Детали машин





Характеристика ременных передач разных типов



Плоскоременные передачи

Плоскоременные передачи применяют при скорости от 5 до 100 м/сек для передачи мощности до 50 кВт и передаточном числе i <6.
Как правило, применяются следующие типы ремней:

1. Тканевые прорезиненные (ОСТ 38.05.98.76) шириной 20...1200 мм и толщиной 3...13,5 мм при скорости до 30 м/с (см. рис. 1а) .
Данный тип ремней выпускается конечной длины и поставляется в рулонах, из которых отрезают ремень необходимой длины (с запасом на сшивку). Изготовляются из нескольких (от 2 до 9) слоев технических тканей БКНЛ-65, БКНЛ-65-2 или бельтингов Б-800, Б-820, соединенных резиной, с последующей вулканизацией. Такие передачи передают любые нагрузки.

типы плоских ремней и шкивов плоскоременных передач

2. Синтетические (капроновые) бесконечные (по ТУ 17-21-307-79) из ткани нескольких типов, пропитанные полиамидным раствором, шириной 10...100 мм, длиной 250...3350 мм и толщиной 0,5...1,0 мм; допустимая скорость до 75 м/сек, передаваемые нагрузки - малые и средние (см. рис. 1б).

3. Кожаные (ГОСТ 18697-73) шириной 10...560 мм, толщиной 3...6 (одинарные) и 7,5...10 мм (двойные склеенные). Применяются для малых и средних нагрузок при скорости до 40 м/сек.

4. Хлопчатобумажные цельнотканые (ГОСТ 6982-75), пропитанные сплавом СП-1 и озокеритовой композицией (см. рис. 1в).
Применяются при малых и средних нагрузках и скорости до 25 м/сек.
Изготовляются четырех-, шести- и восьмислойные толщиной соответственно 4,5; 6,5 и 8,5 мм и шириной 30...100, 50...150 и 100...250 мм для шкивов минимальным диаметром 140, 200 и 300 мм.
Хлопчатобумажные бесконечные длиной до 10 мм для высокоскоростных передач.
Выпускаются двух типов:
прошивные прорезиненные четырех-, шести- и восьмислойные шириной от 20 до 135 мм;
тканые полульняные двухслойные толщиной 1,75 мм и шириной 15...55 мм.

Способы соединения концов ремней конечной длины:

1. Склеивание прорезиненных ремней. Концы ремня расслаивают и срезают ступеньками длиной около 0,6 ширины ремня каждая и склеивают резиновым клеем с последующим прикатыванием роликом и вулканизацией.

2. Склеивание кожаных ремней. Концы ремня срезают под острым углом по ходу ремня на длине от 100 мм (при малой ширине) до 175 мм (при ширине свыше 150 мм).
Клей для кожи должен оставаться эластичным после высыхания. Соединяемые концы прикатывают роликом, зажимают между двух пластин и просушивают.

3. Сшивка сыромятными ремешками или жильной струной. Ведется внахлестку, с накладкой (при скорости меньше 10 м/сек) или встык (при скоростях менее 20 м/сек). Отверстия в ремне пробивают пробойником, а в тканых ремнях прокалывают шилом в шахматном порядке в два или более ряда. Концы ремня в месте стыка для предохранения от растрескивания прошивают тонкой жилой.

4. Соединение металлическими соединителями двух типов:

  • жесткими при скорости <10-15 м/сек и значительных диаметрах шкивов с помощью скрепок, скобок, заклепок, накладок с винтами и др.;
  • шарнирными при скорости <15-25 м/сек с помощью проволочных крючков, соединяемых металлическими или жильными стержнями, и спиралей.

Шкивы для плоскоременных передач изготавливают литыми, кованными, штампованными, сварными цельными или сборными. Наибольшее распространение получили литые шкивы из чугуна марки СЧ15, которые применяют при скоростях не более 30 м/сек.
Стальные литые или сварные шкивы допускают скорости до 60 м/сек.
Для снижения центробежных сил при высоких скоростях применяют шкивы из алюминиевых сплавов и пластмасс (текстолит, волокнит).

