Классификация ременных передач

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи делятся на

• плоскоременные (рис. 9.2, а),
• клиноременные (рис. 9.2, б),
• поликлиновые (рис. 9.2, в) и
• с круглым ремнем (рис. 9.2, г).

По расположению валов в пространстве различают

• передачи с параллельными валами: открытые (рис. 9.3, а), пере­крестные (рис. 9.3, б);

• передачи со скрещивающимися валами — полуперекрестные (рис. 9.3, в);

• передачи с пересекающимися осями валов — угловые (рис. 9.3, г).

Клиноременную передачу в основном применяют как открытую (см. рис. 9.3, а).

Предварительное натяжение ремня необходимо для нормальной работы передачи. Натяжение ремня может создаться за счет перемещения одно­го из шкивов, за счет натяжных роликов (рис. 9.3, 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 (табл. П10 Приложения).

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.

Размеры поликлиновых ремней см. в табл. П11 Приложения.

Геометрические и кинематические зависимости ременной передачи

Рассмотрим открытую передачу (см. рис. 9.1).

Межосевое расстояние передачи плоским ремнем а ≥ 1,5 (D ₁ + D₂).

Межосевое расстояние передачи клиновым ремнем

где h — высота ремня.

Расчетная длина ремня

Межосевое расстояние в зависимости от длины ремня и диаметра шкивов

Угол обхвата на малом шкиве

Передаточное отношение

где ε — коэффициент скольжения в передаче, при нормальной работе ε = 0,01...0,02.

Приближенно можно принимать

Силы натяжения в ремне

Сила натяжения ведущей ветви ремня (рис. 9.4) при передаче на­грузки

Сила натяжения ведомой ветви

где F_t — передаваемая окружная сила.

Предварительное натяжение, создающее необходимые силы трения между шкивом и ремнем:

где σ₀ — напряжение от предварительного натяжения; для плоских ре­зинотканевых ремней σ₀ = 1,8 МПа, для стандартных клиновых σ₀ = 1,2...1,5 МПа.

При движении в ремне дополнительно возникает сила натяжения от центробежных сил F_v = pAv (существенно влияет при скорости 20 м/с), где р — плотность материала ремня; А — площадь поперечного сечения ремня.

Таким образом, натяжения в ветвях ремня разные:

Напряжения в ремне

При работе на холостом ходу (без передачи нагрузки) обе ветви ремня натянуты одинаково. При передаче полезной нагрузки натяже­ния ветвей ремня меняются. Напряжение от предварительного натяжения σ₀ = F₀/А.

Полезное напряжение в ремне к = F_t/A определяется по передаваемой окружной силе. Значением к оценивают тяговую способ­ность передачи.

Напряжения в ведущей и ведомой ветвях при передаче нагрузки

При огибании ремнем шкивов в ремне возникают напряжения из­гиба, зависящие от диаметров шкивов передачи.

На практике значение напряжения изгиба на малом шкиве ограни­чивается заданием минимального диаметра шкива

При круговом движении ремня на каждый его элемент действуют элементарные центробежные силы, дополнительно растягивающие ре­мень; возникают напряжения σ₀.

Таким образом, при движении ремня напряжение в элементах рем­ня меняется (рис. 9.5).

Наибольшее значение напряжение имеет в момент набегания ремня на малый шкив, наименьшее — в момент набегания на больший шкив; это явление вызывает упругое скольжение ремня на шкивах.

При движении на ведущем шкиве ремень укорачивается, а на ведо­мом удлиняется, ремень скользит на шкиве.

Необходимо отличать упругое скольжение и буксование. Упругое скольжение имеет место при любой нагрузке, буксование — только при перегрузке.

Кривые скольжения ремня

Кривая скольжения (рис. 9.6) устанавливает связь между полезной нагрузкой и относительным скольжением ε в передаче, φ — коэффици­ент тяги (относительная нагрузка). При повышении коэффициента тяги от нуля до критического значения φ₀ в передаче происходит только упругое скольжение, одновременно с увеличением φ возрастает и КПД η. При дальнейшем увеличении коэффициента тяги работа становится неустойчивой (частичное буксование). Значения φ установлены для каждого типа ремня. Рабочую нагрузку рекомендуется выбирать вблизи критического значения.