7 РЕМЕННАЯ ПЕРЕДАЧА +2014+


РеменнЫЕ передачИ (2014)
1.ВВЕДЕНИЕ
176212510287000
Ременная передача (РП) — это передача механической энергии при помощи гибкого элемента (ремня) за счёт сил трения или сил зацепления (зубчатые ремни).
51263551105535004605655275590008020052890520004796790215519000История ременного привода ведет свое начало с далеких времен античности. Их роль выполняли пеньковые канаты, которые были весьма недолговечны отчасти из-за низкого качества обработки деревянных роликов. Пеньковый канат был заменен кожаным плоским ремнем только в XVII веке. Это были полоски грубо выделанной кожи, сшитые в кольца суровыми нитками. Поскольку кожа имеет свойство растягиваться, то для предотвращения проскальзывания ремня на шкивах конструкторы ввели в ременной привод натяжной ролик. Благодаря этому элементу увеличивался и угол обхвата. РП широко использовали в качестве привода прялок, токарных и точильных станков, а позже посредством ремней передавали вращение от паровой машины сразу на несколько десятков станков в цехах ткацких и машиностроительных предприятий. РП сыграли огромную роль в развитии техники, однако с появлением недорогих и компактных электродвигателей они постепенно ушли в тень. Конструкторы и изобретатели решили, что куда проще снабдить каждый механизм индивидуальным электроприводом. Во многих случаях это было справедливо, и только в автомобилях, дорожной, сельскохозяйственной и другой транспортной технике полностью отказаться от РП не удалось. Потом для повышения несущей способности ременной передачи рабочую поверхность ремня начали выполнять в виде клина. Отсюда и пошло название - клиноременная передача. Это стало отправной точкой широкого применения ремней в технике, в том числе и в автомобильной. Ведь ремень позволяет от одного привода привести во вращение сразу несколько механизмов. Для компактных современных автомобилей, у которых мало места под капотом, это очень важно. В автомобилях ремни используют для приводов насосов охлаждающей жидкости, генераторов, компрессоров, кондиционеров, насосов гидроусилителей рулевого управления и некоторых других навесных устройств. За время своей эволюции ременная передача претерпела огромное количество усовершенствований и модернизаций. В ходе их рос передаваемый крутящий момент, увеличивалась скорость работы передачи, расширялся температурный диапазон ее полноценного функционирования, увеличивался срок службы. Каждый шаг в развитии делался благодаря появлению новых материалов, совершенствованию конструкции привода.
Кроме этого, во многих моделях современных двигателей с помощью ремней приводят в действие механизмы газораспределения (ГРМ), топливные и масляные насосы.
50419006477000РП привлекают конструкторов следующими достоинствами:
Чрезвычайно просты по конструкции и дёшевы: - отсутствие корпуса и смазочной системы
- простота обслуживания (отработанные клиновые ремни можно быстро и легко заменить с минимальным временем простоя машины),
519112535560000- простота эксплуатации (передаточное отношение можно легко изменить, применяя ступенчатые шкивы и перекладывая ремень с одних ступеней на другие, - при использовании РП в вариаторах, достигается бесступенчатое регулирование).
2. Работают плавно и практически бесшумно,
3. Предохраняют от резких колебаний (вибраций) нагрузки и ударов
4. Защищают от перегрузок за счет проскальзывания ремня по шкиву;
5. Способны передавать большие мощности (в случае клиновых, зубчатых и поликлиновых передач – до 400 кВт ,500 кВт и 1000 кВт соответственно)
6. Работают при высоких оборотах (до 30-50 м/с для клиновых и до 100 м/с для поликлиновых передач);498856050165007. Передача движения на значительные расстояния (большая свобода подбора межосевого расстояния)
8. Мало чувствительны к взаимоустановки валов.
9. Делают возможным разделение мощности, то есть перенос привода с одного вала на другие. 
