Що таке ремінна передача? Розрахунок пасової передачі

Ремінна передача - це механізм переносу енергії з 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 є провідним, а інший - ведений.

Достоїнства і недоліки

Ремінна передача має наступні позитивні властивості:

безшумність і плавність у 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.

В залежності від виду ремінь буває плоским, клиновим, круглим і зубчастим. Цей елемент пасової передачі може об'єднувати переваги кількох типів, наприклад, поліклинові.

Області використання

Привід пасової передачі з плоским ременем застосовується на верстатах, пилорамах, генераторах, вентиляторах, а також скрізь, де потрібна підвищена гнучкість і допускає прослизання. Для високих швидкостей використовуються синтетичні матеріали, для менших - кордтканеві або прогумовані.

Ремінна передача з клиновими ременями застосовується для сільськогосподарської техніки та автомобілів (вентиляторна), в важконавантажених і високошвидкісних приводах (вузька і нормального перерізу).

Варіатори потрібні там, де швидкість обертання промислових машин регулюється безступінчасто.

Приводи з зубчастими ременями забезпечують найкращі характеристики передач в промисловості і в побутовій техніці, де потрібні довговічність і надійність.

Круглоременние застосовуються для малих потужностей.

Матеріали

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

плоскі - шкіряні, прогумовані зі зшивкою, цельнотканевие з вовни, бавовняні або синтетичні;

клинові - армуючий шар в центрі з гумової 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 пасових передач

Типи передач бувають наступними:

Відкриті - з паралельними осями і обертанням шківів в одному напрямку.

Шківи зі ступенями - можна змінити обертів веденого вала, при цьому у ведучого вони постійні.

Перехресні, коли осі паралельні, а обертання відбувається в різних напрямах.

Полуперекрестние - осі валів схрещуються.

З натяжним роликом, що збільшує кут обхвату шківа меншого діаметру.

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

Кліноременная передача

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

Зубчасті ремені

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

Шківи

Шків пасової передачі буває литим, зварним 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, потрібна статична балансування, а для швидкохідних передач - динамічна.
У процесі роботи у шківів з плоскими ременями відбувається знос обода від прослизання, надлом, тріщини, поломка спиць. У клиноременних передачах зношуються канавки на робочих поверхнях, ламаються буртики, відбувається розбалансування. Якщо виробляється отвір маточини, її розточують, а потім запресовують втулку. Для більшої надійності її роблять одночасно з внутрішнім і зовнішнім шпоночними 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 бути змінена 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 становлять, відповідно, n 1 = 1410 хв -1 і n 2 = 700 хв -1 . Вибирається зазвичай вузький клиновий ремінь як найбільш часто використовуваний. Номінальний момент на ведучому шківі становить: T1 = 9550P 1 : n 1 = 9550 х 3 х 1000 : 1410 = 203 Нм. З довідкових таблиць вибирається діаметр ведучого шківа d 1 = 63 мм з профілем SPZ.
Швидкість ременя визначається так: V = 314 d 1 n 1 : (60 х 1000) = 314 х 63 х 1410 : (60 х 1000) = 455 м/с. Вона не перевищує допустиму, яка становить 40 м/с для вибраного типу. Діаметер великого шківа складе: d2 = d 1 u х (1 - e y ) = 63 х 1410 х (1-001) : 700 = 1256 мм. Результат приводиться до найближчого значення із стандартного ряду: d 2 = 125 мм.
Відстань між осями і довжину ременя знаходять з наступних формул: a = 12 d 2 = 12 х 125 = 150 мм;
L = 2a + 314 d cp + ? 2 : a = 2 х 150 + 314 х (63 + 125) : 2 + (125 - 63) 2 : (4 х 150) = 6017 мм. Після округлення до найближчого значення із стандартного ряду виходить остаточний результат: L= 630 мм Міжосьова відстань зміниться, і його можна знову перерахувати за більш точною формулою: a = (L - 314 d cp ) : 4 + 1 : 4 х ((L - 314 d cp ) 2 - 8? 2 ) 1/2 = 1644 мм. Для типових умов передана одним ременем потужність визначається за номограмами і складає 1 кВт. Для реальної ситуації її треба уточнити за формулою: [P]= P 0 K a K p K L K u . Після визначення коефіцієнтів за таблицями виходить: [P]= 1 х 0946 х 1 х 0856 х 113 = 092 кВт. Необхідну кількість ременів визначається діленням потужності електродвигуна на потужність, яку може передавати один ремінь, але при цьому ще вводиться коефіцієнт З z = 09: z = P 1 : ([P]C z ) = 3 : (092 х 09) = 362 ? 4. Сила натягу ременя становить: F 0 = ? 0 A = 3 х 56 = 168 H, де площа перерізу А знаходиться за таблицею довідника. Остаточно навантаження на вали від усіх чотирьох складе: F sum = 2F 0 z cos(2?/a) = 1650 H. 2. Довговічність. У розрахунок пасової передачі входить також визначення довговічності. Вона залежить від опору втоми, що визначається величиною напруги в паску і частотою їх циклів (кількість вигинів в одиницю часу). Від виникаючих при цьому деформацій і тертя всередині ременя відбуваються руйнування втоми - надриви, тріщини. Один цикл навантаження проявляється у вигляді чотириразового зміни напружень в ремені. Частота пробігів визначається з такого співвідношення: U = V : l < U d ,
де V - швидкість, м/с; l - довжина, м; U d - допустима частота ( <= 10 - 20 для клинових ремней). 3. Розрахунок зубчастих ременів. Головним параметром є модуль: m = p : n, де p - окружний крок. Величина модуля залежить від кутової швидкості і потужності: m = 165 х 10-3 х (P 1 : w 1 ) 1/3 . Оскільки він сертифікований, розрахункова величина приводиться до найближчого значення ряду. Для високих швидкостей беруться підвищені значення. Число зубів веденого шківа визначається по передаточному числу: z 2 = uz 1 . Міжосьова відстань залежить від діаметрів шківів: a = (052) х (d 1 + d 2 ). У ременя число зубів буде дорівнює: z p = L : (314 m), де L - орієнтовна розрахункова довжина ременя. Після вибирають найближче 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, вибирається по модулю. Навантаження на вали складе: R = (112) х F t .

Висновок

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