Ременные передачи – Основы проектирования

Классификация ременных передач.

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи бывают: плоскоременные; клиноременные; круглоременные и поликлиноременные. Разновидностью ременных передач является зубчатоременная передача, работающая по принципу зацепления.

В современном машиностроении наибольшее распространение имеют клиновые ремни. Только при малых мощностях (в приборах, машинах домашнего обихода и т.п.) применяют круглые ремни.

Гладкие ремни для лучшего сцепления со шкивами должны иметь высокий коэффициент трения в паре с материалом шкива, обладать высокой прочностью в условиях знакопеременных напряжений и износостойкостью. Они изготавливаются стальными, кожаными, хлопчатобумажными или хлопчатобумажными прорезиненными, из пластмасс на основе полиамидных смол, армированных кордом из капрона, лавсана и др. По конструкции они бывают плоскими, клиновыми, поли- клиновыми и круглыми.

Зубчатые бесконечные плоские ремни отличаются наличием выступов на внутренней поверхности. Они изготавливаются из резины или полиуретанового каучука, армированными стальным тросом или тросом из стекловолокна (рис. 5.5).

В приборах в качестве гибких звеньев часто применяют ленты из высокоуглеродистых инструментальных и пружинных сталей.

Шкивы для передач зубчатыми ремнями выполняют с зубьями трапециевидного сечения с углом 2(3 = 50° (рис. 5.5). Минимальное число зубьев — 16—20.

Зацепление зубчатого ремня со шкивом

Рис. 5.5.Зацепление зубчатого ремня со шкивом

Ременные передачи

Общие сведения. Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связью. Состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых ремнем (рис. 25). Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего.

Геометрические параметры ременной передачи

Рис. 25. Геометрические параметры ременной передачи

Область применения ременных передач. Ременные передачи применяют в большинстве случаев для передачи движения от электродвигателя, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число не строго постоянным (в приводах станков, транспортеров, дорожных и строительных машин и т.п.).

Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 кВт и в редких случаях достигает 1500 кВт. Скорость ремня и = 5 … 50 м/с, а в сверхскоростных передачах может доходить до 100 м/с.

Ограничение мощности и нижнего предела скорости вызвано большими габаритами передачи. В сочетании с другими передачами ременную передачу применяют на быстроходных ступенях привода.

Классификация ременных передач. В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи (рис. 26) бывают:

  • 1) плоскоременные (рис. 26, а),
  • 2) клиноременные (рис. 26, б),
  • 3) круглоременные (рис. 26, в),
  • 4) поликлиноременные (рис. 26, г).

В современном машиностроении наибольшее применение имеют клиновые и поликлиновые ремни. Передача с круглым ремнем имеет ограниченное применение (швейные машины, настольные станки, приборы).

По расположению валов в пространстве:

  • 1) передачи с параллельными валами: открытые (рис. 27а), перекрестные (рис. 276);
  • 2) передачи со скрещивающимися валами – полуперекрестные (рис. 27в);

3) передачи с пересекающимися осями валов – угловые (рис. 21 г).

Разновидностью ременной передачи является зубчато-ременная, передающая нагрузку путем зацепления ремня со шкивами.

Формы поперечного сечения ремня

Рис. 26. Формы поперечного сечения ремня

Схемы расположения валов ременных передач

Рис. 27. Схемы расположения валов ременных передач

Достоинства ременных передач:

  • 1. Простота конструкции и малая стоимость.
  • 2. Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 м).
  • 3. Плавность и бесшумность работы.
  • 4. Смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня.

Недостатки ременных передач:

  • 1. Большие габаритные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей.
  • 2. Малая долговечность ремня в быстроходных передачах.
  • 3. Большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня.
  • 4. Непостоянное передаточное число из-за неизбежного упругого проскальзывания ремня.
  • 5. Неприменимость во взрывоопасных местах вследствие электризации ремня.

Материалы ремней должны обладать достаточной прочностью, износостойкостью, эластичностью, долговечностью и иметь низкую стоимость. Плоскоременная передача имеет простую конструкцию и вследствие большой гибкости ремня обладает повышенной долговечностью. Эта передача рекомендуется при больших межосевых расстояниях (до 15 м) и высоких скоростях (до 100 м/с). Для плоскоременной передачи применяют следующие ремни:

  • 1) кордошнуровые прорезиненные (рис. 28) – большой диапазон мощностей и о < 35м/с;
  • 2) синтетические тканые (из капроновой ткани, покрытой полиамидной пленкой с высоким коэффициентом трения) – в быстроходных и сверхбыстроходных передачах из-за малой массы при v < 100 м/с;

Кордошнуровый прорезиненный ремень

Рис. 28. Кордошнуровый прорезиненный ремень:

  • 1 — корд, 2 -резина, 3 – тканевая обертка
  • 3) текстильные ремни – хлопчатобумажные и шерстяные – обладают низкой тяговой способностью и долговечностью, поэтому не находят широкого применения;
  • 4) кожаные – обладают высокой тяговой способностью и долговечностью; их применяют для передачи переменных и ударных нагрузок, дефицитны, концы ремней соединяют путем склеивания, сшивания, скрепления.