Главные из недостатков:
1. Относительно невысокий срок службы,
2. Высокие нагрузки на валы и опоры из-за натяжения ремня;
3. Неизбежное проскальзывание ремня (не относится к зубчатым ремням);
4. Опасность попадания масла на ремень;
5. Большие габариты передачи;
6. Потребность в натяжных устройствах;
КЛАССИФИКАЦИЯ РП
353441014033500
По конструкции (профилю) ремней.
РП в процессе развития техники совершенствовались, плоский ремень с прялок, точильных и токарных станков эволюционировал в клиновые, поликлиновые, многопрофильные и зубчатые ремни.
Конструкция приводного ремня постоянно развивается, и на сегодняшний день он представляет собой высокотехнологичный продукт, соответствующий условиям работы современных агрегатов.
-1073157429500Ремни должны обладать:
--высокой прочностью при переменных напряжениях,
--износостойкостью,
--максимальным коэф. трения на рабочих поверхностях,
--минимальной изгибной жесткостью
--максимальной поперечной жесткостью
35680657112000
5226050124396500Клиновые - имеют поперечное сечение в виде трапеции и осуществляют передачу крутящего момента боковыми поверхностями. Для изготовления ремней применяют специальные маслобензостойкие резины. Корд служит для увеличения прочности ремня, уменьшения его растяжения при установке и в процессе эксплуатации. Ремни с кордом из кевлара имеют высокую прочность, практически не вытягиваются (модуль упругости при растяжении E=2500 МПа, в отличие от E=300…600 МПа для корда из других волокон). Для увеличения гибкости ремней их могут изготавливать с ребрами (зубьями) на внутренней поверхности (клиновые зубчатые). Все клиновые ремни плохо переносят "обратный перегиб", при котором растягиваются внутренние слои. Для передачи большого крутящего момента при сохранении небольших диаметров шкивов на автомобильных двигателях применяют передачу со сдвоенными шкивами и ремнями одного размера.
472376520193000546989018034000Поликлиновые ремни имеют на внутренней стороне несколько продольных клиновидных выступов (клиньев, ручейков), за счет чего могут передавать больший крутящий момент, чем клиновые. Меньшая высота поперечного сечения обеспечивает большую гибкость, как при "прямом" так и при "обратном" изгибе. Позволяют приводить во вращение все навесное оборудование двигателя одним поликлиновым ремнем. Срок службы таких ремней в 2-3 раза больше, чем клиновых.
5375910520700041751251079500Многопрофильные ремни состоят из двух – четырех клиновых, соединенных между собой тканевым слоем и применяются вместо комплектов клиновых ремней.
Круглые ремни выполняют резиновыми диаметром от 3 до 12 мм, используются для передачи небольших мощностей в приборах и бытовой технике.
450278511112500Зубчатые ремни применяемые для привода ГРМ и вспомогательных агрегатов в зависимости от конфигурации зубьев шестерен имеют либо скругленные либо трапецеидальные зубья. И та и другая формы обеспечивают относительную бесшумность работы привода. Благодаря практически нерастяжимому каркасу ремень (подобно зубчатой передаче) точно синхронизирует вращение ведущего и ведомого валов и при этом оказывает минимальную нагрузку на подшипники. Последнее очень важно, так как натяжные ролики и подшипники валов приводимых ремнем агрегатов по сути есть слабое звено в ременной передаче.

-8191525463500По расположению валов и наличию натяжных роликов
3. РАСЧЕТНАЯ ГЕОМЕТРИЯ КОНТУРА ПЕРЕДАЧИ
222250290195003.1. Двухшкивная передача.
Межосевое расстояние α в проектном расчёте может быть выбрано:
1. По заданным требованиям к конструкции передачи;
2. По требованию минимальных габаритов αmin= 0,5dw1(1+i)+10 мм
3. По рекомендуемой частоте пробегов [U]=3…5 сек-1, определяют необходимую длину ремня L= πdw1∙n1/60[U] и далее расстояние α.
Поправки на межосевое расстояние:
Для учета плюсового допуска на длину ремня
и его вытяжку при эксплуатации: x=0,02∙L∙sin0,5∙αw1.
