Що таке ремінна передача? Розрахунок пасової передачі

Ремінна передача - це механізм перенесення енергії за допомогою приводного ременя, що використовує сили тертя або зачеплення. Величина переданої навантаження залежить від натягу, кута обхвату і коефіцієнта тертя. Ремені огинають шківи, один з яких ведучий, а інший - ведений.

Гідності й недоліки

Ремінна передача має наступні позитивні властивості:

• безшумність і плавність в роботі;
• не потрібна висока точність виготовлення;
• прослизання при перевантаженнях і згладжування вібрацій;
• немає необхідності в мастилі;
• невелика вартість;
• можливість ручної заміни передачі;
• легкість монтажу;
• відсутність поломок приводу при обриві ременя.

недоліки:

• великі розміри шківів;
• навантаження на вали;
• порушення передавального відношення при прослизанні ременя;
• невелика потужність.

Залежно від виду ремінь буває плоским, клиновим, круглим і зубчастим. Цей елемент пасової передачі може об`єднувати переваги декількох типів, наприклад, поліклиновий.

області використання

1. Привід пасової передачі з плоским ременем застосовується на верстатах, пилорамах, генераторах, вентиляторах, а також скрізь, де потрібна підвищена гнучкість і допускається прослизання. Для високих швидкостей використовуються синтетичні матеріали, для менших - кордтканевие або прогумовані.
2. Ремінна передача з клиновими ременями застосовується для сільськогосподарської техніки та автомобілів (вентиляторна), в важконавантажених і високошвидкісних приводах (вузька і нормального перетину).
3. Варіатори потрібні там, де швидкість обертання промислових машин регулюється безступінчатий.
4. Приводи з зубчастими ременями забезпечують найкращі характеристики передач в промисловості і в побутовій техніці, де потрібні довговічність і надійність.
5. Круглоременние застосовуються для малих потужностей.

матеріали

Матеріали підбираються до умов експлуатації, де основне значення мають навантаження і тип. Вони бувають наступними:

• плоскі - шкіряні, прогумовані з зшивкою, цельнотканевие з вовни, бавовняні або синтетичні;
• клинові - армуючий шар в центрі з гумовою серцевиною і ткана стрічка зовні;
• зубчасті - несучий шар з металевого троса, поліамідного шнура або скловолокна в основі з гуми або пластмаси.

Поверхні ременів покриваються тканинами з просоченням для підвищення зносостійкості.

Плоскі ремені ремінних передач

Типи передач бувають наступними:

1. Відкриті - з паралельними осями і обертанням шківів в одному напрямку.
2. Шківи зі сходами - можна змінити обороти веденого вала, при цьому у ведучого вони постійні.
3. Перехресні, коли осі паралельні, а обертання відбувається в різних напрямках.
4. Полуперекрестние - осі валів перетинаються.
5. З натяжним роликом, що збільшує кут обхвату шківа меншого діаметру.

Ремінна передача відкритого типу застосовується для роботи при високій швидкості і з великим міжосьовим відстанню. Високі ККД, здатність навантаження і довговічність дозволяють використовувати її в промисловості, зокрема для сільськогосподарських машин.

Клиноременева передача

Передача характеризується трапецієподібним поперечним перерізом ременя і дотичними з ним поверхнями шківів. Передані зусилля при цьому можуть бути значними, але її ККД - невеликий. Клиноременева передача відрізняється невеликою відстанню між осями і високим передавальним числом.

зубчасті ремені

Передача застосовується для високої швидкості при невеликій відстані між осями. Вона володіє одночасно перевагами ремінних і ланцюгових приводів: робота при високих навантаженнях і з постійним передавальним відношенням. Потужність 100 кВт може забезпечувати переважно зубчаста ремінна передача. Обороти при цьому є дуже високими - швидкість ременя досягає 50 м / с.

шківи

Шків пасової передачі буває литим, звареним або збірним. Матеріал вибирають в залежності від оборотів. Якщо він виготовлений з текстоліту або пластмаси, швидкість становить не більше 25 м / с. Якщо вона перевищує 5 м / с, потрібно статичне балансування, а для швидкохідних передач - динамічна.
У процесі роботи у шківів з плоскими ременями відбувається знос обода від прослизання, надлом, тріщини, поломка спиць. У кліноременних передачах зношуються канавки на робочих поверхнях, ламаються буртики, відбувається розбалансування.

Якщо виробляється отвір маточини, його розточують, а потім запресовують втулку. Для більшої надійності її роблять одночасно з внутрішнім і зовнішнім шпонковими пазами. Тонкостінну втулку встановлюють на клей і кріплять болтами через фланець.

Тріщини і злами заварюють, для чого шків спочатку розігрівають для усунення залишкових напружень.

При обточування обода під клиновидний ремінь допускається, що частота обертання може змінюватися до 5% від номінальної.

