Ременные передачи

1. Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого Институт металлургии, машиностроения и транспорта Кафедра

«Машиноведение и основы конструирования»
Е.А. Тарасенко
Лекция
Механические передачи
Ременные передачи
Детали машин
Слайды видеолекций для бакалавров технических направлений
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
2015
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2015 ©

2. Устройство ременной передачи

Основными элементами ременных передач являются шкивы
с натянутым на них ремнем. Один - ведущий шкив. Ведомых
может быть 1, 2 или более. Кроме того, используются
натяжные устройства. Это один из старейших типов
передач, имеющих и сейчас широкое применение.

3.

4. Достоинства ременных передач

Большие межосевые расстояния.
Плавность и бесшумность.
Высокие допустимые скорости.
Демпфирующие свойства.
Предохранение от перегрузок за счет
буксования.
6. Простота конструкции.
7. Простота эксплуатации (не требуется
смазки).
1.
2.
3.
4.
5.

5. Недостатки ременных передач

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Повышенные габариты (~ в 5 раз)
Непостоянство передаточного отношения
(вызванное зависимостью скольжения от нагрузки)
Повышенные нагрузки на валы и опоры (из-за
натяжения ремня)
Низкая долговечность ремней
Возникновение статического электричества (нельзя
использовать во взрывоопасном и пожароопасном
помещении)
Ременные передачи применяют прежде всего там,
где по условиям компоновки требуются большие
межосевые расстояния.
Мощность ременных передач обычно не
превышает 50кВт.

6. Классификация ременных передач

плоскоременные
клиноременные
круглоременные
зубчатые (с зубчатыми ремнями)

7.

8. Плоскоременные ременные передачи

• открытая передача (параллельное расположение валов и
одинаковое направление вращения)
• перекрестная передача (при параллельном расположении
валов и вращение шкивов в обратном направлении)
• полу перекрестная передача (оси валов перекрещиваются
под углом)
• угловая передача

9.

10.

11.

12. Коэффициент полезного действия ременных передач

К.П.Д. ременных передач определяется потерями на
скольжение ремня, внутреннего трения в ремне,
сопротивлением воздуха и потерями в опорах шкивов.
Для нормальных условий работы можно принимать:
• =0,93…0,98 – для плоскоременных передач
• =0,92…0,97 – для кордошнуровых клиноременных
передач
• =0,87…0,93 – для кордотканевых клиноременных передач
• =0,88…0,96 – для зубчато ременных передач.

13. Материалы и конструкции шкивов

Сталь, чугун, алюминиевые сплавы, текстолит
Плоскоременные: один – цилиндрический, другой
бочкообразный (для устойчивости).
На малые диаметры – диск
На средние диаметры – обод со ступицей
На большие диаметры – обод со спицами

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22. Кинематические и геометрические соотношения

23. Окружные скорости

d1 n 1
1
;
60
d2 n2
2
.
60
Из-за скольжения 1 2 , 2 1 (1 ),
1 2
.
где
1

24. Передаточное отношение

n 1 1d 2
d2
u
n 2 2 d 1 d 1 (1 )
Величина зависит от нагрузки, поэтому u const ,
0,01...0,02
В расчетах часто не учитывают
d2
u
d1
a – межосевое расстояние
– угол между ветвями ремня
– угол обхвата ремнем малого шкива
d1 , d 2 – диаметры шкивов

25. Геометрический расчет

При геометрическом расчете обычно известны d1, d 2, a .
Необходимо определить длину ремня l и угол обхвата .
Межосевое расстояние a обычно принимают больше
минимального a amin .
Для плоскоременных передач - amin 2(d1 d2 ) ,
для клиноременных - amin 0,55(d1 d2 ) h ,
amax 2(d1 d 2 ) ,
где h - высота ремня.

26.

