Вопросы, изложенные в лекции

1 Ременные передачи. Общие сведения.

2 Классификация ременных передач.

3 Геометрия и кинематика РП.

4 Силовые соотношения в ременной передаче. Критерии работоспособности.

5 Материалы и конструкция ремней РП. Натяжные устройства.

ТЕМА 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ.ЛЕКЦИЯ № 10. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Ременная передача – это механизм, предназначенный для передачи вращательного движения посредством фрикционного взаимодействия или зубчатого зацепления замкнутой гибкой связи (ремня) с жесткими звеньями (шкивами), закрепленными на входном и выходном валах механизма.

Рисунок 1 – Принципиальная схема ременной передачи

Ременные передачи

Достоинства:

1 Возможность передачи движения на достаточно большие расстояния (до 15 м).

2 Плавность и малошумность работы. 3 Смягчение крутильных вибраций и толчков за счет

упругой податливости ремня. 4 Предохранение механизмов от перегрузки за счет

проскальзывания ремня при чрезмерных нагрузках.

Недостатки:

1 Относительно большие габариты. 2 Малая долговечность ремней. 3 Непостоянство передаточного числа за счет

проскальзывания ремня. 4 Высокая чувствительность передачи к попаданию

жидкостей (воды, топлива, масла) на поверхности трения.

Ременные передачи

1 По форме поперечного сечения ремня: 1.1 Плоскоременные (рисунок 2 а).

1.2 Клиноременные (рисунок 2 б).

1.3 Поликлиноременные (рисунок 2 г).

1.4 Круглоременные (рисунок 2 в).

1.5 Зубчатоременная (рисунок 2 д).

Рисунок 2 – Основные виды фрикционных ремней: а) плоский; б) клиновой; в) круглый; г) поликлиновой; д) зубчатый.

Ременные передачи. Классификация

2 По взаимному расположению валов и ремня.2.1 Открытая передача – передача с параллельными геометрическими

осями валов и ремнем, охватывающим шкивы в одном направлении (шкивы вращаются в одном направлении) (рисунок 3 а).

2.2 Перекрестная передача – передача с параллельными валами и ремнем, охватывающим шкивы в противоположных направлениях (шкивы вращаются во встречных направлениях) (рисунок 3 б).

2.3 Полуперекрестная передача – оси валов которой перекрещиваются под некоторым углом (чаще всего 90) (рисунок 3 в).

Ременные передачи. Классификация

Рисунок 3 – Виды ременной передачи

3 По числу и виду шкивов, применяемых в передаче:

3.1 С одношкивными валами.

3.2 С двушкивным валом, один из шкивов которого холостой.

3.3 С валами, несущими ступенчатые шкивы для изменения передаточного числа (для ступенчатой регулировки скорости ведомого вала).

4 По количеству валов, охватываемых одним ремнем:

двухвальная, трех-, четырех- и многовальная передача.

5 По окружной скорости ремня:

5.1 Тихоходные (V≤10 м/с).

5.2 Среднескоростные (10<V≤30 м/с).

5.3 Быстроходные (V>30 м/с).

6 По наличию вспомогательных роликов:

6.1 Без вспомогательных роликов.

6.2 С натяжными роликами.

6.3 С направляющими роликами.

Ременные передачи. Классификация

Рисунок 4 – Геометрия открытой ременной передачи

Геометрия и кинематика РППри проектировании открытых РП определяют: - диаметры шкивов ;- межосевое расстояние ;- расчетную длину ремня ; - угол охвата ремнем малого (ведущего) шкива (угол, на

котором ремень касается поверхности шкива) .31 )061,0...052,0(

N

D

a

DD 121 57180

21, DDaL

1

)1(12 DuD

a

DDDDaL

422

212

12

212 DDa

hDDa 2155,0

– для ПРП

– для КРП

Геометрия и кинематика РП Удлинение каждого отдельно взятого элемента ремня меняется в зависимости от того, на какую ветвь этот элемент в данный момент времени попадает. При этом, проходя по ведущему шкиву (при переходе с ведущей ветви на свободную), эта элементарная часть укорачивается, а при движении по ведомому шкиву (переходя со свободной ветви ремня на его ведущую ветвь) – удлиняется.