Для предотвращения сползания ремня поверхность ведомого шкива делают выпуклой, а ведущего - цилиндрической (рис. 1г, д). При скоростях более 25 м/сек оба шкива делают выпуклыми. Значение выпуклости зависит от диаметра шкива и принимается по справочным таблицам.

***

Клиноременная передача

Клиновые ремни имеют трапециевидное поперечное сечение (рис. 2а, б). Ремни работают на шкивах с канавками соответствующего ремню профиля.
характеристика ременных передач Профили ремней и канавок шкивов имеют контакт только по боковым (рабочим) поверхностям ремней и боковым граням канавок шкивов. Между внутренней поверхностью ремня и дном канавки шкива должен быть зазор.

В передаче часто применяют несколько клиновых ремней (комплект).

Клиновые ремни выполняются бесконечными прорезиненными, трапецеидальной формы с несущим слоем в виде нескольких слоев корда, ткани или шнура. В зависимости от соотношения ширины и высоты ремни изготовляют трех типов: нормального, узкого и широкого, применяемого в бесступенчатых передачах (вариаторах) по ГОСТ 24848.1-81 и ГОСТ 24848.3-81.

Стандартизированы следующие расчетные (по нейтральной линии) длины ремней: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000,. 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10 000, 11200, 12 500, 14 000, 16 000, 18 000.

Шкивы имеют в ободе канавки под клиновой ремень. Угол канавок варьируется в диапазоне от 34° до 40° и зависит от диаметра шкива.

Чаще всего шкивы для клиноременных и поликлиноременных передач изготавливают точеными или литыми (шкивы большого диаметра). Материал шкивов - чугун, сталь, алюминиевые сплавы. Для уменьшения износа ремня боковые (рабочие) поверхности канавок шкива полируют.

Диаметр d цилиндра, на котором расположен нейтральный слой надетого на шкив ремня, называют расчетным диаметром шкива (см. рис. 3а).

Достоинством клиноременных передач по сравнению с передачами плоским ремнем является то, что благодаря повышенному (до трех раз) сцеплению ремня со шкивами, обусловленному эффектом клина, они могут передавать большую мощность, допускают меньший угол обхвата на малом шкиве, а следовательно, допускают меньшее межосевое расстояние а.
Клиноременная передача со шкивами специальной конструкции допускает бесступенчатое регулирование скорости (ременные вариаторы).

Недостатками являются большие напряжения изгиба вследствие значительной высоты ремня, большие потери на внешнее и внутреннее трение, большая стоимость изготовления шкивов и неодинаковая работа ремней в комплекте вследствие отклонений в их длине.

Передачи клиновыми ремнями рекомендуют применять при малых межосевых расстояниях, больших передаточных числах, вертикальном расположении осей валов. Их можно встретить в приводах станков, промышленных установок, вентиляторов, в транспортных, дорожно-строительных и сельскохозяйственных машинах.
Клиновые передачи применяют для мощностей до 200 кВт.

***

Поликлиноременная передача

Поликлиновые ремни - бесконечные плоские ремни с продольными ребрами – клиньями, входящими в кольцевые клиновые канавки на шкивах (рис. 2в). В поликлиновых ремнях корд из высокопрочного полиэфирного шнура расположен в тонкой плоской части.
Резина над кордом и по ребрам ремня защищена оберткой.
Выпускают также ремни без обертки, обеспечивающие коэффициент трения в 2 раза выше, чем при наличии обертки, что увеличивает тяговую способность, позволяет снижать предварительное натяжение.

конструкции шкивов ременных передач

Изготовляют поликлиновые ремни трех сечений (в порядке увеличения высоты H ремня, высоты h ребра, шага р):    К, Л и М.
Размер δ определяет положение нейтрального слоя.

Шкивы для поликлиновых ремней изготавливают аналогично шкивам для клиноременных передач (см. рис. 3б).


Достоинства и недостатки поликлиновых ремней

Поликлиновые ремни сочетают достоинства ремней плоских (гибкость) и клиновых (высокая тяговая способность). Благодаря высокой гибкости допускают применение шкивов малых диаметров.
Поликлиновые ремни могут работать при скоростях до 65 м/сек.

