Ременные передачи. Разновидности ременных передач и особенности их конструкций и применения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

на тему «Ременные передачи. Разновидности ременных передач и особенности их конструкций и применения»



Содержание

Введение

1 Общие сведения

2 Классификация ременных передач

3 Достоинства и недостатки ременных передач

4 Область применения ременных передач

5 Характеристика ременных передач разных типов

5.1 Плоскоременные передачи

5.2 Клиноременные передачи

5.3 Поликлиноременные передачи

5.4 Зубчато-ременные передачи

5.5 Круглоременная передача

6 Рекомендации по конструированию ременных передач

7 Геометрические соотношения в ременной передаче

Заключение

Список использованных источников



Введение

передача ременной конструирование

Механической передачей называют устройство для передачи мощности двигателя исполнительным органам машины. Одним из старейших типов механических передач, сохранивших свое значение до настоящего времени и широко применяемых в различных отраслях промышленности, являются ременные передачи. Простейшая ременная передача состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватывающего шкивы. Передача движения осуществляется за счет сил трения, возникающих между ремнем и шкивами. Использование ремней различной формы поперечного сечения и различной конструкции позволяет варьировать параметры ременных передач в широких пределах. Помимо традиционных ременных передач, в которых движение передается за счет сил трения, широко применяются и зубчато-ременные передачи. Эти передачи представляют собой своеобразный гибрид зубчатых и ременных передач. Ремни таких передач имеют на внутренней поверхности зубья, и передача движения осуществляется путем зацепления зубьев ремня с зубьями шкива.

Ременная передача может быть регулируемой по передаточному отношению. С этой целью на ведущем и ведомом валах устанавливают ступенчатые шкивы. Переводя ремень с одной ступени на другую, можно получить столько передаточных отношений, сколько ступеней на шкивах. Применяются также различные конструкции ременных вариаторов, в которых передаточное отношение можно изменять бесступенчато.



1 Общие сведения

Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связью. Состоит из ведущего 1 и ведомого шкивов 2, огибаемых ремнем 3 (Рис.1). Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего. В состав передачи могут входить натяжные устройства и ограждения. Возможны передачи с двумя или несколькими ведомыми шкивами. Основное назначение - передача механической энергии от двигателя передаточным и исполнительным механизмам, как правило, с понижением частоты вращения.

Рисунок 1 - Ременная передача



2 Классификация ременных передач

Ременные передачи классифицируют по различным признакам - по форме поперечного сечения ремня, по взаимному расположению валов, по количеству и виду шкивов, по количеству охватываемых ремнем шкивов, по способу регулировки натяжения ремня (с вспомогательным роликом или подвижным).

1. По форме поперечного сечения ремня различают следующие виды ременных передач:

- плоскоременные (поперечное сечение ремня имеет форму плоского вытянутого прямоугольника (Рис. 2,а));

- клиноременные (поперечное сечение ремня в форме трапеции (Рис. 2,б));

- поликлиноременные (ремень снаружи имеет плоскую поверхность, а внутренняя, взаимодействующая со шкивами, поверхность ремня снабжена продольными гребнями, выполненными в поперечном сечении в форме трапеции (Рис. 2,г));

- круглоременные (поперечное сечение ремня имеет круглую или овальную форму (Рис. 2,в));

- зубчатоременные (внутренняя, контактирующая со шкивами, поверхность плоского ремня снабжена поперечными выступами, входящими в процессе работы передачи в соответствующие впадины шкивов).

Рисунок 2 - Формы поперечного сечения ремня

Наибольшее применение в машиностроении имеют клиновые и поликлиновые ремни. Передачу круглым резиновым ремнем (диаметром 3…12 мм) применяют в приводах малой мощности (настольные станки, приборы, бытовые машины и т. п.).

Разновидностью ременной передачи является зубчатоременная, в которой передача мощности осуществляется зубчатым ремнем путем зацепления зубцов ремня с выступами на шкивах. Этот тип передач является промежуточным между передачами зацеплением и передачами трением. Зубчатоременная передача не требует значительного предварительного натяжения ремня и не имеет такого недостатка, как скольжение ремня, которое присуще всем прочим ременным передачам.

