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 (V10м/с). 5.2 Среднескоростные (V30м/с). 5.3 Быстроходные (V>30м/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 РП При проектировании открытых РП определяют: - диаметры шкивов ; - межосевое расстояние ; - расчетную длину ремня ; - угол охвата ремнем малого (ведущего) шкива (угол, на котором ремень касается поверхности шкива). для ПРП – для ПРП для КРП – 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: V 1 > V 2 1) 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: Передаточное отношение РП: Буксование ремня – скольжение ремня относительно шкива по всей дуге обхвата.

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 F 0 (рисунок 5, а). Рисунок 5 – Силы в ременной передаче При передаче момента Т 1 за счет трения ведущего шкива о ремень, набегающая на этот шкив ветвь получает увеличенное натяжение F 1, сбегающая – ослабляется F 2 (рисунок 5, б). Для поступательно движущихся ветвей ремня: Силовые соотношения в РП Из условия равновесия шкива: Суммарное натяжение ветвей ремня остается неизменным: где – окружная сила, предаваемая ремнем. Тогда:

Оптимальная величина коэффициента тяги зависит только лишь от конструктивных параметров передачи и качества фрикционной пары материалов ремня и шкива. Силовые соотношения в РП Силовую связь между F 1 и F 2 установил Эйлер: где – основание натурального логарифма ( e 2,7183 ); – коэффициент трения покоя (коэффициент сцепления) между материалами ремня и шкива; – 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 до max – способ- ность ремня переносить перегрузки.

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

Общие требования к материалам приводных ремней: - износостойкость и прочность при циклических нагрузках; - высокий коэффициент трения со шкивами; - малый модуль упругости и изгибную 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)а)б)б)

Примеры чертежей шкивов РП Рисунок 15 – Конструкция шкива, разгружающего вал от напряжений изгиба

Примеры чертежей шкивов РП

Лекция окончена. Спасибо за внимание!