Ременные передачи

1.Общие сведения.

Ременная передача – передача трением с гибкой связью.Она состоит из ведущего диаметром d₁, ведомого диаметром d₂ шкивов и ремня, надетого на шкивы с предварительным натяжением. Нагрузку передают силы трения между шкивами и ремнем.

В зависимости от формы поперечного сечения ремня бывают передачи:

• плоским ремнем, (обладает повышенной работоспособностью и долговечностью, применять при больших межосевых расстояниях – до 15 м или высоких скоростях ремня – до 100 м/с);

• клиновым ремнем, (реализует большие силы трения и уменьшает габариты);

• поликлиновым ремнем;

• круглым ремнем, предназначен для передач малой мощности. Скорость ремня до 30 м/с)

• зубчатым ремнем (принцип зацепления)

Ремни изготовляют из прорезиненных тканей или синтетических материалов

Достоинства:

1. Простота конструкции, эксплуатации и малая стоимость.

2. Возможность передачи движения на значительные расстояния.

3. Возможность работы с высокими частотами вращения.

4. Плавность и бесшумность работы вследствие эластичности ремня.

5. Смягчение вибрации и толчков вследствие упругости ремня.

6. Предохранение механизмов от перегрузок вследствие возможного проскальзывания ремня.

Недостатки:

1. Большие радиальные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей.

2. Малая долговечность ремня в быстроходных передачах.

3. Большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня, необходимость устройств для натяжения.

4. Непостоянное передаточное число вследствие неизбежного упругого скольжения ремня.

5. Чувствительность нагрузочной способности к наличию паров влаги и нефтепродуктов.

Применение: мощность передаваемая ременной передачей до 50 кВт, хотя может быть и до 2000 кВт и больше; скорость ремня (5…50) м/с, а в высокоскоростных 100 м/с и выше.

Межосевое расстояние (переменное, постоянное)

Длина ремня: L = 2 a + Д₁ + Д₂/a ;

где Д₁ = 0,5р(d₂ + d₁) ; Д₂ = 0,25р(d₂ - d₁)²;

Длину ремня можно определить с учетом угла между направлениями ведущей и ведомой ветвями ремня - :γ:

L = 2acos(γ/2) + 0,5π(d₂ + d₁) + 0,5γ(d₂ – d₁)

Межосевое расстояние зависит от вида ремня:

- с плоским ремнем а ≥ 2(d₁ + d₂)

- с клиновым ремнем a_min = 0,5p(d₁ + d₂); a_max = 2(d₁ + d₂)

Обычно a > a_min так как долговечность ремня тем меньше, чем короче ремень.

Угол обхвата ремнем малого шкива: δ₁ = 180^о- 57^о(d₂ – d₁)/а. (δ_1> 150^о; 110^о)

2.Силы в передаче.

Для создания трения между ремнем и шкивом ремню после установки на шкив создают предварительное натяжение силой F_o. (чем она больше , тем выше тяговая способность).При приложении рабочего вращающего момента Т₁ происходит перераспределение сил натяжения в ветвях ремня: ведущая ветвь (ВЩ) дополнительно натягивается до силы F₁,а натяжение ведомой ветви (ВМ) уменьшается до F₂.

Из условия равновесия моментов относительно оси вращения:

-Т₁ + F₁d₁/2 – F₂d₁/2 = 0, или F₁ – F₂ = F_t, где F_t = 2 10³ T₁/d₁

Общая геометрическая длина ремня неизменна. Упругое удлинение ведущей ветви (F₁ – F_o) компенсирует равное сокращение ведомой ветви

(F_o – F₂). Следовательно, насколько возрастает сила натяжения ведущей ветви ремня, настолько же снижается сила натяжения ведомой, т.е.

F₁ = F_o + ДF u F₂ = F_o – ДF или F₁ + F₂ = 2F_o.

Анализируя уравнения, получим F₁ = F_o + F_t/2 , F₂ = F_o – F_t/2.

При обегании ремнем шкивов на него действует центробежная сила, Н

F_ц = 10^-6с· А ·н, где А – площадь сечения ремня, мм²; с- плотность материала, кг/м³; н – скорость ремня, м/с. Сила отбрасывает ремень от шкива, понижая силы трения и нагрузочную способность передачи. Силы натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня: при передаче полезной нагрузки (F₁ + Fц ) и (F₂ + Fц ), на холостом ходу : (F_o + Fц).

3.Нагрузка на валы и подшипники.

В покое ветви ремня нагружены силами предварительного натяжения F_o. Сила действующая на валы в неработающей передаче :F_b = 2 F_osin(б₁/2)

При передаче ремнем полезной нагрузки и без учета центробежной силы имеем:

F_b =

(обычно сила F_b в 2 …3 раза больше окружной силы F_t , что является серьезным недостатком ременных передач