Общие сведения. Для передачи движения на большие расстояния (до 10 м) различных отраслях машиностроения широко используют передачи

РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ

Для передачи движения на большие расстояния (до 10 м) различных отраслях машиностроения широко используют передачи, в которых усилие от ведущего звена к ведомому передается с помощью гибкого звена или связи в виде ремня, цепи, каната и т. п. В зависимости от типа гибкого звена различают передачи ременные, цепные и т. п.

Передачи с гибкими связями используют в машиностроении как силовые (для мощностей до 100 кВт, передаточных отношений до 10, при окружных скоростях до 50 м/с), а также в приборах и аппаратах – в качестве кинематических.

Передачи с жесткими звеньями могут передавать движение как за счет сил трения (фрикционные передачи), так и путем зацепления (зубчатые и др. передачи). Их применяют в широком диапазоне мощностей и скоростей движения. По сравнению с передачами гибкой связью они имеют меньшие габариты, высокую надежность и КПД, большую нагрузочную способность.

Ременная передача (рисунок 8.1) состоит из ведущего 1 и ведомого 2 шкивов, связанных между собой ремнем 3, и натяжного устройства 4, которое создает необходимое контактное давление между ремнем и шкивами и обеспечивает передачу энергии за счет сил трения. Иногда требуемое начальное натяжение ремня создается при монтаже передачи (без натяжного устройства).

В механических приводах ременная передача используется чаще всего как понижающая передача. Передаваемая мощность до 50 кВт, окружные скорости до 40 – 50 м/с, максимальное передаточное отношение U_max = 5 – 6 для передач без натяжного ролика и u_max = 6 – 10 для передач с натяжным роликом, допускают кратковременную перегрузку до 200%.

Основные достоинства ременных передач:

1. Простота конструкции.

2. Сравнительно малая стоимость.

3. Способность передавать вращательное движение на большие расстояния и работать на высоких скоростях.

4. Плавность и бесшумность работы.

5. Малая чувствительность к толчкам и ударам, а также к перегрузкам, способность пробуксовывать.

Основные недостатки:

1. Невысокая долговечность ремня.

2. Большие радиальные габариты.

3. Значительные нагрузки на валы и опоры.

4. Непостоянство передаточного отношения u.

Рисунок 8.1 – Схема ременной передачи (а) и сечения ремней:

б – плоского;

в – круглого;

г – клинового;

д – поликлинового

Ремни и шкивы. По форме сечения различают плоско-, кругло- и клиноременные передачи (рисунок 8.1).

Ремни должны обладать достаточно высокой прочностью при действии переменных нагрузок, иметь высокий коэффициент трения при движении по шкиву и высокую износостойкость.

Плоские ремни имеют прямоугольное сечение (рисунок 8.1, б), применяются в машинах, которые должны быть устойчивы к вибрациям (например, высокоточные станки). Их получают соединением (накладкой, склеиванием, сшиванием) концов полос ткани (прорезиненной, хлопчатобумажной, шерстяной, капроновой и др.) или кожи.

Промышленность изготавливает прорезиненные ремни трех сечений: сечение А – нарезное, применяется наиболее часто, скорость ремня до 30 м/с; сечение Б – послойно завернутое, используется для тяжелых условий работы при скоростях до 20 м/с; сечение В – спирально завернутое, применяется при малых нагрузках и скоростях до 15 м/с, обеспечивает повышенную износостойкость кромок. Широкое применение получают бесшовные (бесконечные) ремни из пластмасс на основе полиамидных смол, пронизанные кордом из капрона, лавсана и др. Такие ремни имеют более высокую прочность и быстроходность (до 50...75 м/с).

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

Клиновые ремни (рисунок 8.2), применяют наиболее часто, имеют большую долговечность и тяговую способность по сравнению с плоскими, могут передавать вращение на несколько валов одновременно, допускают u_max = 8 – 10 без натяжного ролика.

а) б)

Рисунок 8.2 – Клиновые ремни

Однако передачи с клиновыми ремнями имеют меньшую быстроходность (скорость до 25 м/с), КПД ниже на 1 – 2%. Их можно применять лишь в открытых передачах. Они состоят из кордотканевого слоя 1 (корда, размещенного в нескольких слоях вискозной или капроновой ткани), работающего на растяжение, и резинового (или резинотканевого) слоя 2, работающего на сжатие (рисунок 8.2, а). Эти слои связаны оберткой 3 из нескольких слоев диагонально намотанной прорезиненной ткани.

Применяют также ремни с кордошнуровым несущим слоем, состоящим из одного слоя кордошнура 1 толщиной 1,6 – 1,7 мм, заключенного в слой резины 2 (рисунок 8.2, б). Такие ремни имеют большую гибкость и используются при меньших диаметрах шкивов и больших скоростях по сравнению с кордотканевыми ремнями.

Большую гибкость и нагрузочную способность имеют кордошнуровые ремни, у которых верхний растягиваемый слой состоит из одного ряда анидных шнуров (намотанных по винтовой линии), заключенных в слой мягкой резины.

а) б)

Рисунок 8.3 – Сечения клиновых ремней

Клиновые ремни изготовляют бесконечными с углом клина = 40° и отношением большего основания трапециевидного сечения к высоте (нормальные ремни) и (узкие ремни). Размеры поперечного сечения (обозначаются О, А, Б, В, Г, Д, Е по мере увеличения площади, рисунок 8.3, а) и длина нормальных ремней определены ГОСТ 12841-80.

Узкие ремни передают в 1,5 – 2 раза большие мощности, чем нормальные ремни, и допускают работу при скорости 50 м/с. Это дает возможность уменьшить число ремней в комплекте и ширину шкивов. Четыре сечения этих ремней УО, УА, УБ, УВ (рисунок 8.3, 6) полностью заменяют семь сечений нормальных ремней.

Получили распространение поликлиновые ремни (рисунок 8.1, д) свысокопрочным полиэфирным кордом, также работающие на шкиве с клиновыми канавками. При одинаковой мощности ширина такого ремня в 1,5 – 2 раза меньше ширины комплекта нормальных ремней. Благодаря высокой гибкости допускается применение шкивов меньшего диаметра, чем в обычной клиноременной передаче, большая быстроходность (до 40 – 50 м/с) и большие передаточные отношения.

Шкивы. Их изготавливают из чугуна СЧ10 и СЧ15, легких сплавов и пластмасс при работе передачи с небольшими скоростями и из сталей (25Л, 15 и др.) при окружных скоростях свыше 30 м/с.

Форма обода (рисунок 8.1)зависит от профиля ремня. Шкивы плоскоременных передач могут иметь внешнюю поверхность, цилиндрическую, выпуклую и цилиндрическую с краями в форме конусов. Последние уменьшают сползание ремня со шкива в процессе работы, особенно при наличии непараллельности осей валов.

Профиль канавок шкивов клиновых ремней выполняют по ГОСТ 20898-75. Он определяется сечением ремня и диаметром шкива, так как при изгибе ремня вокруг шкива его сечение искажается по сравнению с исходным.