Для учета минусового допуска на длину ремня, усадку при хранении и обеспечения свободного надевания ремня на шкивы: y=0,0125∙L∙sin0,5∙αw1.
3.2 Передача с натяжным шкивом
041719500Предварительный расчет ведется для условной двухшкивной передачи без натяжного шкива с ремнем длиной L по формулам, указанным выше.

4. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ И СИЛОВЫЕ СООТНОШЕНИЯ
Скорость ремня v=πn1dw1 /60000. Ремни допускают скорость до 35 (45) м/с.
Передаточное отношение: i=n1 /n2 .
46151807810500 Относительное скольжение: ξ=1– dw2 /(dw1∙i)
В расчётах принимается ξ=0,02...0,05
Окружная сила Ft=F1– F2=2000T1 /dw1
F0 , F1 и F2 - сила начального натяжения ремня, ведущей и ведомой ветвей под нагрузкой;
Это уравнение устанавливает изменение натяжения ветвей в зависимости от нагрузки T1, но не показывают нам тяговую способность передачи, которая связана с силой трения между ремнём и шкивом.
045910500Такая связь установлена Л.Эйлером с помощью дифференциального анализа.
Полученные формулы устанавливают связь натяжения ремней с передаваемой нагрузкой Ft , коэффициентом трения f и углом обхвата α.
Они позволяют вычислить минимальное предварительное натяжение ремня Fo, при котором уже станет возможной передача требуемого вращающего усилия Ft.
4.1 Скольжение в передаче
Исследования Н. Е. Жуковского показали, что в ременных передачах следует различать два вида скольжения ремня по шкиву: упругое скольжение и буксование.
1465580201231500Упругое скольжение наблюдается при любой нагрузке передачи, а буксование - только при перегрузке. Природа упругого скольжения может быть установлена из описанного ниже опыта. На рис. изображен ремень на заторможенном шкиве (момент торможенияТ ). В начале опыта к концам ремня подвешивают равные грузы G. Под действием этих грузов между шкивом и ремнем возникают некоторое давление и соответствующие ему силы трения. В этом состоянии левую ветвь ремня нагружают добавочным грузом G1. Если груз больше сил трения между ремнем и шкивом, то равновесие нарушится и ремень соскользнет со шкива. В противном случае состояние равновесия сохранится. Однако при любом малом грузе G1 левая ветвь ремня получит некоторое дополнительное удлинение. Величина относительного удлинения, постоянная для свободной ветви ремня, будет постепенно уменьшаться на дуге обхвата и станет равной нулю в некоторой точке С. Положение точки С определяется по условию равенства груза G1 и суммарной силы трения, приложенной к ремню на дуге АС. Дополнительное упругое удлинение ремня сопровождается его скольжением по шкиву. Это скольжение принято называть упругим скольжением, а дугу АС - дугой упругого скольжения. На дуге ВС ремень останется в покое. Эту дугу называют дугой покоя. Сумма дуг упругого скольжения и покоя равна дуге обхвата, определяемой углом α. Чем больше G1 тем больше дуга упругого скольжения и меньше дуга покоя. При увеличении G1 до значения, равного запасу сил трения, дуга покоя станет равной нулю, а дуга упругого скольжения распространится на весь угол обхвата - равновесие нарушится (буксование). По аналогии с этим в работающей ременной передаче роль грузов G выполняет сила натяжения ведомой ветви F2, а роль дополнительного груза G1 - окружная сила Ft. Разность натяжения ведомой и ведущей ветвей, создаваемая нагрузкой, вызывает упругое скольжение в ременной передаче. При этом дуги упругого скольжения располагаются со стороны сбегающей ветви (рис.)
Окружная скорость каждого шкива равна скорости набегающей ветви ремня. По мере роста нагрузки на передачу дуга скольжения растет, когда она достигает всей дуги охвата, начинается буксование передачи. При круговом движении ремня на него действует центробежная сила Fv=ρSv2,
где S - площадь сечения ремня. Центробежная сила стремится оторвать ремень от шкива и тем самым понижает нагрузочную способность передачи.