Клиноременную передачу в основном применяют как открытую. Клиноременные передачи обладают большей тяговой способностью, требуют меньшего натяжения, благодаря чему меньше нагружают опоры валов, допускают меньшие углы обхвата, что позволяет применять их при больших передаточных отношениях и малому расстоянию между шкивами.

Клиновые и поликлиновые ремни выполняют бесконечными и прорезиненными. Нагрузку несет корд или сложенная в несколько слоев ткань.

Клиновые ремни выпускают трех видов: нормального сечения, узкие и широкие. Широкие ремни применяются в вариаторах.

Поликлиновые ремни - плоские ремни с высокопрочным кордом и внутренними продольными клиньями, входящими в канавки на шкивах. Они более гибкие, чем клиновые, лучше обеспечивают постоянство передаточного числа.

Плоские ремни обладают большой гибкостью, но требуют значительного предварительного натяжения ремня. Кроме того, плоский ремень не так устойчив на шкиве, как клиновый или поликлиновый.

2. По взаимному расположению валов и ремня:

- с параллельными геометрическими осями валов и ремнем, охватывающим шкивы в одном направлении - открытая передача (шкивы вращаются в одном направлении (Рис. 3,а));

- с параллельными валами и ремнем, охватывающим шкивы в противоположных направлениях - перекрестная передача (шкивы вращаются во встречных направлениях (Рис. 3,б));

- оси валов перекрещиваются под некоторым углом (чаще всего 90°, Рис. 3,в) - полуперекрестная передача;

- валы передачи пересекаются, при этом изменение направления потока передаваемой мощности осуществляется посредством промежуточного шкива или ролика - угловая передача (Рис. 3,г).

Рисунок 3 - Схемы расположения валов ременных передач

3. По числу и виду шкивов, применяемых в передаче:

- с одношкивными валами;

- с двушкивным валом, один из шкивов которого холостой;

- 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 наличию вспомогательных роликов:

- без вспомогательных роликов, с натяжными роликами (Рис. 3,д);

- с направляющими роликами (Рис. 3,г).



3 Достоинства и недостатки ременных передач

Достоинства ремённых передач:

1. Простота конструкции и малая стоимость;

2. Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 метров);

3. Плавность и бесшумность работы;

4. Смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня;

5. Возможность работы с высокими частотами вращения;

6. Предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки и ударов;

7. Защита от перегрузки за счет проскальзывания ремня по шкиву;

8. Высокий КПД (до 98 %);

9. Низкая стоимость.

Недостатки ремённых передач:

1. Большие габаритные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей;

2. Малая долговечность ремня в быстроходных передачах;

3. Большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня;

4. Непостоянное передаточное число из-за неизбежного упругого проскальзывания ремня;

5. Неприменимость во взрывоопасных местах вследствие электризации ремня.

6. Необходимость, за редкими исключениями, устройств для натяжения ремня;

7. Необходимость предохранения ремня от попадания масла.



4 Область применения ременных передач

Ременные передачи применяют в большинстве случаев для передачи движения от электродвигателя, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние a должно быть достаточно большим, а передаточное число u не строго постоянным (в приводах станков, транспортеров, дорожных и строительных машин и т. п.).

Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 кВт и в редких случаях достигает 1500 кВт. Скорость ремня u = 5...50 м/с, a в сверхскоростных передачах может доходить до ~100 м/с.

Ограничение мощности и нижнего предела скорости вызвано большими габаритами передачи. В сочетании с другими передачами ременную передачу применяют на быстроходных ступенях привода.

Ременные передачи, как правило, применяют между параллельными валами, вращающимися в одну сторону. Реже встречаются перекрестные и полуперекрестные передачи, позволяющие получить реверсивное вращение или передать движение на валы с непараллельными осями. Достаточно редко применяют в настоящее время угловые передачи.

