Контрольные вопросы
1. В чем преимущества и недостатки фрикционных передач? Назовите области их применения.
По каким напряжениям рассчитывают фрикционные передачи?
3. Почему именно фрикционные передачи хорошо подходят для создания вариаторов?
4. От каких параметров зависит передаточное число фрикционной передачи?
Какие материалы и допускаемые напряжения характерны для фрикционных передач?
4.3. Ременные передачи
Ременная передача – фрикционная передача (нагрузка передается силами трения) с помощью гибкой связи (упругого ремня).
Ременная передача применяется для соединения валов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (рис. 4.7).
Рис. 4.7. Схема ременной передачи:
α – угол обхвата шкива; D – диаметр шкива; n – частота вращения шкива;
a – межосевое расстояние
Достоинства ременных передач:
– смягчает толчки и удары – может демпфировать колебания;
– может служить предохранительным звеном при перегрузках;
– может использоваться для бесступенчатой регулировки скорости;
– дает возможность передачи движения на значительные расстояния (до 15 м и более).
Недостатки ременных передач:
– большие габаритные размеры;
– невозможность обеспечить постоянство передаточного отношения;
– долговечность ремня недостаточна;
– значительные нагрузки на опоры, особенно у плоскоременных передач.
Классификация ременных передач
В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи делятся на плоскоременные (рис. 4.8, а), клиноременные (рис. 4.8, б), поликлиновые (рис. 4.8, в) и с круглым ремнем (рис. 4.8, г).
По расположению валов в пространстве различают
– передачи с параллельными валами: открытые (рис. 4.9, а), перекрестные (рис. 4.9, б);
передачи со скрещивающимися валами – полу перекрестные (рис. 4.9, в);
передачи с пересекающимися осями валов – угловые (рис. 4.9, г).
Рис. 4.8. Типы ременных передач:
а – плоскоременная; б – клиноременная;
в – поликлиновая; г – с круглым ремнем
Рис. 4.9. Ременные передачи:
а – открытая; б – перекрестная; в – полу перекрестная;
г – угловая; д – открытая с натяжным устройством
Клиноременную передачу в основном применяют как открытую (см. рис. 4.9, а).
Предварительное натяжение ремня необходимо для нормальной работы передачи. Натяжение ремня может создаться за счет перемещения одного из шкивов, за счет натяжных роликов (рис. 4.9, д) или 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.
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 зависимости для открытой передачи (см. рис. 4.7).
Межосевое расстояние передачи плоским ремнем
a ≥ 1,5(D1 + D2). (4.35)
Межосевое расстояние передачи клиновым ремнем
a ≥ 0,55(D1 + D2) + 3δ, (4.36)
где δ – высота (толщина) ремня.
Расчетная длина ремня
.
(4.37)
Межосевое расстояние для данных длины ремня и диаметра шкивов
.
(4.38)
Угол обхвата на малом шкиве
.
(4.39)
Передаточное число
,
(4.40)
где ε – коэффициент скольжения в передаче, при нормальной работе
ε = 0,01 ... 0,02):
.
(4.41)
Силы и напряжения в ремнях показаны на рис. 4.10.
Рис. 4.10. Схема сил натяжения в ремнях
Сумма натяжений в ветвях ремня сохраняется постоянной (теорема Понселе):
F1 + F2 = 2F0, (4.42)
где F0 – сила предварительного натяжения.