Ремённые передачи. Материалы ремней. Способы натяжения ремней. Кинематика и геометрия. Силы в передаче

Лекция №17

Тема 17: Ремённые передачи

17.1. Общие сведения

          Открытая ремённая передача (рис. 17.1) состоит из двух шкивов и ремня, охватывающего шкивы. В состав передачи могут также входить натяжные устройства и ограждения. Возможно применение нескольких ремней и нескольких шкивов.

Рис. 17.1. Открытая ремённая передача

По принципу работы различают передачи трением и зацеплением (зубчато-ремённые). В передачах трением нагрузка передаётся силами трения, возникающими между шкивами и ремнем вследствие его натяжения.

          Ремни передач трением по форме поперечного сечения подразделяют на плоские (рис. 17.2, а), клиновые (рис. 17.2, б), поликлиновые (рис. 17.2, в), круглые (рис. 17.2, г) и квадратные (рис. 17.2, д).

Рис. 17.2. Сечения ремней

Обычно с помощью ремня передают движение между параллельными валами, вращающимися в одну сторону (рис. 17.1). Благодаря закручиванию ремня реализуют также передачи: перекрестную, полуперекрёстную и угловую (рис. 17.3, а, б, в).

Рис.17.3. Виды ремённых передач

17.2. Материалы ремней

Ремни должны обладать высокой прочностью при переменных напряжениях, износостойкостью, максимальным коэффициентом трения на рабочих поверхностях, минимальной изгибной жёсткостью. Повышенный коэффициент трения обеспечивают клиновой формой ремня, пропиткой ремня и применением фрикционных обкладок. В машиностроении применяют следующие основные типы стандартных ремней.

Кожаные ремни обладают хорошей тяговой способностью и высокой долговечностью, хорошо переносят колебания нагрузки. Имеют ограниченное применение в связи с высокой стоимостью. Чувствительны к влажности окружающей среды.

Прорезиненные ремни состоят из нескольких слоёв хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной. Ремни эластичные, малочувствительные к влаге и колебаниям температуры, обладают высокой тяговой способностью. Они имеют доступную стоимость и являются наиболее распространёнными. Чувствительны к попаданию масла, бензина и щелочей.

Хлопчатобумажные ремни изготовляют как цельную ткань с несколькими слоями хлопчатобумажной основы, пропитанной специальным составом. Ремни лёгкие и гибкие, работают на шкивах сравнительно небольших диаметров при высоких скоростях. Тяговая способность и долговечность ниже, чем у прорезиненных.

Шерстяные ремни имеют основу из многослойной шерстяной ткани, пропитанной специальным составом. Обладая значительной упругостью, они работают при резких колебаниях нагрузки и при малых диаметрах шкивов. Ремни мало чувствительны к температуре, влажности, кислотам. Тяговая способность ниже, чем у других типов ремней.

Плёночные ремни изготовляют из полиамидных лент малой толщины, армированных кордом из капрона или лавсана. Для увеличения сцепления на рабочую поверхность наклеивают фрикционный слой. Обладают высокой статической и усталостной прочностью. Могут работать при малых диаметрах шкивов с высокой быстроходностью. Весьма перспективны.

Клиновые, поликлиновые, зубчатые и быстроходные плоские ремни изготовляют бесконечными замкнутыми. Плоские ремни, кроме плёночных,  выпускают преимущественно конечными в виде длинных лент, концы которых соединяют.

17.3. Способы натяжения ремней

Условием нормальной работы ремённых передач является наличие натяжения ремня, которое осуществляют следующими способами:

1)  предварительным упругим растяжением ремня;

2)  перемещением одного из шкивов относительно другого;

3)  натяжным роликом;

4)  автоматическим устройством, обеспечивающим регулирование натяжения ремня в зависимости от передаваемой нагрузки;

5)  перешивкой конечного ремня.

          При первом способе натяжение назначают по наибольшей нагрузке с запасом на вытяжку ремня. Долговечность ремня при этом снижается. Периодическое натяжение ремня перемещением двигателя на специальных салазках (рис. 17.4, а) является наиболее распространённым способом натяжения в приводах машин.

  а)                                                   б)

               в)

Рис. 17.4. Способы натяжения ремней

Натяжные ролики (рис. 17.4, б) обеспечивают постоянное натяжение плоских ремней. Долговечность ремня понижается за счёт появления знакопеременных напряжений. Устройство для автоматического натяжения ремней (рис. 17.4, в) является наиболее совершенным для долговечности ремня, однако имеет высокую стоимость. Периодическая перешивка плоского конечного ремня – достаточно надёжное средство восстановления натяжения. При этом не следует забывать, что соединение – наиболее слабый элемент изделия.

17.4. Оценка и применение

           Ремённая передача является одним из старейших типов механических передач, сохранивших своё значение до настоящего времени. Оценку ремённой передачи и других передач выполняют в сравнении с наиболее распространёнными зубчатыми передачами.

          Достоинства:

          1. Простота конструкции и эксплуатации.

          2. Возможность передачи движения на значительные расстояния (до 15 м).

          3. Плавность и бесшумность работы.

          4. Самопредохранение от перегрузки.

          Недостатки:

          1. Большие габариты (в 5 раз).

          2. Значительная нагрузка на валы и опоры (в 2…3 раза).

          3. Некоторое непостоянство передаточного отношения.