валом и несколькими ведомыми валами;

• передача с натяжным роликом.

Рисунок 24 - Виды ременных передач.

а), б) – взаимное расположение валов; в) – со скрещивающимися осями; г) – с пересекающимися осями (угловые); д) – с натяжным роликом; е) – со ступенчатыми шкивами; ж) – клиноременный вариатор.

Материалы плоских ремней

ГОСТом предусмотрено 4 вида плоских ремней:

1) Кожаные ремни – обладают хорошей тепловой способностью и высокой долговечностью, хорошо переносят колебания нагрузки. Недостаток – высокая стоимость.

2) Резинотканевые ремни (прорезиненные) – состоят из нескольких слоёв хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной. Ткань, имеющая больший модуль упругости, чем резина, передаёт основную часть нагрузки. Резина обеспечивает работу ремня как единого целого, защищает ткань от повреждений и повышает коэффициент трения. Ремни выпускаются трех видов: А (для шкивов малого диаметра, υ30 м/с); Б (для тяжёлых условий работы, υ20 м/с); В (для небольших нагрузок, υ15 м/с).

3) Хлопчатобумажные ремни – изготавливают как цельную ткань с несколькими слоями основы, пропитанными специальным составом (битум, озокерит). Достоинства: лёгкие, гибкие, дешёвые. Недостатки: недолговечные, пониженная тяговая способность.

4) Шерстяные ремни – ткань с многослойной шерстяной основой, пропитанная специальным составом (сурик на олифе). Достоинства: хорошая упругость, менее чувствительны к колебаниям температуры, влажности, кислотам. Недостатки: низкие тяговые свойства.

5) Нестандартные – шёлковые, синтетические и т. д.

В последнее время стали применять новый тип ремней – плёночные ремни - изготавливаемые из пластмасс на основы полиамидных смол, армированных кордом из капрона. Достоинства: высокая статическая прочность и сопротивление усталости, при малых диаметрах шкивов передают значительные нагрузки с высокой быстроходностью.

Ри­су­нок 25 - Ти­пы рем­ней для ре­мен­ных пе­ре­дач.

а), б) - клиновые; в) – по­ли­кли­но­вые.

Основные параметры ремённых передач

1. Мощность N50 кВт;

2. Скорость 5υ30 м/с;

3. Передаточное отношение 1/4u5 (плоскоремённая)…7 (клиноремённая).

,

где  - коэффициент скольжения, при нормальном режиме работы =0,01…0,02.

.

4. Диаметр шкивов

,

где  - толщина ремня;

D_min – минимальный диаметр шкива.

4. Межосевое расстояние

Для плоскоремённых передач

L=2(D₁+D₂)

Для клиноремённых

L_max=2(D₁+D₂); L_min=0,55(D₁+D₂)+3h,

где h – высота ремня.

4. КПД ремённой передачи: для правильно спроектированной ремённой передачи =0,96…0,97.

5. Угол обхвата ремнём малого шкива  (значение табличное).

Критерии работоспособности ремённой передачи

1. Тяговая способность.

2. Долговечность ремня.

Виды разрушения ремней

Усталостное разрушение – изгиб ремня при набегании на шкивы, сопровождается внутренним трением между его элементами и приводит к усталостному разрушению – ремень расслаивается, ткани перетираются.

Перегрев ремня – в результате скольжения и трения ремень нагревается, что отрицательно влияет на физико-механические свойства ремня, срок его службы уменьшается.

Износ – возникает вследствие упругого скольжения, трения и частичного буксования.

Цепные передачи

Цепная передача относится к передачам зацеплением с гибкой связью. Состоит из ведущей и ведомой звёздочек, огибаемых связью. В отличие от ремённой передачи, цепная передача работает без проскальзывания.

Достоинства («+»)	Недостатки («-»)
● По сравнению с зубчатыми передачами цепные передачи могут передавать движение между валами на большие расстояния (до 8 метров); ● По сравнению с ремёнными передачами они: более компактны; могут передавать большие мощности (до 3000 кВт); могут передавать движение одной цепью несколько звёздочкам.	● Значительный шум вследствие удара звена цепи при входе в зацепление; ● Сравнительно быстрый износ шарниров цепи; ●Удлинение цепи из-за износа шарниров (нужны натяжные устройства); ● Необходимость точного изготовления цепи и высококачественного монтажа передачи; ● Высокая стоимость.

Классификация цепей, применяемых в машиностроении

По назначению цепи делятся на 3 вида:

1. грузовые цепи – служат для подвески, подъёма и опускания грузов (применяются преимущественно в грузоподъёмных механизмах);

2. тяговые цепи – служат для перемещения грузов в транспортирующих машинах;

3. приводные цепи – служат для передачи механической энергии от одного вала к другому.

Грузовые цепи работают при малых скоростях (до 0,25 м/с) и больших нагрузках. Они выполняются круглозвенными или простыми пластинчатыми.

Тяговые цепи работают при средних скоростях (до 2…4 м/с). Они выполнены преимущественно из пластин простой формы и осей со втулками или без втулок. Тяговые цепи отличаются большими массами, так как они имеют значительную длину и наматывания на звёздочки, габариты которых не жёстко ограничены.

Приводные цепи работают при значительных скоростях и выполняются с малыми шагами для уменьшения динамических нагрузок и с износоустойчивыми шарнирами для обеспечения необходимой долговечности. Существует 3 типа приводных цепей, они стандартизованы и изготавливаются на специальных заводах:

1. Роликовые цепи (рисунок 26) – состоят из втулок, установленных на пластины. На втулку установлены валики. Валик и втулка образуют шарнирные соединения. υ15 м/с.

Рисунок 26 - Роликовая цепь.

А – наружное звено; Б – внутреннее звено.

1, 2 – пластины; 3 – валик; 4 – втулка; 5 – ролик.

2. Втулочные цепи – по конструкции аналогичны роликовым, но не имеют роликов, что удешевляет стоимость, уменьшает массу, но увеличивают износ. v1 м/с.

3. Зубчатые цепи – состоят из набора пластин зубообразной формы шарнирно соединённых между собой. υ25 м/с.

Звёздочки – по конструкции отличаются от зубчатых колёс лишь профилем зубьев: звёздочки имеют ограниченное число зубьев (для втулочных цепей z₂120, для зубчатых z₂140).

Основные характеристики цепных передач

Шаг цепи p – является исходной характеристикой, с увеличением шага повышается нагрузочная способность цепи, но при этом возрастают динамические нагрузки и шум при работе, поэтому при повышенных скоростях рекомендуется применять цепи с малым шагом.

Скорость цепи υ – характеристика не постоянная, а средняя скорость движения цепи.

,

где υ – средняя скорость, м/с;

n – частота вращения, об/мин;

ω – угловая скорость, рад/с;

p – шаг цепи, мм.

Передаточное число u.

.

Рекомендуется u4, допускается u7.

Число зубьев звёздочек z.

Минимальное число зубьев ведущей звёздочки для роликовых цепей:

.

Число зубьев ведомой звёздочки:

.

Межосевое расстояние a.

.

Длина цепи L.

,

где L_p – число звеньев цепи (длина цепи в шагах) (округляется до целого чётного числа звеньев).

.