Вычисления проводят по приближенным формулам
180 ,
0
d 2 d1
sin
.
2
2a
Угол обычно не превышает 15 , поэтому можно
приближенно принять
sin
2 2
Тогда d 2 d1
2
2a
или
d 2 d1
d d1
, рад 57 2
, град
a
a
d 2 d1
180 180 57
, град
a
или
57d1 (u 1)
180
.
a
0

27.

Длина ремня
(d 2 d 1 ) 2
l 2a 0,5 (d 2 d1 )
4a
Межосевое расстояние принимают:
d1 d 2 a 2,5 d1 d 2
0,55 d p1 d p 2 a 1,5 d p1 d p 2
После выбора ремня уточняют межосевое расстояние
a
2l d 2 d 1
2l d 2 d1 2 8 d 2 d1 2
8

28.

29.

30.

31.

32. Долговечность ремня

Долговечность ремня оценивают по частоте цикла
напряжений, или частоте пробега
l
– окружная скорость
l – длина ремня
частоту пробега ограничивают
для плоских ремней v 3...5 c
для клиновых ремней v 10...20 c
Допускаемое значение “U” ограничивают косвенно длину
ремня и межосевое расстояние.

33.

34. Последовательность расчета плоскоременной передачи

Выбирается тип ремня в зависимости от условий работы.
Определяется диаметр меньшего шкива d1 по формуле
Саверина
P1
d 1 ( 115...135 )3
n1
d1 мм
P1 Вт
n1 об / мин
Значение d1 согласуют с ГОСТ 17383-73.

35.

Определяется окружная скорость и сравнивается с
допускаемой
d1 n 1
60
Определяется диаметр большего шкива d 2 и согласуется с ГОСТ
d 2 d1 u( 1 ) 0,015
Уточняется передаточное отношение и угловая скорость
ведомого вала. Допускается расхождение в пределах 5%.
Назначается величина межосевого расстояния.
Определяется угол обхвата ремнем меньшего шкива. При
1500 увеличивают межосевое расстояние или
применяют натяжной ролик.

36.

Определяют длину ремня.
Определяют частоту пробега ремня
L
При 5 увеличивают межосевое расстояние .
Вычисляют F
Определяют площадь поперечного сечения ремня
Ft
S b
F

37.

D min
Определяют
и сравнивают с допускаемым значением
, которые берут из таблицы.
D min
Определяют силу давления на вал (без учета силы тяжести
шкивов и ремня)
F 2Q 0 sin
2
;
Приближенно: для прорезиненных и кожаных ремней F 2,5Ft
для хлопчатобумажных ремней F 3Ft .
По результатам этих расчетов проводится расчет и
конструирование валов, подшипников, а при
необходимости, шкивов передачи.

38. Замечания

Учитывая необходимость уменьшения габаритов и
стоимости передач, конструктор обычно выполняет
параллельно несколько вариантов проектировочного
расчета:
а) в плоскоременных передачах в зависимости от
переменных значений / Dmin и a ;
б) в клиноременных передачах в зависимости от
применяемых профилей (типов) ремня и a .
Так как ремни, рассчитанные по тяговой способности
обычно удовлетворяют условию прочности max ,
то проверку ремня на прочность не выполняют.

39.

Величина допускаемого напряжения ремня.
0 1,8 МПа
хлопчатобумажные – 1,7
кожаные
– 2,2
прорезиненные
–2,25
K 0 удельное окружное усилие на единицу площади
поперечного сечения ремня, Н / мм 2.

40.

Прорезиненные ремни b=20…300 мм:
20, 25, (30), 40, 50, (60), 63, (70), 71, (75), 80, (85), 90, 100,
112, (115), 125, 160, 180, 200.
Толщина ремня (прорезиненный):
4,5 мм – 30, 40, 50, 60, 75, 90, 100
6,5 мм – 30…175
8,5 мм – 50…250
Толщина ремня (кожаный):
3 мм – 20, 25, 30
3,5 мм – (30), 40, (45), 50
4 мм – 60…80
4,5 мм – (85)…115
5 мм – 125, 140