Клиноременная передача благодаря повышенному сцеплению ремня и шкива передает большую мощность, допускает меньший угол обхвата на малом шкиве, следовательно, может иметь по сравнению с плоскоременной передачей меньшее межосевое расстояние. Долговечность клиновых ремней меньше. Из-за их высоты большие потери на трение и деформации изгиба. Клиновые ремни бывают двух типов:

  • 1) кордтканевые (рис. 29а);
  • 2) кордшнуровые (рис. 296).

Кордтканевые ремни более долговечны, но в передачах с малыми диаметрами шкивов применяют кордшнуровые ремни.

Все клиновые ремни в сечении имеют форму трапеции с углом профиля 400. Поликлиновые ремни (рис. 29в) сочетают достоинства плоских и клиновых ремней. Благодаря высокой гибкости они допускают применение шкивов малых диаметров, могут работать при ц < 40 м/с.

Виды клиновых ремней

Рис. 29. Виды клиновых ремней

Зубчато-ременные передачи. Зубчатые ремни представляют собой ленту с зубьями на внутренней поверхности. Они состоят из стальных тросов и эластичного материала – резины или пластмассы. Зубья ремня имеют форму трапеции. Передача движения происходит не за счет силы трения, а зацеплением зубьев. Поэтому в зубчатоременных передачах отсутствует скольжение ремня, и обеспечивается постоянство передаточного отношения. В такой передаче уменьшается влияние межосевого расстояния на тяговую способность, что снижает габариты передачи. Мощность, передаваемая зубчатым ремнем до 100 кВт, при о < 60 м/с.

Геометрические соотношения в ременной передаче.

  • 1. Межосевое расстояние а определяется конструкцией привода:
    • – для плоскоременных передач

Ременные передачи - Основы проектирования

– для клиноременных и поликлиноременных передач

Ременные передачи - Основы проектирования

где dwd2 диаметры шкивов; h – высота сечения ремня.

2. Расчетная длина ремня L равна сумме длин прямолинейных участков и дуг обхвата шкивов

Ременные передачи - Основы проектирования

При наличии сшивки длину ремня увеличивают на L = 100- 400 мм.

3. Угол обхвата ремнем малого шкива ai!

Ременные передачи - Основы проектирования

Для плоскоременной передачи [ai] > 150°, для клиноременной и поликлиноременной [оц] > 120°.

Силы в передаче. Передаточное отношение. Для создания трения между ремнем и шкивом ремню после установки создают предварительное натяжение Fo (рис. 30а). После приложения основной нагрузки происходит перераспределение натяжений в ветвях ремня. Ветвь, набегающая на ведущий шкив (ведущая), натягивается (F), натяжение в ведомой ветви уменьшается (F2) (рис. 306). Силы натяжения ветвей ремня Fn (рис. 31) нагружают валы и подшипники, что является недостатком ременных передач.

В ременной передаче возникают два вида скольжения: упругое и буксование. Упругое скольжение неизбежно при нормальной работе передачи. В процессе работы напряжение ремня на ведущем шкиве падает, ремень укорачивается и отстает от шкива. Возникает упругое скольжение. На ведомом шкиве натяжение ремня падает, и тоже возникает упругое скольжение в результате разности натяжений ведущей и ведомой ветви. По мере роста окружной силы Ft =2T/d ремень начинает скользить по всей длине дуги обхвата, т.е. по всей поверхности касания ремня с ведущим шкивом, он буксует. Ведомый шкив при этом останавливается, КПД падает до нуля. Упругое

Vi — Vo

скольжение характеризуется коэффициентом скольжения = —,

V1

который представляет собой потерю скорости на шкивах, а, следовательно, непостоянство передаточного отношения. Поэтому передаточное число ременной передачи определяется по формуле
Силы в ветвях ремня

Ременные передачи - Основы проектирования

Рис. 30. Силы в ветвях ремня

Схема для определения нагрузки на валы

Рис. 31. Схема для определения нагрузки на валы

Напряжения в ремне. При работе ременной передачи напряжения по длине ремня распределяются неравномерно. При огибании шкивов в ремне возникают напряжения изгиба аи (рис. 32). Волокна ремня на его внешней стороне растягиваются. Максимальное напряжение изгиба возникает в поперечном сечении ремня при его набегании на ведущий шкив. Чем меньше диаметр шкива и больше высота ремня, тем большие напряжения возникают, тем менее долговечен ремень. На практике рекомендуют отношение толщины ремня к диаметру шкива d в пределах 1/25 – 1/30.

К изгибу ремня на шкиве

Рис. 32. К изгибу ремня на шкиве

Гибкие материалы:  Откатные ворота Жалюзи - фото и описание в каталоге Grand Line на официальном сайте

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *