Ременные передачи. 
Исследование механизмов

Общие сведения. Ремни. Шкивы

Ременная передача обычно состоит из двух шкивов 1 и 2, соединенных между собой ремнем 3, и натяжного устройства 4,.

создающего контактные давления между ремнем и шкивами и обеспечивающего за счет сил трения передачу энергии. Чаще всего начальное натяжение создается при монтаже передачи (без натяжного устройства).

Обычно с помощью ремня передают движение между параллельными валами, вращающимися в одну сторону.

По форме сечения ремней различают плоско-, круглои клиноременные передачи.

Основные достоинства передач: простота конструкции, сравнительно малая стоимость, способность передавать вращательное движение на большие расстояния и работать с высокими скоростями, плавность работы и малый шум, малая чувствительность к толчкам, ударам и перегрузкам, отсутствие смазочной системы.

Основные недостатки: невысокая долговечность ремня, большие радиальные габариты, значительные нагрузки на валы и опоры, непостоянство передаточного отношения.

Передача используется как понижающая частоту вращения. Передаваемая мощность — до 50 кВт, окружная скорость — до 50 м/с, максимальное передаточное отношение 6 для передач без натяжного ролика и 10 для передач с натяжным роликом; допускаемая кратковременная перегрузка до 300%.

Ременную передачу применяют обычно в качестве быстроходной ступени привода, устанавливая ведущий шкив на вал двигателя. В этом случае ее габариты и масса оказываются сравнительно небольшими.

Конструкции ремней и шкивов. Ремни должны обладать достаточно высокой прочностью при действии переменных нагрузок, иметь большой коэффициент трения в контакте со шкивом и высокую износостойкость.

Плоские ремни имеют прямоугольное сечение и малую толщину. Их получают путем соединения (склеиванием, сшиванием) концов полос ткани (прорезиненной, хлопчато-бумажной, шерстяной, капроновой и др.), кожи и синтетических материалов.

Конструкция плоского ремня Ремни тканые толщиной 0,5 и 0,7 мм изготовляют из мешковых капроновых тканей просвечивающего переплетения. Их пропитывают раствором полиамида С-6 и покрывают пленкой на основе этого же полиамида, совмещенного с нитрильным каучуком. Растягивающую нагрузку в таких ремнях передают уточные нити ткани. Модуль упругости ремней Е = 1200−1370 МПа, напряжение начального натяжения ветвей у0 = 5−10 МПа.

Ремни кордошнуровые прорезиненные выполняют с анидным кордшнуром диаметром 1,1 мм, который располагают в слое резины по винтовой линии. Для обеспечения прочности конструкции на наружной и внутренней поверхностях ремня имеется ткань ОТ-40. Ремни применяют при окружной скорости до 35 м/с.

В промышленности применяют синтетические ремни фирмы «Хабасит» (Швейцария) толщиной 0,7−2,8 мм со склеенным стыком. По сравнению с ткаными эти ремни имеют большую (в три раза) прочность и допускают скорость до 100 м/с.

Плоские ремни из синтетических материалов получают преимущественное распространение в высокоскоростных приводах благодаря высокой прочности и большой долговечности (напряжения изгиба в тонких ремнях невелики), хорошему сцеплению ремня со шкивом (коэффициент трения f = 0,5−0,6) и высокой тяговой способности, а также высокой точности вращения.

Круглые ремни (кожаные, капроновые и др.) применяют в машинах малой мощности (швейных и бытовых машинах, настольных станках и др.).

Клиновые ремни в настоящее время используются наиболее широко. Они обеспечивают передачам большую тяговую способность и меньшие габариты по сравнении с плоскоременными передачами, могут передавать вращение на несколько валов одновременно, допускают передаточное отношение i = 6−8 без натяжного ролика. Однако они менее быстроходны (скорость до 30 м/с), имеют более низкий КПД (на 1−2%) и могут применяться лишь как открытые.

Конструкции клиновых ремней Клиновые ремни изготовляют бесконечными, слойной конструкции, имеющей несущий кордовый слой 1 (работает на растяжение), резиновый или резинотканевый слой 3 и обертку из прорезиненной ткани 2. Несущий слой на основе материалов из химических волокон (капрона, лавсана, вискозы, анида располагают в.

продольном направлении ремня на нейтральной поверхности для разгрузки его от напряжений изгиба.

Модуль упругости прочных химических волокон и несущего слоя существенно выше модуля упругости резины, поэтому этот слой воспринимает основную часть нагрузки.

Резиновые слои (подушки), расположенные над несущим слоем (в зоне растяжения) и под ним (в зоне сжатия), обеспечивают ремню требуемую форму и демпфирующие свойства. Обертка из прорезиненной ткани придает ремню каркасность, предохраняет внутренние элементы от внешних воздействий и повышает износостойкость.

Клиновые ремни выполняют с углом клина ц = 40° и отношением большего основания трапециевидного сечения к высоте b / h 1,6.

(нормальные ремни) и b / h 1, 2 (узкие ремни). Размеры поперечного сечения (обозначаются О, А, Б, В, Г, Д, Е по мере увеличения площади) и длина нормальных ремней определены ГОСТ 1284–80.

Получили распространение поликлиновые ремни с высокопрочным полиэфирным кордом в плоской части, также работающие на шкиве с клиновыми канавками. Рекомендуемое число ребер — от 2 до 20, допускаемое — 50. При одинаковой мощности ширина такого ремня в 1,5−2 раза меньше ширины комплекта обычных клиновых ремней. Благодаря высокой гибкости допускается применение шкивов меньшего диаметра, чем в клиноременной передаче, большая быстроходность (до 40−50 м/с) и большие передаточные отношения (до 15).

Шкивы. Их конструктивные формы определяются преимущественно их размерами (обычно наружным диаметром), типом передачи, видом производства (единичное, серийное, массовое), возможностями предприятияизготовителя.

Шкивы большого диаметра для облегчения выполняют с углублениями и отверстиями, а также с четырьмя-шестью спицами. Такие шкивы условно состоят из трех частей: обода (1) — части шкива, несущей ремень; ступицы (2) — части шкива, с помощью которой его соединяют с валом; спиц (3) (или диска), связывающих обод со ступицей.

Конструкция шкивов Шкивы изготовляют из чугуна марок СЧ 10 и СЧ 15, легких сплавов и пластмасс при работе передачи с небольшими скоростями и из сталей (25Л, 15 и др.) при окружных скоростях свыше 30 м/с.

Особенности монтажа и эксплуатации передач. Начальное натяжение оказывает существенное влияние на работоспособность передач, поэтому его необходимо контролировать. Обычно контроль начального натяжения осуществляют путем прикладывания небольшой поперечной нагрузки (например, груза с силой тяжести Fg = 10−50 Н) посередине ветви и измерения стрелы f провисания ремня под грузом. В этом случае сила начального натяжения.

F0 0,5Fg l* / f (l* - половина свободной длины ветви).