3.2.4. Ременные передачи

Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов, соединенных ремнем, надетым на шкивы с натяжением (рис.3.19а). Вращение ведущего шкива передается к ведомому благодаря трению, имеющему место между шкивами и приводным ремнем. Передача дает возможность передавать вращение между валами, расположенными на значительном расстоянии, характеризуется плавностью и бесшумностью работы, высоким коэффициентом полезного действия до 0,96.

По типу ремней передачи различаются

– с плоскими ремнями (рис. 3.19б);

– с клиновыми нормального сечения, узкими и широкими, поликлиновыми (рис.3.19в);

– с зубчатыми ремнями (рис. 3.19г).

Зубчатые ремни устанавливают без предварительного натяжения. Они работают бесшумно и обеспечивают постоянное передаточное отношение.

Ремни изготавливают из прорезиненных тканей, с высокопрочным шнуровым кордом, кожаные.

Шкивы изготавливают из чугуна, стали, легких сплавов, пластмасс, дерева.

Кинематика, геометрия и силы в ременных передачах

Параметры передачи: α₁, α₂ – углы обхвата шкива ремнем; a – межосевое расстояние; β₁, β₂ – дуги, на которых наблюдается скольжение.

На рис. 3.19д показаны ведущий шкив 4 и ведомый 2. При работе передачи в ведущей ветви ремня 3 возникает большая сила F₁,чем F₂ в ведомой ветви. Вследствие этого деформация ремня на подходе к шкиву 4 больше, чем на сходе. Изменение деформации происходит за счет проскальзывания ремня на дуге β₁. Поэтому в ременных передачах наблюдается упругое скольжение ремня относительно шкивов.

Окружные скорости шкивов равны

; ,

где n₁, n₂ – частоты вращения шкивов.

Они связаны между собой соотношением

,

где = 0,01…0,02 – коэффициент упругого скольжения.

Передаточное отношение i = n₁/n2 выбирают равным не более 4-5 (i = d₂/d₁(1-)).

Геометрия передачи

Диаметр меньшего шкива плоскоременной передачи принимают равным

,

где P₁ – мощность, кВт.

Угол обхвата ремнем меньшего шкива

Рекомендуется принимать для плоскоременной передачи и для клиноременной.

Длина ремней передачи равна

.

Она принимается равной стандартной.

Силы

Окружная сила равна разности натяжений ветвей ремня

F_t = F₁-F₂.

Предварительное натяжение ремня равно

,

где A – площадь поперечного сечения ремня;

– напряжение при предварительном натяжении ремня, принимаемое 2 МПа для плоских, 1,2...1,5 МПа для клиновых ремней.

Силы натяжения ветвей ремня при работе передачи без учета центробежных сил равны

, ,

где q = e^fβ – величина, определяемая из решения Эйлера для нити, скользящей по цилиндру;

β – угол скольжения, принимается равным 0,7 угла обхвата α.

Напряжение в ремне

В поперечных сечениях ветвей ремня возникают нормальные напряжения:

– связанные с усилиями натяжения

;

– от изгиба ремня на дуге обхвата

где E = 200…600 МПа – модуль упругости;

δ – толщина ремня;

– от центробежной силы

,

где – плотность материала ремня;

υ – линейная скорость ремня.

Максимальное напряжение возникает в ведущей ветви ремня. Оно равно сумме трех составляющих.

Допускаемое напряжение принимается равным

,

где a = 2…3 МПа, w = 10…17 МПа.