4.4 Особенности клиноременной передачи

Сравним при прочих равных условиях силы трения о шкивы плоского и клинового ремней. Возьмем для этого одинаковые по длине весьма короткие отрезки таких ремней (рисунок 4.7). Каждый из отрезков натянут силами S, вследствие чего он прижимается к своему шкиву силой R, равной геометрической сумме сил S.

Поскольку принятые нами отрезки ремней малы по длине, то можно пренебречь кривизной шкивов и считать, что эти отрезки ремней опираются на плоские поверхности. В случае ремня плоского это наружная поверхность шкива (см. рисунок 4.7а), а в случае клинового – боковые поверхности канавки (см. рисунок 4.7б).

Напомним, что сила трения – это произведение силы нормального давления N на коэффициент трения . Для отрезка плоского ремня сила нормального давления N_пл = R. Отсюда сила трения о шкив отрезка плоского ремня

F_пл = N_пл· = R· . (4.9)

а – силы, действующие на отрезок плоского ремня; б – силы, действующие на отрезок клинового ремня.

Рисунок 4.7 – Иллюстрация к пояснению особенностей сцепления клинового ремня со шкивом

Для отрезка клинового ремня сила нормального давления на каждой из двух боковых поверхностей канавки (см. рисунок 4.7б) N_кл / 2 = R / 2 · sin(φ/2), а суммарная сила нормального давления на двух поверхностях N_кл = R / sin(φ/2). Отсюда сила трения отрезка клинового ремня о стенки канавки

F_кл = N_кл· = R· / sin(φ/2) . (4.10)

Заметим, что величину /sin(φ/2)= ^' называют приведённым коэффициентом трения. Для стандартных клиновых и поликлиновых ремней φ 40⁰. Этому углу соответствует ^' = / sin20⁰ ≈ / 0,34 ≈ 3 .

Таким образом, из приведенных рассуждений и формул следует, что клиновая форма ремня при прочих равных условиях увеличивает по сравнению с плоской формой сцепление со шкивом примерно в три раза (при φ = 40⁰). Это достоинство клинового ремня позволяет, не увеличивая в ремне максимальное растягивающее напряжение (оно определяется по формуле (4.8)), снизить несколько напряжение от предварительного натяжения и повысить одновременно полезное напряжение, т.е. увеличить нагрузочную способность передачи.

4.5 Общие требования к монтажу ременной передачи

Расчетом определяют такие главные параметры ременной передачи, как диаметры шкивов, тип и сечение ремня, количество ремней (для клиноременной передачи). Правильно выполненный расчет – это только одно из условий нормальной работы сконструированной передачи. В числе других важных условий, которые должны быть предусмотрены конструктором, выполнены при сборке и соблюдаться на протяжении всей эксплуатации передачи, назовем следующие:

а) правильное взаимное расположение шкивов передачи;

б) оптимальное предварительное натяжение ремня.

4.6 Регулирование взаимного расположения шкивов ременной передачи

4.6.1 У плоскоременной передачи оси шкивов должны быть параллельны (рисунок 4.8а), а кроме того, при шкивах бочкообразной формы средние плоскости шкивов (где диаметры максимальные) должны совпадать, т.е. не быть смещенными в осевом направлении (рисунок 4.8б). При невыполнении этих условий плоский ремень, во-первых, неравномерно нагружается по ширине, что снижает его долговечность, и, во-вторых, стремится сползти со шкивов.

4.6.2 У клиноременной передачи оси шкивов должны быть параллельны (рисунок 4.9а), а поперечные плоскости симметрии канавок должны совпадать (рисунок 4.9б), т.е. канавки не должны быть смещены в осевом направлении. Если условия эти не выполняются, то ремень дополнительно изгибается и прижимается к одной из стенок канавки, что снижает срок его службы.

а – оси шкивов непараллельны; б – средние плоскости бочкообразных шкивов смещены в осевом направлении.

Рисунок 4.8 – Иллюстрация погрешностей расположения шкивов плоскоременной передачи

а – оси шкивов непараллельны; б – канавки шкивов смещены в осевом направлении.

Рисунок 4.9 – Иллюстрация погрешностей расположения шкивов клиноременной передачи

4.6.3 В реальных передачах всегда имеются все погрешности расположения шкивов, показанные на рисунках 4.8 и 4.9. Полностью устранить их невозможно. Важно ограничить их величину допускаемыми пределами, которые приведены ниже /4, т.2, с. 493/, /12, с. 67/.

Тип передачи	Непараллельность осей шкивов на 100 мм длины оси не более, мм	Осевое смещение шкивов (канавок шкивов) на 1000 мм межосевого расстояния не более, мм
Плоскоремённая с прорезиненным ремнём	0,5	2,0
Клиноремённая	1,0	2,0
Поликлиновая	0,6	1,5

Правильное взаимное расположение шкивов предусматривает конструктор. Для этого у него есть два средства:

а) назначить достаточно точное изготовление деталей, определяющих положение шкивов, чтобы шкивы без регулировки всегда занимали правильное положение. Это делается обычно тогда, когда шкивы установлены на одном агрегате. Примером могут служить шкивы на осях вентилятора, генератора и коленчатого вала автомобильного двигателя. В этом случае в чертеже не дается никаких указаний относительно взаимного расположения шкивов;

б) назначить регулировку взаимного расположения шкивов путём смещения агрегатов, на которых смонтированы шкивы. Такое решение

предусматривают, например, для приводов, состоящих из электродвигателя и редуктора, установленных на общей раме. Двигатель и редуктор можно несколько смещать за счет зазоров между крепежными отверстиями и болтами. Чертеж в этом случае должен содержать пункт тех. требований такого, например, содержания: "Непараллельность осей шкивов не более 2 мм на длине 500 мм, осевое смещение канавок шкивов не более 1,5 мм."

Контроль взаимного положения шкивов на практике выполняют чаще всего с помощью простейших инструментов типа линеек, угольников и т.п.