Следовательно: V1 > V21) работа ременной передачи без скольжения ремня по рабочей

поверхности шкивов невозможна; 2) скорости движения ведущей и свободной ветвей ремня

различны, а следовательно, различны и скорости рабочих поверхностей ведущего и ведомого шкивов. Отношение разности между окружными скоростями на рабочей поверхности ведущего и ведомого шкивов к скорости ведущего шкива называют коэффициентом скольжения передачи:

.11

2

1

21V

V

V

VV

Передаточное отношение РП: .11

2

2

1

D

D

n

nu

Буксование ремня – скольжение ремня относительно шкива по всей дуге обхвата . 1

В ременной передаче силы нормального давления между поверхностями трения можно создать только за счет предварительного натяжения ремня. При неработающей передаче силы натяжения обеих ветвей будут одинаковыми F0 (рисунок 5, а).

Рисунок 5 – Силы в ременной передаче

При передаче момента Т1 за счет трения ведущего шкива о ремень, набегающая на этот шкив ветвь получает увеличенное натяжение F1, сбегающая –

ослабляется F2 (рисунок 5, б).

Для поступательно движущихся ветвей ремня:

Силовые соотношения в РП

Из условия равновесия шкива:

.0221

11

21 d

Fd

FT

Суммарное натяжение ветвей ремня остается неизменным:

,21 tFFF где tF – окружная сила, предаваемая ремнем.

.2 021 FFF

Тогда: ;5,001 tFFF .5,002 tFFF

Оптимальная величина коэффициента тяги зависит только лишь от конструктивных параметров передачи и качества фрикционной пары материалов ремня и шкива.

.2 021

21F

F

FF

FF t

.1

10

f

f

e

e

Силовые соотношения в РП Силовую связь между F1 и F2 установил Эйлер: ,21

cfeFF eгде – основание натурального логарифма (e 2,7183);

f – коэффициент трения покоя (коэффициент сцепления) между материалами ремня и шкива;

c – угол скольжения.

Отношение разности сил натяжения в ветвях ремня работающей передачи к сумме этих сил называется коэффициентом тяги ().

Оптимальная величина коэффициента тяги:

Тяговая способность и долговечность ремня – основные критерии работоспособности ременной передачи. Проектный расчет обычно выполняется по тяговой способности, а расчет долговечности является проверочным.

Рисунок 6 – Кривые скольжения и КПД

Тяговую способность РП характеризует график (рисунок 6.) На нем выявляются 3 зоны:1 – зона упругого скольжения (0 0; меняется линейно);2 – зона частичного буксования (0 max, быстро растет);3 – зона полного буксования ( max скольжение полное).

Критерии работоспособности РП

0 – предел рационального использования ремня.Зона с 0 до max – способ-ность ремня переносить перегрузки.

В ремне возникают следующие напряжения от действия сил:- натяжение от начального натяжения ремня ; - натяжение от рабочей нагрузки ;-- натяжение от изгиба вокруг шкива ;- натяжение от действия центробежных сил при обегании шкива .

.0max цiиip

Силы и напряжения в ремнях РП

На внешней стороне ремня все виды названных напряжений являются растягивающими и потому суммируются. Таким образом, максимальные растягивающие напряжения в ремне:

Рис.7 Эпюра распределе-ния напряжений по длине ремня

0p

иiцi

Общие требования к материалам приводных ремней: - износостойкость и прочность при циклических нагрузках; - высокий коэффициент трения со шкивами; - малый модуль упругости и изгибная жесткость.

Рисунок 9 – Сечения плоских резинотканевых ремней: 1 – слои кордткан; 2 – обкладки.

Рисунок 8 – Сечения клиновых ремней: а) кордтканевый; б) кордшнуровой; в) поликлиновой.

Материалы и конструкция ремней РП

Рисунок 10 – Сечения плоских ремней: 1 – кордшнуровые; 2 – полиамидные.

Конструкции натяжных устройств РП Назначение натяжных устройств: - создание начального натяжения, обеспечивающего необходимую силу

трения ремня о шкив; - увеличение угла обхвата ремнем малого шкива; - компенсация увеличения длины ремня в результате вытягивания.

Рисунок 11 – Натяжное устройство постоянного действия

Рисунок 13 – Натяжное устройство автоматического действия

Рисунок 12 – Натяжное устройство периодического действия

Ременные вариаторы Вариатор – это передача с плавно изменяющимся передаточным отношением.

Рисунок 14 – Пластинчатоременный вариатор (а) и ремень (б)

а) б)

Примеры чертежей шкивов РП

Рисунок 15 – Конструкция шкива, разгружающего вал от напряжений изгиба

Примеры чертежей шкивов РП

Примеры чертежей шкивов РП

Примеры чертежей шкивов РП

Лекция окончена.Спасибо за внимание!