§ 10. Фрикционные и ременные передачи
Фрикционные передачи. Работа этих передач основана на использовании силы трения, возникающей между деталями, прижатыми друг к другу. Форма деталей принимается в зависимости от взаимного расположения геометрических осей ведущего и ведомого валов (рис. 24). При параллельности осей валов передача осуществляется цилиндрическими, клинчатыми или коническими катками; при пересечении осей валов применяют конические катки или лобовую передачу.
Достоинствами фрикционных передач являются: простота конструкции, плавность и бесшумность работы, возможность бесступенчатого регулирования скорости (вариаторы), предохранение деталей от поломки. При перегрузках к недостаткам таких передач относятся ограниченная величина передаваемой мощности (для цилиндрической передачи обычно до 1 10 квт), большая нагрузка на валы и опоры, нарушение постоянства передаточного числа, износ катков, сравнительно низкий коэффициент полезного действия = 0,8 0,9). Схема фрикционной передачи представлена на рис. 25.
Проскальзывание учитывается
коэффициентом скольжения
.
=( `2 - 2 )/ `2=(n`2-n2)/n`2 (IV.7)
где `2 (n`2) И 2 (n2) - теоретическая (без скольжения) и фактическая угловые скорости.
Значения находятся в пределах 0,005 0,05.
Передаточное число с учетом проскальзывания:
i = 1 / 2 = n1/n2 = D2/D1 (1 - ). (IV.8)
Ведомый каток при вращении ведущего будет проскальзывать до тех пор, пока сила трения Fтр не достигнет (или превысит) величины окружного усилия Р. Следовательно, для нормальной работы передачи должно быть соблюдено условие:
Р Ртр = fQ, (lV.9)
где Q - сила нажатия катка;
f - коэффициент трения скольжения.
Ширина катков (в см) определяется по величине нагрузки, допускаемой на 1 пог.см катка:
В = Q/[q], (IV.I0)
где В - ширина катка в см; Q - сила нажатия в кгс;
[q] - допускаемая погонная нагрузка в кгс/см.
Передачу вращательного движения с одного вала на другой при значительных расстояниях между ними можно осуществлять ремнями или канатами, используя силы трения между поверхностью шкива и ремнем (канатом).
Ременные передачи. В зависимости от формы поперечного сечения ремня они делятся на плоскоременную, клиноременную и круглоременную (существуют передачи с зубчатыми ремнями).
Из многочисленных видов п л о с к о р е м е н н ы х передач (рис. 26) чаще всего встречаются открытая, перекрестная и передача с натяжным роликом. О т к р ы т а я ременная передача (рис. 26, а) состоит из ведущего и ведомого шкивов и валов и бесконечного плоского ремня, надетого на шкивы с некоторым усилием, обеспечивающим при включении передачи необходимую силу трения Fтр между шкивом и ремнем. Сила трения зависит также и от величины угла обхвата меньшего шкива. У г л о м о б х в а т а называют угол, образованный радиусами, проведенными в точки касания ремня и шкива (меньшего).
Передаточное число ременной передачи определяется так же, как для фрикционной передачи. Коэффициент скольжения ременных передач зависит от свойств ремня, угла обхвата и степени натяжения ремня. Передаточное число плоскоременных передач не должно превышать 4 - 5, так как при большой разности диаметров шкивов угол обхвата уменьшается.
Межцентровое расстояпие А для открытых плоскоременных передач принимается:
Amin = 2 (D1 + D2); Аmах 15т. (IV.II)
Перекрестная ременная передача применяется при противоположном направлении вращения ведущего и ведомого шкивов (рис. 26, б). Угол обхвата перекрестной передачи значительно больше, чем открытой, межцентровые расстояния можно выполнять минимальными. Повышенный износ ремня является недостатком перекрестной передачи.
Ременная передача с н а т я ж н ы м р о л и к о м (рис. 26, в) применяется при передаточном числе, равном 5 и более, при угле обхвата менее 150°, при небольшом меж- центровом расстоянии .
Аmiп = D1 + D2 + (40 / 50) мм (IV.12)
Натяжной ролик значительно увеличивает угол обхвата ремнем меньшего шкива. Натяжные ремни можно регулировать с помощью груза, расположенного на конце рычага. Натяжной ролик устанавливается на ведомую ветвь ремня, имеющую меньшее натяжение, чем ведущая.
В зависимости от условий работы и назначения плоскоременных передач используются различные типы ремней (кожаные, прорезиненные, хлопчатобумажные). Предельные окружные скорости кожаных ремней составляют 40, прорезиненных – 20 - 30, хлопчатобумажных - 25 м/сек.
Достоинствами плоскоременной передачи являются простота устройства и обслуживания, плавность хода, способность смягчать удары и предохранять приводимые в движение механизмы от поломок при внезапных перегрузках (пробуксовывание), возможность передачи мощности на значительные расстояния, бесшумность.
К недостаткам плоскоременных передач относятся: непостоянство передаточного числа, большие размеры, вытягивание ремня, которое вызывает необходимость применения натяжного приспособления или перешивки ремня.
Тяговым органом в к л и н о р е м е н н ы х передачах является бесконечный ремень трапецеидального сечения. Ремни располагаются в клиновых канавках шкивов (рис. 27). Сила Q, прижимающая ремень к шкиву, вызывает нормальные давления N, которые создают силу трения, большую, чем в плоскоременной передаче.
Fтр=2Nf` Р. (IV.13)
Коэффициент трения f' принимается с учетом угла заклинивания ремня в канавке
f'
= f/sin
Клиноременная передача, по сравнению с плоскоременной, обеспечивает большую плавность и бесшумность работы, повышенный коэффициент полезного действия (0,95 - 0,98), невозможность схода ремня со шкива, увеличение передаточного числа, допускает малые межцентровые расстояния, небольшое первоначальное натяжение ремней.
а
– общий вид передачи в приводе ленточного
конвейера;
б
– элементы клиноременной передачи;
1
–
электродвигатель; 2
– шкив клиноременной передачи ведущий;
3
– то же ведомый; 4
–
клиновые ремни; 5
– редуктор;
6
– муфта сцепления; 7
– ленточный конвейер
К недостаткам клиноременной передачи следует отнести: износ клиновых ремней, более сложную конструкцию шкивов, необходимость смещения одного из валов или применения натяжного ролика при надевании ремня.