Силы натяжения ветвей ремня (кроме центробежных) воспринимаются опорами вала. Равнодействующая нагрузка на опору Fr ≈ 2Fo cos(β/2). Обычно эта радиальная нагрузка на опору в 2…3 раза больше передаваемой ремнём вращающей силы Ft.
211455260350005. Напряжения в ремне
4578350254381000
При этом напряжения изгиба не влияют на тяговую способность передачи, однако являются главной причиной усталостного разрушения ремня. Эти напряжения (рис.) используют в расчетах ремня на долговечность, так как при работе передачи в ремне возникают значительные циклические напряжения изгиба и в меньшей мере циклические напряжения растяжения из-за разности натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня.
4185920272415006. РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧИ С клиновым и поликлиновыМ РЕМНЁМ
3221355155956000Передачи с клиновыми и поликлиновыми ремнями рассчитывают одновременно по тяговой способности и ресурсу. Это обеспечивает отсутствие буксования ремня на шкивах и достаточную усталостную прочность ремня. Тяговая способность ремня определяется окружным усилием, которое способен передать ремень при заданных условиях работы. Тяговую способность ремней определяют на стендах, которые снабжены приборами и устройствами для замера крутящего момента и частоты вращения валов. Испытания ременных передач проводят при типовых условиях: v1=10 м/с, α1=1800.
Испытание на тяговую способность заключается в постепенном нагружении ремня, установленного на шкивы стенда под заданным натяжением до буксования.
В процессе испытания фиксируется величина скольжения ремня и КПД:
ξ=[(n1 – n2 i) /n1)]∙100% и η=Т2 /Т1 i
По результатам замеров для каждого нагружения определяется
коэффициент тяги ψ= Ft /2F0
2F0 – предварительное натяжение ремня
Расчет на тяговую способность основан на использовании кривых скольжения (рис.), которые строят в координатах ψ – ξ
Сумма натяжений ветвей при передаче полезной нагрузки: F1 + F2 =2νF0
ν- коэффициент относительного повышения начального натяжения.
В передачах 1-го типа - двушкивных передачах с автоматическим поддержанием постоянства силы воздействия на валы 2F0=const (α ≠const): ν =1
39795454889500
В передачах 2-го типа - двушкивных передачах с фиксированным межосевым расстоянием α =const :
В момент максимальной нагрузки Ft =F1 , F2= 0, и следовательно ψ=1. Однако экспериментально было обнаружено, что для передач с закрепленными валами значение ψ может превышать единицу и достигать 1,5...2,0, т.е. 2F0=F1+F2, для этих передач не является постоянной величиной. Объясняется этот эффект перераспределением деформаций в ветвях ремня и на дугах обхвата, а также влиянием изгибной жесткости ремня, проявляющихся при повышении нагрузки. Кривые скольжения и КПД показывают, что оптимальная нагрузка ременной передачи лежит в зоне критического коэффициента тяги, где наибольший КПД. При меньших нагрузках передача недоиспользуется. Переход за критическое значение коэффициента тяги допустимо только при кратковременных перегрузках. Работа в этой области связана с повышенным износом ремня, потерями энергии в передаче и снижением скорости на ведомом шкиве. Средние значения ψк, полученные из испытаний при типовых режимах, для клиновых ремней ψ к=0,7.
Тяговая способность зависит от:
- свойств ремня (модуля упругости при растяжении и сжатии, коэфф. трения).
- натяжения ремня,
- скорости,
- площади контакта ремня со шкивом (угла обхвата шкивов)
Расчёт передачи с клиновыми и поликлиновыми ремнями проводят в 4 этапа:
Выбирают сечение ремня
Определяют допускаемую мощность[Р]0 , [Р]10 для выбранного сечения клинового или поликлинового ремня с десятью ребрами
Рассчитывают необходимое число ремней z или ребер z в ремне;
Определяют оптимальное предварительное (начальное) натяжение F0 ремня и метод его контроля, силу воздействия на валы Fa передачи.