Наиболее широкое распространение в машинах имеют плоские и клиновые ремни. Плоские ремни применяют как простейшие, испытывающие напряжения изгиба на шкивах; клиновые и поликлиновые - в связи с их повышенной тяговой способностью. Многопрофильные ремни состоят из двух - четырех клиновых, соединенных между собой тканевым слоем, и применяются вместо комплектов клиновых ремней. Зубчатые ремни используют благодаря тому, что они обладают достоинствами передач зацеплением. Круглые и квадратные ремни применяют для передачи малых мощностей, преимущественно в приборах. Клиновые ремни в передаче применяют комплектом по несколько штук, чтобы варьировать нагрузочную способность и избежать больших напряжений изгиба у одного ремня, который получился бы увеличенного сечения. Плоские ремни применяют по одному в передаче.



5 Характеристика ременных передач разных типов

5.1 Плоскоременные передачи

Плоскоременные передачи применяют при скорости от 5 до 100 м/сек для передачи мощности до 50 кВт и передаточном числе i <6. Как правило, применяются следующие типы ремней:

1. Тканевые прорезиненные;

2. Синтетические (капроновые);

3. Кожаные;

4. Хлопчатобумажные.

Способы соединения концов ремней конечной длины:

1. Склеивание прорезиненных ремней. Концы ремня расслаивают и срезают ступеньками длиной около 0,6 ширины ремня каждая и склеивают резиновым клеем с последующим прикатыванием роликом и вулканизацией.

2. Склеивание кожаных ремней. Концы ремня срезают под острым углом по ходу ремня на длине от 100 мм (при малой ширине) до 175 мм (при ширине свыше 150 мм). Клей для кожи должен оставаться эластичным после высыхания. Соединяемые концы прикатывают роликом, зажимают между двух пластин и просушивают.

3. Сшивка сыромятными ремешками или жильной струной. Ведется внахлестку, с накладкой (при скорости меньше 10 м/сек) или встык (при скоростях менее 20 м/сек). Отверстия в ремне пробивают пробойником, а в тканых ремнях прокалывают шилом в шахматном порядке в два или более ряда. Концы ремня в месте стыка для предохранения от растрескивания прошивают тонкой жилой.

4. Соединение металлическими соединителями двух типов:

- жесткими при скорости <10-15 м/сек и значительных диаметрах шкивов с помощью скрепок, скобок, заклепок, накладок с винтами и др.;

- шарнирными при скорости <15-25 м/сек с помощью проволочных крючков, соединяемых металлическими или жильными стержнями, и спиралей.

Шкивы для плоскоременных передач изготавливают литыми, кованными, штампованными, сварными цельными или сборными. Наибольшее распространение получили литые шкивы из чугуна марки СЧ15, которые применяют при скоростях не более 30 м/сек. Стальные литые или сварные шкивы допускают скорости до 60 м/сек. Для снижения центробежных сил при высоких скоростях применяют шкивы из алюминиевых сплавов и пластмасс (текстолит, волокнит).

5.2 Клиноременные передачи

Клиновые ремни имеют трапециевидное поперечное сечение. Ремни работают на шкивах с канавками соответствующего ремню профиля. Профили ремней и канавок шкивов имеют контакт только по боковым (рабочим) поверхностям ремней и боковым граням канавок шкивов. Между внутренней поверхностью ремня и дном канавки шкива должен быть зазор. В передаче часто применяют несколько клиновых ремней (комплект).

Клиновые ремни выполняются бесконечными прорезиненными, трапецеидальной формы с несущим слоем в виде нескольких слоев корда, ткани или шнура. В зависимости от соотношения ширины и высоты ремни изготовляют трех типов: нормального, узкого и широкого, применяемого в бесступенчатых передачах (вариаторах).

Шкивы имеют в ободе канавки под клиновой ремень. Угол канавок варьируется в диапазоне от 34° до 40° и зависит от диаметра шкива. Чаще всего шкивы для клиноременных и поликлиноременных передач изготавливают точеными или литыми (шкивы большого диаметра). Материал шкивов - чугун, сталь, алюминиевые сплавы. Для уменьшения износа ремня боковые (рабочие) поверхности канавок шкива полируют.

