Детали машин

Плоскоременная передача

До появления клиноременной передачи наибольшее распрост­ранение имела плоскоременная передача. Она проста, может рабо­тать при высоких скоростях и вследствие большой гибкости ремня обладает сравнительно высокими долговечностью и КПД.

Разновидности передач. На практике применяют большое число различных схем передач плоским ремнем. Из этих схем здесь рас­сматриваются только наиболее типичные: открытая передача (рис. 12.16, а) применяется при параллельном расположении валов и одинаковом направлении вращения шкивов; перекрестная пере­дача (рис. 12.16, б), в которой ветви ремня перекрещиваются, а шки­вы вращаются в противоположных направлениях; полуперекрестная передача (рис. 12.16, в), в которой оси валов перекрещиваются под некоторым углом; угловая передача (рис. 12.16, г), в которой оси валов пересекаются под некоторым углом. Из этих схем на практи­ке чаще всего применяют простую открытую передачу. В сравнении с другими она обладает повышенными работоспособностью и дол­говечностью. В перекрестных и угловых передачах ремень быстро изнашивается вследствие дополнительных перегибов, закручивания и взаимного трения ведущей и ведомой ветвей. Нагрузку этих передач принимают не более 70...80% от нагрузки открытой пере­дачи.

Регулируемая передача со ступенчатыми шкивами (рис. 12.16, д) Применяется в тех случаях, когда требуется регулировка передаточ­ного отношения.

Передача с натяжным роликом (рис. 12.16, ё) применяется при малых межосевых расстояниях и больших передаточных отношени­ях. Она автоматически обеспечивает постоянное натяжение ремня. В этой передаче угол обхвата а, а следовательно, и тяговая способ­ность ремня становятся независимыми от межосевого расстояния и передаточного отношения. При любых практически выполнимых аи/можно получить а> 180°. Натяжной ролик рекомендуют уста­навливать на ведомой ветви ремня. При этом уменьшается потреб­ная сила нажатия ролика на ремень, а дополнительный перегиб ремня на ролике меньше влияет на долговечность ремня, так как ведомая ветвь слабее нагружена. Основным недостатком такой передачи является понижение долговечности ремня вследствие до­полнительного перегиба обратного знака. Применение пере­дачи с натяжным роликом сократилось после изобретения клиноре - менной передачи, которая также позволила уменьшить а и увели­чить I.

Основные типы плоских ремней. В машиностроении применяют следующие типы ремней.

Кожаные ремни обладают хорошей тяговой способностью и вы­сокой долговечностью, хорошо переносят колебания нагрузки. Вы­сокая стоимость и дефицит кожаных ремней значительно ограничи­вают их применение.

Прорезиненные ремни состоят из нескольких слоев хлопчатобу­мажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной. Ткань, имеющая больший модуль упругости, чем резина, переда­ет основную часть нагрузки. Резина обеспечивает работу ремня как единого целого, защищает ткань от повреждений и повышает коэффициент трения. Будучи прочными, эластичными, малочувст­вительными к влаге и колебаниям температуры, эти ремни успеш­но заменяют кожаные. Прорезиненные ремни следует обере­гать от попадания масла, бензина и щелочей, которые разрушают резину.

Хлопчатобумажные ремни изготовляют как цельную ткань с не­сколькими слоями основы и утка, пропитанными специальным составом (битум, озокерит). Такие ремни, легкие и гибкие, могут работать на шкивах сравнительно малых диаметров с большими скоростями. Тяговая способность и долговечность у этих ремней меньше, чем у прорезиненных.

Шерстяные ремни — ткань с многослойной шерстяной основой и хлопчатобумажным утком, пропитанная специальным составом (сурик на олифе). Обладая значительной упругостью, они могут работать при резких колебаниях нагрузки и при малых диаметрах шкивов. Шерстяные ремни менее чувствительны, чем другие, к тем­пературе, влажности, кислотам и т. п., однако их тяговые свойства ниже, чем у других типов ремней.

Пленочные ремни — новый тип ремней из пластмасс на основе полиамидных смол, армированных кордом из капрона или лавсана. Эти ремни обладают высокими статической прочностью и сопроти­влением усталости. Применяются для передач мощностью до 15 кВт. При малой толщине (0,4... 1,2 мм) они передают значительные нагрузки, могут работать при малых диаметрах шкивов и с высокой быстроходностью (v^60 м/с). Для повышения тяговой способности ремня применяют специальные фрикционные покрытия. Рекоменду­емые толщины и минимальный диаметр малого шкива для пленоч­ных ремней:

Д, мм............. 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2

Dh мм............ 28 36 45 56 63 75 80 90 100

Соединение концов ремня. Большое влияние на работу передачи, особенно при значительных скоростях, оказывает соединение кон­цов ремня. Недоброкачественное соединение концов ремня приво­дит его к преждевременному разрушению и снижает тяговую спосо­бность передачи. Существует много различных способов соедине­ния концов ремня. Все эти способы можно разделить на три основ­ные группы: сшивка, склеивание, металлическое скрепление. Выби­рая тот или иной способ соединения концов ремня, следует учиты­вать рекомендации специальной литературы [11].

В последнее время промышленность начинает выпускать плос­кие ремни (например, пленочные) в виде замкнутой ленты опреде­ленной длины. Это значительно повышает долговечность ремней и допускаемые скорости.

Методика расчета передачи. Расчет плоскоременной передачи базируется на рассмотренной выше общей теории ременных пере­дач и экспериментальных данных. В этом расчете формулу Эйлера (12.11), определяющую тяговую способность передачи, и формулу
(12.18) для суммарного напряжения в ремне, определяющую его прочность и долговечность, непосредственно не используют. Их учитывают в рекомендациях по выбору геометрических параметров (a, d, а и пр.) и допускаемых напряжений [<7Г]0, [at]9 которые исполь­зуют при расчете.

Для проектного расчета задают мощность Рь частоту вращения иь передаточное отношение г[27]. Определяют dx и d2, А, затем тип и размеры ремня (6, <5, I).

Для плоскоременных передач рекомендуют (см. § 12.2)[28] а >150°;

5 — открытая передача; /<10 — передача с натяжным роликом;

A^2{D + D2) — открытая; +D2) — с натяжным роликом;

Е/<3(5) с"1 — открытая; £/<8(10) с"1 —с натяжным роликом;

Di/D^25 — ремни кожаные; Di/д^ЗО—ремни прорезиненные.

При предварительном расчете, когда d и Ь еще не известны, диаметр малого шкива можно приближенно оценить по формуле М. А. Саверина; мм (размерность Тг — Н * м):

^ = (52...64)^. (12.26)

После оценки du ориентируясь на рекомендации (12.25) и стан­дарты на размеры ремня, выбирают толщину S ремня. Затем из расчета тяговой способности определяют ширину Ъ ремня.