30480438150001. В зависимости от вращающего момента T1 по табл. или по графикам выбирают сечение ремня и определяют диаметр малого шкива
2. Принципиально для всех фрикционных ременных передач может иметь место:
[Р]0 =Р0 Сгде С= Сα СL Ср Сz CV CH CT CM
Коэффициенты учитывают:
-- угол обхвата меньшего шкива Сα -- длину ремней СL
-- режим работы Ср -- числа ремней в комплекте Сz
-- тип передачи CT -- наличие натяжного ролика CH
-- скорость CV -- вид материала тягового слоя CM
Р0 - табличная мощность, номинальная для конкретного ремня в зависимости от его специализации (нормальный, узкий, поликлиновой вариаторный ремень,).
Специализация клиновых ремней диктует необходимость применения или неприменения отдельных из указанных коэффициентов. Например, Сz вызвана неравномерной нагрузкой отдельных ремней в комплекте из-за технологического разброса их длин и модулей упругости; CT отражает конструктивные особенности вариаторных ремней, которые ужесточают или облегчают условия работы ремня в 049530000сравнении с оптимальной конструктивной схемой, обеспечивающей симметричное регулирование обоих шкивов.
3. Рассчитывают необходимое число ремней z или ребер z в ремне
-520708318500
4. Определяют оптимальное предварительное (начальное) натяжение F0 ремня
455295016751300029337011620500
7.НАТЯЖНЫЕ УСТРОЙСТВА
Натяжные устройства служат для обеспечения:
1. Предварительного натяжения, 2. Компенсации вытяжки и отклонений длины ремней, 3. Надевания новых ремней.
Натяжное устройство должно обеспечивать изменение межосевого расстояния в пределах от 0,97α до 1,06α.
Наиболее распространены следующие схемы:
- перемещением электродвигателя (рис., а);
- поворотом плиты с электродвигателем (рис.,6);
- оттяжным (рис., в) или натяжным (рис.,г) роликом.
В устройствах, приведенных на рис. выше, натяжение ремней создают исходя из условия передачи наибольшего возможного момента.
45643809842500
На рис. ниже приведены схемы самонатяжных устройств:
-окружной силой на шестерне (рис.,а);
-реактивным моментом на корпусе редуктора (рис.,б);
-реактивным моментом на корпусе электродвигателя (рис.в).
В самонатяжных устройствах сила натяжения ремней автоматически изменяется пропорционально передаваемому моменту. Это способствует сохранению ремней и увеличению их ресурса. Передачи с автоматическим натяжением нереверсивны.
8. ЗУБЧАТОРЕМЁННЫЕ (СИНХРОННЫЕ) ПЕРЕДАЧИ
3885565729615005108575952500Конструирование зубчатых ремней было впервые предпринято компанией Л.Х.Гилмер в 1940 г. Эти ремни предназначались для создания таких механических передач, которые занимали бы промежуточное место между цепными и гибкими ременными передачами. Зубчатоременные передачи передают вращение путем зацепления зубьев ремня с зубьями шкива, а не посредством сил трения. Это качественно новый тип передачи – синхронный.
Ремни зубчатые  находят свое применения в промышленных и бытовых установках, передачах станков, механизмах газораспределения и на многих автомобильных двигателей. Главная особенность зубчато-ременных передач - синхронность и возможность передачи высоких нагрузок при небольших начальных натяжениях. Ремень зубчатый позволяет уменьшить нагрузку на опоры валов и подшипники механизма передачи. Зубчато-ременные передачи не требуют смазки, могут работать с пониженным уровнем шума при высоких скоростях, имеют малую вытяжку, что упрощает конструкцию натяжного устройства передачи.
Все зубчатые ремни можно разделить на следующие категории:
По материалу ремня: резина или полиуретан;
По форме зуба: трапецеидальная, полукруглая;
30587955080000Зубчатые ремни с полукруглым зубом хорошо подходят для передачи высокой мощности в силовых приводах с высоким крутящим моментом. Криволинейная геометрия зубцов исключает концентрацию механических напряжений у основания зубца, обеспечивая тем самым повышение нагрузочной способности и более длительный срок службы ремня.
