Клиноременная передача

В современных приводах клиноременная передача имеет преиму­щественное распространение.

Принципиальные основы конструкции. В этой передаче (см. рис. 12.1 и 12.17) ремень имеет клиновую форму поперечного сечения и располагается в соответствующих канавках шкива. В передаче может быть один или несколько ремней. Несколько тонких ремней применяют взамен одного толстого для уменьшения напряжения изгиба.

Форму канавки шкива выполняют так, чтобы между ее основа­нием и ремнем был зазор . При этом рабочими являются боко­вые поверхности ремня. В то же время ремень не должен выступать за пределы наружного диаметра шкива, так как в этом случае кромки канавок быстро разрушают ремень.

Расчетным диаметром ,шки­ва является диаметр окружности расположения центров тяжести поперечных сечений ремня или нейтрального слоя при изгибе - ширина . Все размеры, опреде­ляющие форму шкива, выбирают по соответству­ющим таблицам стандартов в за­висимости от размеров попереч­ного сечения ремня, которые так­же стандартизованы.

Применение клинового ремня позволило увеличить тяговую спосо­бность передачи путем повышения трения.

Клиновая форма ремня увеличивает его сцепление со шкивом примерно в три раза. Дальнейшему увеличению сцепления путем уменьшения угла препятствует появление самозаклинивания рем­ня в канавках шкива. При самозаклинивании ремень испытывает дополнительный перегиб на сбегающих ветвях (рис. 12.19) и быст­рей разрушается от усталости.

При определении угла профиля канавки шкива учитывают ниже­следующее. При изгибе на шкиве профиль ремня искажается: шири­на ремня в зоне растяжения уменьшается, а в зоне сжатия увеличи­вается. При этом угол профиля ремня уменьшается. Если ремень, деформированный таким образом, расположить в канавке шкива с углом, равным углу профиля недеформированного ремня, то давление на его боковые грани распределится неравномерно (рис. 12.20). Долговечность ремня в этом случае уменьшится. В целях выравнивания давления углы канавок делают меньше угла профиля ремня: чем меньше диаметр шкива, тем меньше угол канавки. По стандарту на размеры шкивов клиноременных передач канавки изготовляют с углами 34... 40⁰.

Значительное увеличение трения позволяет сохранить нагрузоч­ную способность клиноременной передачи при значительно мень­ших углах обхвата по сравнению с плоскоременной передачей.

Для лучшего использования возможностей клиноременной пе­редачи на практике рекомендуется принимать >120⁰ и в редких случаях до 70⁰. Малое значение допускаемых углов охвата позво­ляет строить клиноременные передачи с малыми межосевыми рас­стояниями и большими передаточными отношениями ,а также передавать мощность от одного ведущего шкива нескольким ведо­мым (рис. 12.21).

Конструкция клинового ремня должна обладать достаточной гибкостью для уменьшения напряжений изгиба и в то же время иметь значительную продольную и поперечную жесткость. Применяют ремни с различной структурой поперечного сечения.

Методика расчета передач. 1. Сечение ремня выбирают по графику, где область применения данного сечения расположена выше собственной линии и ограничена линией предыдущего сечения.

2. По графикам рис. определяют номиналь­ную мощность ,передавае­мую одним ремнем в условиях типовой передачи при =180°, =1, спокойной нагрузке, базо­вой длине ремня, среднем ресу­рсе (см. ниже). Расчет выполня­ют по диаметру малого шкива . При выборе диаметров из числа стандартных следует учи­тывать, что при меньших диаметрах уменьшаются габариты передачи, но увеличивается число ремней.

3. Определяют мощность , передаваемую одним ремнем в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи:

,

где - коэффициент угла обхвата.

- коэффициент длины ремня [косвенно учитывает частоту пробегов ].

- коэффициент передаточного отношения (рис. 12.28).

коэффициент режима нагрузки:

4. Выполняя расчет, учитыва­ют следующие рекомендации:

, ,

,

где - высота поперечного сече­ния ремня;

,

где мощность на ведущем валу передачи; - коэффициент числа ремней:

Чем больше число ремней, тем трудней получить их равномерную загрузку. Неизбежные погрешности размеров ремней и канавок шкивов приводят к тому, что ремни натягиваются различно, появляются дополнительные скольжения, износ и потеря мощности. Поэтому рекомендуют

6(8).

5. Определяют силу предварительного натяжения одного ремня:

.

Первый член формулы (12.32) следует из формулы для коэффициен­та тяги , где без учета корректирующих коэффициентов , а значение коэффициента тяги принято равным 0,6. Для передач с автоматическим натяжением (см. рис. 12.12) =0. При пери­одическом подтягивании ремня определяют по формуле (12.13), где =1250 кг/м³; - по ГОСТу (см. также табл. 12.2); - при расчетной частоте вращения.

6. По формуле (12.24) определяют силу, действующую на вал с учетом числа ремней и того, что сила нагружает вал только в статическом состоянии передачи.

Ресурс наработки по ГОСТ 1284.2 - 89 для эксплуатации при среднем режиме нагрузки (умеренные колебания, см. рекомендации, приведенные выше) =2000 ч. При других условиях

,

где - коэффициент режима нагрузки (см. выше); - коэф­фициент климатических условий: центральные зоны =1, зоны с холодным климатом = 0,15.

Параметрами оптимизации для клиноременной передачи являют­ся: 1) тип ремня (с учетом числа ремней); 2) диаметры шкивов (с учетом долговечности); 3) межосевое расстояние (с учетом числа пробегов и его влияния на долговечность).