розрахунок передач

Всі розрахунки для будь-яких типів ременів засновані на визначенні геометричних параметрів, тягової здатності і довговічності.

1. Визначення геометричних характеристик і навантажень. Розрахунок пасової передачі зручно розглянути на конкретному прикладі. Нехай потрібно визначити параметри ремінного приводу від електричного двигуна потужністю 3 кВт до токарного верстата. Частоти обертання валів складають, відповідно, n₁ = 1410 хв^-1 і n₂ = 700 хв^-1.

Вибирається зазвичай вузький клиновий ремінь як найбільш часто використовуваний. Номінальний момент на провідному шківі становить:

T1 = 9550P₁ : n₁ = 9550 х 3 х 1000: 1410 = 20,3 Нм.

З довідкових таблиць вибирається діаметр ведучого шківа d₁ = 63 мм з профілем SPZ.
Швидкість ременя визначається так:

V = 3,14d₁n₁ : (60 x 1000) = 3,14 х 63 х 1410: (60 x 1000) = 4,55 м / с.

Вона не перевищує допустиму, яка становить 40 м / с для обраного типу. Діаметр великого шківа складе:

d2 = d₁u х (1 - e_y) = 63 х 1410 х (1-0,01): 700 = 125,6 мм.

Результат наводиться до ближнього значенням зі стандартного ряду: d₂ = 125 мм.
Відстань між осями і довжину ременя знаходять з наступних формул:

a = 1,2d₂ = 1,2 х 125 = 150 мм-
L = 2a + 3,14d_cp + ² : A = 2 х 150 + 3,14 х (63 + 125): 2 + (125 - 63)² : (4 х 150) = 601,7 мм.

Після округлення до найближчого значення із стандартного ряду виходить остаточний результат: L = 630 мм.

Міжосьова відстань зміниться, і його можна знову перерахувати по більш точної формулою:

a = (L - 3,14d_cp): 4 + 1: 4 х ((L - 3,14d_cp)² - 8 ²)^1/2 = 164,4 мм.

Для типових умов передана одним ременем потужність визначається за номограмами і становить 1 кВт. Для реальної ситуації її треба уточнити за формулою:

[P] = P₀K_aK_pK_LK_u.

Після визначення коефіцієнтів за таблицями виходить:

[P] = 1 х 0,946 х 1 х 0,856 х 1,13 = 0,92 кВт.

Необхідна кількість ременів визначається діленням потужності електродвигуна на потужність, яку може передавати один ремінь, але при цьому ще вводиться коефіцієнт С_z = 0,9:

z = P₁ : ([P] C_z) = 3: (0,92 х 0,9) = 3,62 asymp- 4.

Сила натягу ременя становить: F₀ = sigma-₀A = 3 х 56 = 168 H, де площа перерізу А знаходиться по таблиці довідника.

Остаточно навантаження на вали від всіх чотирьох ременів складе: F_sum = 2F₀z cos (2 / a) = 1650 H.

2. Довговічність. У розрахунок пасової передачі входить також визначення довговічності. Вона залежить від опору втоми, що визначається величиною напружень в ремені і частотою їх циклів (кількість вигинів в одиницю часу). Від з`являються при цьому деформацій і тертя всередині ременя відбуваються руйнування втоми - надриви і тріщини.

Один цикл навантаження проявляється у вигляді чотириразового зміни напружень в ремені. Частота пробігів визначається з такого співвідношення: U = V: l lt; U_d,
де V - швидкість, м / с- l - довжина, м- U_d - допускається частота (lt; = 10 - 20 для клинових ременів).

3. Розрахунок зубчастих ременів. Головним параметром є модуль: m = p: n, де p - окружний крок.

Величина модуля залежить від кутової швидкості і потужності: m = 1,65 х 10-3 х (P₁ : w₁)^1/3.

Оскільки він стандартизований, розрахункова величина приводиться до найближчого значенням ряду. Для високих швидкостей беруться підвищені значення.

Число зубів веденого шківа визначається за передавальним числом: z₂ = uz₁.

Міжосьова відстань залежить від діаметрів шківів: a = (0,5 ... 2) х (d₁ + d₂).

У ременя число зубів дорівнюватиме: z_p = L: (3,14m), де L - орієнтовна розрахункова довжина ременя.

Після вибирають ближнє стандартне число зубів, потім визначають точну довжину ременя з останнього співвідношення.

Потрібно також визначити ширину ременя: b = F_t : Q, де F_t - окружна сила, q - питомий натяг ременя, обиране по модулю.

Навантаження на вали складе: R = (1 ... 1,2) х F_t.

висновок

Працездатність ремінних передач залежить від типу ременів і умов їх експлуатації. Правильний розрахунок дозволить вибрати надійний і довговічний привід.