Учебное пособие 1878

ходный вал передачи устанавливают на плавающих, обычно, цилиндрических роликоподшипниках. Это обеспечивает самоустановкувала по оси и одинаковую нагрузку полушевронов.

В редукторах с конической передачей для лучшей фиксации зубчатых колес в осевом направлении валы передачи рекомендуется устанавливать на радиально-упорных, чаще конических роликоподшипниках.

Смазка зацепления при V ≤ 12,5 м/c рекомендуется картерная (окунанием). Емкость масляной ванны назначают из расчета 0,35 – 0,7 литра на I кВт передаваемой мощности (большие значения – при большей вязкости масла и наоборот). Зубчатые колеса следует погружать в масло на глубину 3-4 модуля. Тихоходные колеса (2-й и 3-й ступени) при необходимости допустимо погружать на величину до 1/3 диаметра колеса. В редукторах с быстроходными передачами применяют струйную или циркуляционную смазку, осуществляемую под давлением. Масло, прокачиваемое насосом, проходит через фильтр и при необходимости через охладитель, а затем поступает к зубьям через трубопровод и сопла. При окружной скорости V ≤ 20 м/c для прямозубых передач и при V ≤ 50 м/с для косозубых масло подается непосредственно в зонузацепления. При V > 50 м/c (V > 20 м/c) , во избежание гидравлического удара, масло подается раздельно на шестерню и колесо и на некотором расстоянии от зоны зацепления.

Смазка подшипников редуктора при V > 4 м/c может осуществляться тем же маслом, что и зубчатых колес, путем разбрызгивания масла. При V < 4 м/с предусматривается самостоятельная (консистентная) смазка. При больших скоростях и нагрузках на подшипники предусматривается смазка под давлением, осуществляемая от общей системы.

Расчет зубчатого редуктора состоит из расчета его элементов – передач, валов, шпонок, подшипников. Для редукторов большой мощности производится тепловой расчет. При расчете зубчатых передач редукторов, выполненных в виде самостоятельных агрегатов, основные параметры этих передач должны быть согласованы с соответствующими ГОСТ.

81

7.РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

7.1.Общие сведения

Ременная передача относится к передачам с гибкой связью. Состоит из двух шкивов (ведущего и ведомого), соединенных бесконечным ремнем. Предназначена для передачи крутящего момента с одного вала на другой. Передача энергии происходит за счет трения, возникающего между ремнем и шкивами. При этом момент сил трения на шкивах должен быть равен движущему моменту на ведущем и моменту сопротивления на ведомом. С увеличением угла обхвата шкива ремнем, натяжения ремня и коэффициента трения возрастает возможность передачи большей нагрузки.

Кдостоинствам ременной передачи относятся:

-передача вращения при значительном межосевом расстоянии;

-отсутствие перегрузок, за счет пробуксовывания ремня;

-плавность и бесшумность работы;

-простота конструкции;

-сравнительно низкая стоимость;

-возможность бесступенчатого регулирования скоростей (плоскоременная).

Недостатками передачи являются:

-непостоянство передаточного числа;

-большое давление на валы и опоры;

-большие габариты;

-сравнительно низкий КПД.

7.1.1.Классификация

Взависимости от формы поперечного сечения различают плоскоременные (рис. 7.1, а), клиноременные (рис. 7.1, б), круглоременные (рис. 7.1, в) и поликлиноременные (рис. 7.1, г) передачи.

Плоскоременная передача подразделяется на три основных типа: открытая (рис. 7.2), перекрестная (рис. 7.3) и полуперекрестная (рис. 7.4).

82

Рис. 7.1. Типы приводных ремней [21]

Рис. 7.2. Открытая плоскоременная передача [12]

Рис. 7.3. Перекрестная плоскоременная передача [12]

83

Рис. 7.4 Полуперекрестная плоскоременная передача [12]

Передача работает с помощью гибкой ленты (ремня) (рис. 7.5), выполненной из различных материалов. Начальное натяжение S0 одинаковое для обеих ветвей, создается при монтаже за счет упругих деформаций ремня. Во время работы ремень нагружается, вытягивается и ветви его оказываются натянутыми неодинаково S1 и S2.

Рис. 7.5 [12]

84

7.2.Кинематические и силовые зависимости

7.2.1.Напряжения в ремне

Вразличных по длине частях ремня возникают различные напряжения (рис. 7.6). Для плоского ремня поперечного сечения F можно определить напряжение от начального натяжения:

0 S0 S0 ,

F bh

где F – площадь поперечного сечения, F = bh, b – ширина; h – толщина ремня).

Напряжение от передаваемого ремнём окружного усилия

PP

y F bh .

Рис. 7.6. Эпюры напряжений в ремне [12]

Напряжение от действия центробежных сил

c C V2 .

F

Натяжение от изгиба

u E h , D

85

V2 V1 V1S V1 1 ,

где – коэффициент скольжения ремня, n2 n'2 n2 ; n2 –

частота вращения на холостом ходу; n2 – частота вращения под нагрузкой.