Диаметр d цилиндра, на котором расположен нейтральный слой надетого на шкив ремня, называют расчетным диаметром шкива.

Достоинством клиноременных передач по сравнению с передачами плоским ремнем является то, что благодаря повышенному (до трех раз) сцеплению ремня со шкивами, обусловленному эффектом клина, они могут передавать большую мощность, допускают меньший угол обхвата на малом шкиве, а следовательно, допускают меньшее межосевое расстояние а.

Клиноременная передача со шкивами специальной конструкции допускает бесступенчатое регулирование скорости (ременные вариаторы). Недостатками являются большие напряжения изгиба вследствие значительной высоты ремня, большие потери на внешнее и внутреннее трение, большая стоимость изготовления шкивов и неодинаковая работа ремней в комплекте вследствие отклонений в их длине.

Передачи клиновыми ремнями рекомендуют применять при малых межосевых расстояниях, больших передаточных числах, вертикальном расположении осей валов. Их можно встретить в приводах станков, промышленных установок, вентиляторов, в транспортных, дорожно-строительных и сельскохозяйственных машинах.

Клиновые передачи применяют для мощностей до 200 кВт.

5.3 Поликлиноременные передачи

Поликлиновые ремни - бесконечные плоские ремни с продольными ребрами - клиньями, входящими в кольцевые клиновые канавки на шкивах. В поликлиновых ремнях корд из высокопрочного полиэфирного шнура расположен в тонкой плоской части. Резина над кордом и по ребрам ремня защищена оберткой. Выпускают также ремни без обертки, обеспечивающие коэффициент трения в 2 раза выше, чем при наличии обертки, что увеличивает тяговую способность, позволяет снижать предварительное натяжение.

Шкивы для поликлиновых ремней изготавливают аналогично шкивам для клиноременных передач.

Поликлиновые ремни сочетают достоинства ремней плоских (гибкость) и клиновых (высокая тяговая способность). Благодаря высокой гибкости допускают применение шкивов малых диаметров.

Поликлиновые ремни могут работать при скоростях до 65 м/сек. Рабочая поверхность расположена по всей ширине ремня, что обусловливает высокую нагрузочную способность: при одинаковой передаваемой мощности ширина b поликлинового ремня существенно меньше ширины комплекта клиновых ремней нормальных сечений.

Поликлиновую передачу применяют при мощностях до 1000кВт. Малая масса ремня способствует снижению уровня его колебаний.

К недостаткам поликлиноременных передач относится высокая чувствительность к относительному осевому смещению шкивов и отклонению от параллельности осей валов.

5.4 Зубчато-ременные передачи

Зубчатые ремни выполняют плоскими с поперечными зубьями на внутренней поверхности. При работе передачи зубья ремня входят во впадины соответствующего профиля на шкивах. Передача зубчатым ремнем работает по принципу зацепления.

Зубчатое зацепление ремня со шкивом устраняет скольжение и необходимость в большом предварительном натяжении, уменьшает влияние угла обхвата (межосевого расстояния) на тяговую способность, что позволяет уменьшить габариты передачи и реализовать большие передаточные числа.

Ремни изготовляются замкнутой длины из неопрена или полиуретана и армируются металлическим тросом. Зубья ремней имеют трапецеидальную или полукруглую форму. Во избежание схода ремня шкивы имеют по одному ограничительному диску с разных сторон либо малый шкив имеет два диска с обеих сторон.

Достоинства передач зубчатым ремнем: постоянное передаточное число, малое межосевое расстояние, небольшие нагрузки на валы и подшипники, большое передаточное число (i <12), низкий уровень шума и отсутствие динамических нагрузок вследствие эластичности ремня и упругости зубьев.

Недостатки передач зубчатым ремнем: сравнительно высокая стоимость, чувствительность к отклонению от параллельности осей валов.

Передачу зубчатым ремнем применяют как в высоконагруженных передачах (например, кузнечно-прессовое оборудование), используя ее высокую тяговую способность, так и в передачах точных перемещений (в связи с постоянством передаточного числа): приводы печатающих устройств ЭВМ, киносъемочная аппаратура, робототехника и др.

