Клиноременные передачи. 
Детали машин и основы конструирования. 
Передачи

На рис. 9.12,д представлено сечение клинового ремня в ручье шкива (шкив может иметь несколько ручьев), а на рис. 9.12,6 показан поликлиновой ремень. Обеспечение лучшего сцепления со шкивом является основным достоинством такой передачи. Именно вследствие взаимодействия по боковым наклонным поверхностям сечения при наличии гарантированного зазора v обеспечивается передача больших мощностей при меньших силах давления на валы даже при значительных передаточных числах. Однако в этих передачах увеличивается износ и несколько уменьшается КПД, особенно если гибкость клинового ремня недостаточна. Для уменьшения явления «вытягивания» ремни часто армируют внутренним кордом или металлическими тросиками, которые располагаются в нейтральной зоне по изгибу. Так же как и в плоскоременной схеме, передача мощности обеспечивается силами трения, но по боковым поверхностям:

где у — угол клина, град.

В формуле (9.24)//sin (y/2) =/' — приведенный коэффициент трения; при у * 40° /'" 3/, т. е. существенно увеличиваются тяговые возможности. При этом угол клина у не следует слишком уменьшать, чтобы предотвратить явление «захвата» ремня шкивом. Профилировка канавок шкивов делается с несколько меньшим углом (у —Ду), чтобы компенсировать уменьшение поперечных размеров ремня в зонах его растяжения. Этим мероприятием выравнивается распределение давления на боковые грани канавок и ремня. Стандартные канавки шкивов имеют углы 34…40°, у ремней эти углы 36−42°.

Перспективность клиноременных передач не только в более высоких тяговых возможностях, но и в большей стабильности работы, ббльших значениях передаточных чисел (до и~ 15) и в меньших размерах. Использование параллельного расположения нескольких ременных обводов или поликлиновых ремней (см. рис. 9.12,6) существенно расширяет возможности этих передач.

Рис. 9.12. Клиновые ремни:

а — схема взаимодействия ремня со шкивом; б — поликлиновой ремень

В клинорсменных передачах можно допускать меньшие углы охвата а, чем в плоскоременных, вследствие чего улучшается их компактность. Это особенно целесообразно, если от одного ведущего шкива происходит передача к нескольким ведомым (рис. 9.13).

Рис. 9.13. Многошкивовая клиноременная передача

Все же лучше выдерживать, а > 120°.

(в редких случаях допускается уменьшение до 70…80°).

Рис. 9.14. Поперечное сечение клинового ремня

Клиновые ремни изготавливаются семи стандартных типов: О, А, Б, В, Г, Д, Е. Обозначения указывают на отличия в поперечных сечениях. Для каждого типа предусмотрена определенная номенклатура длин обводов ремней /_р. На рис. 9.14 показано поперечное сечение ремня с армировкой по нейтральному слою в виде шнурового или тканевого корда /. Поверхности ремня защищены оберткой J, увеличивающей износостойкость, и вся конструкция уплотняется резиной 2. Здесь Ь₀ и Ь_р — соответственно наибольшая и рабочая ширина ремня, а /? — высота сечения.

В качестве примера в табл. 9.2 приведены данные для нескольких типов ремней. Вследствие ограниченного числа типоразмеров клиновых ремней, все они снабжаются соответствующими графиками, полученными при испытании эталонных передач. Вначале используется рис. 9.15, по которому определяется тип А—Д стандартного ремня из.

Таблица 9.2

Примечание. Стандартные размеры обводов ремней /_р выпускаются, мм: 400, 450, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 6000.

условия передачи определенной заданной мощности N_} и частоты вращения малого шкива л,. Искомое сечение (тип) ремня находится в области между ограничительными линиями, выше линии обозначаемого типа. В результате определения типа сечения ремня переходим к конкретному графику рис. 9.16…9.18. Эти зависимости позволяют определить передаваемую мощность одним клиновым ремнем в условиях типовой эталонной передачи (а= 180°; и= 1; спокойная нагрузка; средний ресурс; передача горизонтальная). Расчет делается для диаметра Z), малого шкива. С его уменьшением (а значит и D₂~ Du) уменьшаются габаритные размеры, но возможно придется увеличить число ремней. Кроме того, при увеличении диаметров шкивов повышается долговечность работы передачи.

Рис. 9.15. Номограмма для определения типа клинового ремня.

Рис. 9.16. Нагрузочные графики для клинового ремня типа О.

Рекомендованные диаметры шкивов (Z), и D₂) приведены в подразд. 9.2 для плоскоременных передач и также согласуются по ряду чисел /?₄₀.

Примечание. Для диаметра D₂ иногда приходится отступать от рекомендованных величин, если значительно изменяется передаточное число.

При выборе диаметра шкива Z), лучше ориентироваться на передаваемую номинальную мощность N₀ с некоторым запасом, так как в реальных условиях эксплуатации необходимо учесть поправочные коэффициенты, и расчетная мощность выразится для каждого ременного обвода (если использовать несколько параллельных ремней):

где С_а — коэффициент угла охвата.

Рис. 9.17. Нагрузочные графики для клинового ремня типа А

Рис. 9.18. Нагрузочные графики для клинового ремня типа Б

Коэффициент угла охвата зависит от угла а:

Значения коэффициента C_h учитывающего фактическую длину ремня, а значит и частоту нагружения 0, определяются по графику на рис. 9.19. Для других сечений типовых ремней имеются аналогичные графики, так же как и зависимости /V₀ =/(/",). Все они получены В. Л. Гадолиным.

Рис. 9.19. 1)>афик для определения коэффициента С/

Рис. 9.20. График для определения коэффициента передаточного числа С_ш

Рекомендуемые значения межосевого расстояния для клиноременных передач в зависимости от передаточного числа следующие:

С помощью коэффициента С_и (рис. 9.20) учитывается отличие проектируемой передачи от эталонной.

Наконец, последний сомножитель в формуле (9.25) — коэффициент С_р, учитывающий характер нагрузки, действующей в рассчитываемой передаче', приводится в табл. 9.3. В этой же таблице показаны значения коэффициента А^для учета долговечности ремня.

Если передаваемая мощность N_bm на ведущем шкиве больше расчетной для одного ремня, то число ремней.

где C_z — коэффициент, учитывающий некоторую неравномерность нагружения параллельно работающих ремней:

Таблица 9.3

¹ Если коэффициент С_р > 1, то его приводят в знаменателе.

Чем больше число ремней, тем сложнее обеспечить их равномерное нагружение. В этом смысле предпочтительнее поликлиновый ремень (см. рис. 9.12,0).

Необходимая сила, Н, предварительного натяжения одного ремня определяется полуэмпирическим выражением:

Здесь

Приблизительный ресурс наработки ремня.

где Т_срн — средняя долговечность, ч; Т_срн = 2000…3000 ч; — коэффициент, учитывающий климатические условия работы; К_м — 1 для средних условий; К_м ~ 0,7…0,8 для холодного климата.

Значение коэффициента К₇ выбирается по табл. 9.3.