Если пренебречь влиянием веса, то на ременную передачу в состоянии покоя действует сила предварительного напряжения S0. На обеих ветвях усилие S0 одинаково.

Величина начального натяжения может быть определена по формуле

P ef 1 S0 2 ef 1 ,

где e – основание натурального логарифма; f – коэффициент трения; α – угол обхвата на малом шкиве.

Значения ef находятся из соответствующих таблиц. Кроме того, зная 0 1,8 МПа, можно также определить S0.

S0 0F 0bh .

При холостом ходе и малой скорости передачи усилия на обеих ветвях одинаковы и соответствуют предварительному натяжению:

S1 S2 S0 .

Чтобы передать окружное усилие Р, натяжение ветвей

Увеличение натяжения одной ветви приводит к соответствующему уменьшению натяжения другой, в то время как сумма натяжений сохраняется примерно постоянной:

Из совместного решения уравнений (7.1) и (7.2) найдем:

P S1 S0 2 ;

P S2 S0 2 .

87

Усилие предварительного натяжения (S0) во время работы передачи рассматривается как среднее натяжение ветвей ремня, т.е.

S0 S1 S2 . 2

Непосредственную связь между натяжением ветвей ремня можно также выразить аналитической зависимостью, установленной Л.Эйлером в 1775 г.

где e – основание натурального логарифма (e= 2,7182818284).

Формула Эйлера выведена для гибкой нерастяжимой и невесомой нити, скользящей по неподвижному цилиндру. Реальная ременная передача отличается от условий, принятых Эйлером. Поэтому формула 7.3 дает лишь приближенную зависимость, и степень приближения зависит от достоверности значений коэффициента трения f, под которым понимается приведенный коэффициент трения по всей дуге обхвата (средние значения f находят из таблиц).

Для определения полных усилий S1 и S2 надо учесть центробежное воздействие C, вызывающее в ветвях ремня дополнительно растягивающую силу.

где – плотность материала ремня; V – скорость ремня, м/с; F – площадь поперечного сечения ремня.

Таким образом, натяжение в ветвях при работе передачи будет равно S1 + C; S2 + C и при холостом ходе S0 + C.

88

8.ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

8.1.Общие вопросы

Работа цепных передач, также как и зубчатых, основана на принципе зацепления, но, подобно ременной, с использованием промежуточной гибкой связи (цепи). Цепь охватывает звездочки и передает вращение от ведущего вала к ведомому. Это позволяет осуществлять передачу энергии с постоянным значением среднего передаточного числа, без проскальзывания при значительных межосевых расстояниях (6…8 м).

Цепные передачи можно использовать для одновременного привода нескольких параллельных валов со звездочками.

Наиболее широкое применение цепные передачи нашли в легких транспортных машинах (велосипеды, мотоциклы), в машинах непрерывного транспорта (конвейеры) в техническом машиностроении, в горном оборудовании и подъемно- транспортныхустройствах.Втулочно-роликовыецепи(рис.8.1,а) применяются при скоростях цепи не выше 15-18 м/с. Для более высоких скоростей (до 30 м/с) следует применять бесшумные зубчатые цепи (рис. 8.1, б).

Рис. 8.1. Цепная передача:

а) роликовой цепью; б) зубчатой цепью [21]

Передачи выполняют горизонтальными, наклонными (до 45°) и реже вертикальными (требуется систематическое регулирование межосевого расстояния). Чаще всего цепные пере-

89

дачи используются при скоростях цепи V ≤ 10 м/с в приводах малой и средней мощности (до 100 кВт).

Наибольшее провисание ведомой ветви составляет f = 0,02 аW (наклон до 45°) и f = (0,015 …0,01) аW при наклоне > 45°. Для натяжение и регулирования провисания применяют подвижные опоры звездочек или гладкие натяжные ролики.

Для повышения износостойкости и долговечности цепной передачи и уменьшения потерь на трение необходима хорошая смазка – и в первую очередь шарниров цепи.

8.2. Классификация цепных передач

По характеру работы – грузовые, тяговые, приводные. По типу цепей – роликовые, втулочные, зубчатые.

По количеству цепей, передающих нагрузку – однород-

ные и многорядные.

По характеру изменения частоты вращения ведомого вала – понижающие и повышающие.

По количеству ведомых звездочек – нормальные (одна ве-

домаязвездочка) и специальные(несколько ведомыхзвездочек).

8.3. Достоинства и недостатки цепных передач

Достоинства цепных передач:

1)возможность применения при значительном (до 5 м) межосевом расстоянии;

2)меньшие, чем у ременных передач габариты;

3)отсутствие скольжения и высокий КПД;

4)малые силы, действующие на валы, так как нет необходимости в большом предварительном натяжении цепи;

5)возможность простой и легкой замены цепи;

6)возможностьпередачи движениянесколькимзвездочкам. Недостатки цепных передач:

1)значительный шум из-за удара звена цепи при входе в

зацепление, особенно при малом числе зубьев звездочек и большом шаге;

90