Мощность, передаваемая зубчатым ремнем, до 100кВт;   скорость ремня - до 60м/сек;   КПД передачи з = 0,94...0,98.В зависимости от способа изготовления зубчатые ремни выпускают двух видов: сборочные и литьевые.

5.5 Круглоременная передача

Круглоременная передача применяется для передачи малых мощностей. В таком типе передач применяют кожаные, хлопчатобумажные, текстильные или прорезиненные ремни диаметром 4...8 мм. Шкив имеет канавку полукруглой или клиновидной формы с углом 40°.



6 Рекомендации по конструированию ременных передач

1. Для удобства надевания и замены ремней шкивы передач должны быть установлены консольно - на концы валов и как можно ближе к опоре (для уменьшения момента, изгибающего вал).

2. Для создания предварительного натяжения ремня и компенсации его удлинения при эксплуатации в конструкции ременной передачи должно быть предусмотрено устройство для натяжения ремня. Обычно это устройство используют и для установки нового ремня в передаче.

3. Рекомендуется ведомую ветвь передачи располагать сверху для увеличения угла обхвата б₁ при провисании ремня. При установке натяжного ролика его следует располагать на ведомой ветви внутри контура передачи.

4. На поверхности обода шкивов плоскоременных передач, работающих со скоростью более 40 м/сек, необходимо протачивать кольцевые канавки для выхода из-под ремня воздуха, вовлекаемого в зазор между набегающей ветвью и шкивом и снижающего их сцепление.

5. Во избежание повышенного изнашивания ремней шероховатость рабочей поверхности шкива не должна быть больше Rа 2,5 мкм.

6. Клиновые ремни не должны выступать за пределы наружного диаметра шкивов, в противном случае кромки канавок быстро разрушат ремень.



7 Геометрические соотношения в ременной передаче

Межосевое расстояние а определяется конструкцией привода для плоскоременных передач:

,

для клиноременных и поликлиноременных передач:

,

где d1 и d2 -- диаметры шкивов; h -- высота сечения ремня.

2. Расчетная длина ремня L равна сумме длин прямолинейных участков и дуг обхвата шкивов

При наличии сшивки длину ремня увеличивают на L= 100...400 мм.

3. Угол обхвата ремнем малого шкива

Для плоскоременной передачи , для клиноременной и поликлиноременной .

Рисунок 4 Геометрические параметры ременной передачи



Заключение

В настоящее время зарубежными и отечественными производителями налажен выпуск различных новых конструкций ремней, что позволяет существенно расширить область применения ременных передач.

К сожалению, ситуация, сложившаяся в области образования, науки и производства в нашей стране за последние десятилетия, существенно затрудняет возможность использования этих разработок на отечественных предприятиях. Многие справочники и учебники содержат устаревшую информацию и не отражают успехов в области разработки новых конструкций приводных ремней. Некоторые разработки и технологии, ставшие стандартом за рубежом, в нашей стране остаются мало изученными и не внедряются. В технических университетах и институтах такая дисциплина, как детали машин, преподается по учебникам 1980-х гг. или по мало отличающимся от них переизданиям. В связи с этим молодой специалист, поступающий после окончания вуза на производство, обладает уже заведомо устаревшей информацией, и ему приходится изучать все с нуля методом проб и ошибок. В результате оборудование, которое произведено по устаревшим рекомендациям, не обладает конкурентными преимуществами на рынке.



Список использованных источников

1. k-a-t.ru [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://k-a-t.ru/detali_mashin/21-dm_remen1/index.shtml - Ременные передачи. - (Дата обращения: 04.05.2020).

2. vtk34.narod.ru [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://vtk34.narod.ru/detalimashin_lek/book/book13.htm - Ременные передачи. - (Дата обращения: 04.05.2020).

3. studme.org [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://studme.org/84697/tehnika/remennye_peredachi - Ременные передачи. - (Дата обращения: 04.05.2020).

Размещено на Allbest.ru

...