По конструкции: односторонний или двухсторонний зуб.
Двухсторонние зубчатые ремни позволяют менять направление вращения нескольких синхронизированных шкивов с помощью одного ремня.
Некоторые компании производят ремни зубчатые по своим стандартам.
9. РАСЧЕТ СИНХРОННОЙ ПЕРЕДАЧИ
45974088074500Наиболее типичные повреждения, приводящие к отказу: износ зубьев ремня; отрыв зубьев ремня от основания вследствие образования усталостной трещины; расслоение основания зубчатого ремня; повреждение зубьев или основания ремня вследствие нарушения зацепления; износ боковой поверхности ремня; усталостное разрушение и разрыв корда. Анализ отказов передач позволяет заключить, что основными причинами являются потеря несущей способности вследствие износа и отрыва зубьев ремня от основания, а также нарушение зацепления зубьев ремня и шкива.
-2730518161000
Тестовые задания
03.13.5.
Для правильной работы с наибольшим КПД клиноременной передачи, угол обхвата ремнем малого шкива должен быть...
больше 120º
меньше 120º
меньше 60º 03.13.3.
Расчет клиноременной передачи
сводится к...
подбору сечения и числа ремней
определению её геометрических параметров
расчету ремней на долговечность
определению межосевого расстояния передачи
03.13.6
Натяжные устройства ремённых передач предназначены для...
Компактности механизма
Бесшумности работы меанизма
Получения постоянства передаточного отношения
Уменьшения упругого и геометрического скольжения 03.13.7
Ведущая ветвь ремённой передачи на рисунке указана цифрой ...
1
2
3
4
03.13.8
Для ременных передач по формуле: z=10Рw /[P]10 находят...
Число клиновых ремней
Число рёбер в ремне
Число необходимых шкивов в передаче
Число ведущих ветвей передачи 03.13.9
Передачи с клиновыми и поликлиновыми ремнями рассчитывают одновременно по...
растяжению и изгибу
тяговой способности и ресурсу
усталостной прочности
отсутствию разрыва ремня
03.13.10
Для ременных передач по формуле:
ξ=[(n1 – n2 i) /n1)]∙100% находят...
коэффициент тяги
КПД
коэффициент скольжения ремня
коэффициент трения 03.13.11
Коэффициент тяги для ремённой передачи рассчитывается по формуле...
η=Т2 /Т1 i
ψ= Ft /2F0
ξ=[(n1 – n2 i) /n1)]∙100%
i=n1 /n2
03.13.12
Какие ремни имеют большую гибкость?
Клиновые
Поликлиновые
Многопрофильные
круглые 03.13.13
Где напряжение в ремне максимальное?
1
2
3
03.13.14
Сечение ремня выбирают в зависмости от...
скорости и коэффициента тяги
диаметра малого шкива и вращающего момента на нём
КПД и коэффициента скольжения ремня
диаметра большего шкива и вращающего момента на нём 03.13.15
На рис. приведена схема самонатяжного устройства...
окружной силой на шестерне
реактивным моментом на корпусе редуктора
реактивным моментом на корпусе электродвигателя
03.13.16
Для ременных передач по формуле: Fv=ρSv2 находят...
силу начального натяжения ремня
силу ведущей ветвей под нагрузкой
силу ведомой ветвей под нагрузкой силу центробежную 03.13.17
Для ременных передач в формуле:o=Fo /S ,
S - это...
Коэффициент запаса
Межосевое расстояние
Площадь сечения ремня
Скольжение ремня
03.13.18
Как определяется "полезное" напряжение (от полезной нагрузки) в ремне?
= Fo /S
= Ft /S
=δ Еи /D
=Fv /S. 03.13.19
На рис. приведён график...
Кривых усталости
Кривых скоростей
Кривых скольжения
Кривых гиперболлы

Приложенные файлы

  • docx 14655398
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий