Геометрические и кинематические зависимости ременной передачи

УРОК №23

РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Ременная передача — фрикционная передача (нагрузка передаётся силами трения) с помощью гибкой связи (упругого ремня).

Ременная передача применяется для соединения валов, располо­женных на значительном расстоянии друг от друга (рис. 9.1).


Рис. 9.1. Схема для расчёта ременной передачи

Рис. 9.4. Силы натяжения


Рис. 9.2. Типы ременных передач:

А — плоскоременпая; б — клиноременная; в — поликлиновая; г — с круглым ремнём

Рис. 9.3. Ременные передачи:

А — открытая; б — перекрестная; в — полуперекрестная; г — уг­ловая; д — открытая с натяжным устройством

 

Классификация ременных передач

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи:

1) плоскоременные (рис. 9.2, а),

2) клиноременные (рис. 9.2, б),

3) поликлиновые (рис. 9.2, в)

4) с круглым ремнем (рис. 9.2, г).

По расположению валов в пространстве различают

1) передачи с параллельными валами:

· открытые (рис. 9.3, а),

· перекрёстные (рис. 9.3, б)\

2) передачи со скрещивающимися валами — полуперекрёстные (рис. 9.3, в);

3) передачи с пересекающимися осями валов — угловые (рис. 9.3, г).

По направлению вращения шкива:

1) с одинаковым направлением (открытые и полуоткрытые);

2) с противоположными направлениями (перекрёстные).

По способу создания натяжения ремня:

1) простые (см. рис. 6.1, а);

2) с натяжным роликом (см. рис. 6.1, д);

3) с натяжным устройством (см. рис. 6.2).

По конструкции шкивов:

1) с однорядными шкивами (см. рис. 6.1, а—д);

2) со ступенчатыми шкивами (см. рис. 6.1, е).

 

Клиноременную передачу в основном применяют как открытую (см. рис. 9.3, а).

Предварительное нажатие ремня необходимо для нормальной работы передачи. Натяжение ремня может создаться за счёт

1) перемещения одно­го из шкивов,

2) натяжных роликов (рис. 9.3, д)

3) установки двигателя на качающейся плите.

Клиноременная передача обладает большей тяговой способностью, требует меньшего натяжения, меньше нагружает опоры валов, допуска­ет меньшие углы обхвата, применима при больших передаточных отно­шениях и меньших межосевых расстояниях (табл. П10 Приложения).

Клиновые и поликлиновые ремни выполняют бесконечными и про­резиненными. Нагрузку несет корд или сложенная в несколько слоев ткань.

Клиновые ремни выпускают трех видов: нормального сечения, уз­кие и широкие. Широкие ремни предназначены для вариаторов.

Поликлиновые ремни — плоские ремни с высокопрочным кордом и внутренними продольными клиньями, входящими в канавки на шки­вах. Они более гибкие, чем клиновые, обеспечивают большее постоян­ство передаточного числа.

 

Геометрические и кинематические зависимости ременной передачи

Рассмотрим открытую передачу (см. рис. 9.1).

Межосевое расстояние передачи плоским ремнём а ≥ 1,5 (D1 + D2).

Межосевое расстояние передачи клиновым ремнём

где h — высота ремня.

Расчётная длина ремня

Межосевое расстояние в зависимости от длины ремня и диаметра шкивов

Угол обхвата на малом шкиве α=180° - 57°(D1 - D2)/a.

Передаточное отношение

где ε — коэффициент скольжения в передаче, при нормальной работе ε = 0,01...0,02.

Приближённо можно принимать

Силы натяжения в ремне

Сила натяжения ведущей ветви ремня (рис. 9.4) при передаче на­грузки

Сила натяжения ведомой ветви где Ft — передаваемая окружная сила.

Предварительное натяжение, создающее необходимые силы трения между шкивом и ремнём:

F0=σ0A,

где σ0 — напряжение от предварительного натяжения; для плоских ре­зинотканевых ремней σ0=1,8 МПа, для стандартных клиновых σ0= 1,2... 1,5 МПа.

При движении в ремне дополнительно возникает сила натяжения от центробежных сил Fv = ρAv (существенно влияет при скорости 20 м/с), где ρ — плотность материала ремня; А — площадь поперечного сечения ремня.

Таким образом, натяжения в ветвях ремня разные:

Напряжения в ремне

При работе на холостом ходу (без передачи нагрузки) обе ветви ремня натянуты одинаково. При передаче полезной нагрузки натяже­ния ветвей ремня меняются. Напряжение от предварительного натяжения

σ0=F0/A.

Полезное напряжение в ремне k= Ft/Aопределяется по передаваемой окружной силе. Значением k оценивают тяговую способ­ность передачи.

Напряжения в ведущей и ведомой ветвях при передаче нагрузки

При огибании ремнём шкивов в ремне возникают напряжения изгиба, зависящие от диаметров шкивов передачи.

На практике значение напряжения изгиба на малом шкиве ограничивается заданием минимального диаметра шкива Dmin.

При круговом движении ремня на каждый его элемент действуют элементарные центробежные силы, дополнительно растягивающие ре­мень; возникают напряжения σv.

Таким образом, при движении ремня напряжение в элементах рем­ня меняется (рис, 9.5).

Наибольшее значение напряжение имеет в момент набегания ремня на малый шкив, наименьшее — в момент набегания на больший шкив; это явление вызывает упругое скольжение ремня на шкивах.

При движении на ведущем шкиве ремень укорачивается, а на ведо­мом удлиняется, ремень скользит на шкиве.

Необходимо отличать упругое скольжение и буксование. Упругое скольжение имеет место при любой нагрузке, буксование — только при перегрузке.

Рис. 9.5. Напряжения в ремне при передаче полезной нагрузки

где δ — толщина ремня; Е — модуль упругости.