Рабочая поверхность расположена по всей ширине ремня, что обусловливает высокую нагрузочную способность: при одинаковой передаваемой мощности ширина b поликлинового ремня существенно меньше ширины комплекта клиновых ремней нормальных сечений.
Поликлиновую передачу применяют при мощностях до 1000кВт.
Малая масса ремня способствует снижению уровня его колебаний.

К недостаткам поликлиноременных передач относится высокая чувствительность к относительному осевому смещению шкивов и отклонению от параллельности осей валов.

***



Зубчатоременная передача

Зубчатые ремни выполняют плоскими с поперечными зубьями на внутренней поверхности (рис. 3). При работе передачи зубья ремня входят во впадины соответствующего профиля на шкивах.
Передача зубчатым ремнем работает по принципу зацепления.

Зубчатое зацепление ремня со шкивом устраняет скольжение и необходимость в большом предварительном натяжении, уменьшает влияние угла обхвата (межосевого расстояния) на тяговую способность, что позволяет уменьшить габариты передачи и реализовать большие передаточные числа.

характеристика зубчатоременной передачи

В соответствии с ОСТ 38 05246-81 ремни изготовляются замкнутой длины из неопрена или полиуретана и армируются металлическим тросом.
Зубья ремней имеют трапецеидальную или полукруглую форму.
Во избежание схода ремня шкивы имеют по одному ограничительному диску с разных сторон либо малый шкив имеет два диска с обеих сторон.


Достоинства передач зубчатым ремнем

  • Постоянное передаточное число.
  • Малое межосевое расстояние.
  • Небольшие нагрузки на валы и подшипники.
  • Большое передаточное число (i <12).
  • Низкий уровень шума и отсутствие динамических нагрузок вследствие эластичности ремня и упругости зубьев.

Недостатки передач зубчатым ремнем

  • Сравнительно высокая стоимость.
  • Чувствительность к отклонению от параллельности осей валов.

Передачу зубчатым ремнем применяют как в высоконагруженных передачах (например, кузнечно-прессовое оборудование), используя ее высокую тяговую способность, так и в передачах точных перемещений (в связи с постоянством передаточного числа): приводы печатающих устройств ЭВМ, киносъемочная аппаратура, робототехника и др.

Мощность, передаваемая зубчатым ремнем, до 100кВт;   скорость ремня - до 60м/сек;   КПД передачи η = 0,94...0,98.
В зависимости от способа изготовления зубчатые ремни выпускают двух видов: сборочные и литьевые.

***

Круглоременная передача

Круглоременная передача применяется для передачи малых мощностей. В таком типе передач применяют кожаные, хлопчатобумажные, текстильные или прорезиненные ремни диаметром 4...8 мм.
Шкив имеет канавку полукруглой или клиновидной формы с углом 40°.

***

Рекомендации по конструированию ременных передач

1. Для удобства надевания и замены ремней шкивы передач должны быть установлены консольно – на концы валов и как можно ближе к опоре (для уменьшения момента, изгибающего вал).

конструирование ременных передач

2. Для создания предварительного натяжения ремня и компенсации его удлинения при эксплуатации в конструкции ременной передачи должно быть предусмотрено устройство для натяжения ремня. Обычно это устройство используют и для установки нового ремня в передаче.

3. Рекомендуется ведомую ветвь передачи располагать сверху для увеличения угла обхвата α1 при провисании ремня. При установке натяжного ролика его следует располагать на ведомой ветви внутри контура передачи.

4. На поверхности обода шкивов плоскоременных передач, работающих со скоростью более 40 м/сек, необходимо протачивать кольцевые канавки для выхода из-под ремня воздуха, вовлекаемого в зазор между набегающей ветвью и шкивом и снижающего их сцепление.

5. Во избежание повышенного изнашивания ремней шероховатость рабочей поверхности шкива не должна быть больше Rа 2,5 мкм.

6. Клиновые ремни не должны выступать за пределы наружного диаметра шкивов, в противном случае кромки канавок быстро разрушат ремень.

***

Цепные передачи