Шкив: назначение, типы, материалы для изготовления

Вопросы замены и ремонта шкива коленвала

Шкив коленвала — деталь надежная и долговечная, однако со временем возможно его повреждение и выход из строя. При обнаружении износа зубчатого шкива, а также в случае появления трещин, сломов, деформаций и иных повреждений шкив следует демонтировать и заменить на новый. Демонтаж шкива также может потребоваться и при выполнении ремонтных работ на двигателе.

Процесс замены шкива коленвала зависит от типа его крепления. Наиболее просто снять шкив на болтах — достаточно выкрутить болты, при этом следует зафиксировать коленчатый вал, не допуская его проворачивания. Демонтаж зубчатого шкива на одном болте несколько сложнее и в общем случае выглядит следующим образом:

1. Зафиксировать автомобиль, подложив под колеса упоры, в случае бензинового двигателя снять с катушки зажигания разъем (для того, чтобы стартер проворачивался, но двигатель не запустился), в случае дизельного двигателя снять разъем с клапана подачи топлива ТНВД;
2. Обработать болт каким-либо средством, которое поможет сорвать крепеж с места без его поломки;
3. Надеть на болт ключ с длинной рукояткой, она должна доставать до пола, либо дополнительно использовать трубу;
4. Прокрутить стартером двигатель — в этом случае болт должен провернуться. Если не получится с первого раза, то можно повторить;
5. Выкрутить болт;
6. С помощью специального съемника демонтировать шкив с носка коленчатого вала.

Следует заметить, что для доступа к шкиву в автомобилях с продольным расположением двигателя лучше воспользоваться смотровой ямой, а в автомобилях с поперечным расположением двигателя придется демонтировать правое колесо.

При срыве болта следует соблюдать осторожность — он ввернут с большим усилием, поэтому довольно высок риск его поломки. Снимать шкив с коленвала рекомендуется с помощью специального съемника, хотя можно воспользоваться и простой монтажной лопаткой, но в этом случае также следует соблюдать осторожность

На некоторых шкивах предусмотрены специальные резьбовые отверстия, в которые можно ввернуть болты и снять шкив

Однако в этом случае под вворачиваемые болты следует подкладывать стальной лист, так как болт может продавить переднюю стенку блока двигателя или другие расположенные под ним детали

На некоторых шкивах предусмотрены специальные резьбовые отверстия, в которые можно ввернуть болты и снять шкив. Однако в этом случае под вворачиваемые болты следует подкладывать стальной лист, так как болт может продавить переднюю стенку блока двигателя или другие расположенные под ним детали.

Монтаж шкива коленчатого вала осуществляется в обратном порядке. Однако здесь может возникнуть сложность, так как шкив плотно устанавливается на носок коленвала, что требует больших физических усилий. Место посадки шкива для облегчения его монтажа можно обработать консистентной смазкой.

При правильной замене шкива коленчатого вала все агрегаты двигателя будут работать нормально, обеспечивая надежное функционирование всего силового агрегата.

Шкив — это приводное колесо для передачи или получения крутящего момента от приводного ремня. Ременная передача использовалась людьми с античных времен, в средние века началось массовое ее применение в деревенских прялках. С началом промышленной революции ими оснащался каждый станок. В наши дни шкивы широко применяются в двигателях внутреннего сгорания, станках, бытовых приборах, ручном электроинструменте. Приводные ремни и колеса подверглись стандартизации – это позволяет добиться их взаимозаменяемости. Стандартизованы также правила и приемы изображения деталей на чертежах.

Специальный токарный станок для срезания стопорного кольца бандажа колёсной пары

Рязанским станкостроительным сдан новый специальный тяжелый токарный станок для вырезания стопорного кольца бандажа колёсных пары. Станок создан на базе тяжелого универсального токарно-винторезного станка РТС317-3 (РТ317).

Станок предназначен для железнодорожных ремонтных мастерских и применяется для вырезания бандажных колец колесных пар локомотивов и вагонов за один установ.

Колесная пара зажимается в центрах. Крутящий момент передаётся специальным поводковым устройством, что обеспечивает быструю смену ремонтируемого изделия и точное позиционирование. Обработка производится с помощью специального двухстороннего резцедержателя.

На видео внутризаводские испытания станка.

Массивный резцедержатель и широкая станина обеспечивают высокую жёсткость и точность при больших нагрузках резания.

В данной модификации станка отсутствуют штурвал, ходовой винт и ходовой вал. Управление подачами осуществляется частотным приводом с пульта оператора. (Станок в консервации)

Основные базовой модели РТС317:

— Наибольшая длина обрабатываемой заготовки — 3 метра

— Диаметр устанавливаемой детали над станиной — до 1,9 метра

— Масса станка с оборудованием около 16 тонн

Повышающая и понижающая передача

Рассмотрим нижнюю картинку. Зеленый шкив с помощью ручки крутит персонаж с силой F. Это ведущий шкив. Синий шкив крутится за счет ремня. Это ведомый шкив. К нему на вал подвешен груз с максимально возможной массой, которую может поднять механизм.

Почему так происходит? Любой сложный механизм можно представить через простые механизмы. В данном случае ручка, за которую тянет персонаж и радиус к точке на окружности, которую толкает приводной ремень, образуют рычаг. Посмотрите на следующий рисунок.

Короче плечо рычага к нагрузке (радиус шкива) – больше сила, но меньше пройденный путь.

Длиннее плечо рычага к нагрузке (радиус шкива) – меньше сила, но больше пройденный путь.

Эти схемы с понижающей и повышающей ремённой передачей наглядно демонстрируют работу золотого правила механики — за выигрыш в силе приходится платить таким же проигрышем в расстоянии (схема 1) или за выигрыш в расстоянии приходится платить таким же проигрышем в силе (схема 2).

Применение шкивов

Клиновые приводы – одни из самых широко используемых в самых различных механизмах и устройствах с высоким крутящим моментом и угловой скоростью. Прежде всего- это двигатели внутреннего сгорания. Кроме того, клиноременные пары применяются в таких областях, как:

• вентиляторы и кондиционеры;
• компрессорные установки, как поршневых, так и винтовых;
• транспортные системы зданий: лифты, эскалаторы, травелаторы;
• сельхозмашины;
• дорожно-строительная техника;
• горные машины;
• промышленные технологические установки;
• станки;
• бытовая техника;
• ручной электроинструмент;

и во многих других отраслях.

Зубчатые передачи используются в тех случаях, когда требуется передать значительный крутящий момент без пробуксовок. Зубчатоременной привод не требует сильного натяжения для хорошего сцепления. Он дает существенно меньшую радиальную нагрузку на ось, чем другие ременные передачи.

Применяются такие приводы в:

• автомобильных моторах, для механизма газораспределения;
• силовых приводах станков и промышленных механизмов;
• в технологических установках пищевой, фармацевтической, химической отрасли.

Поликлиновые шкивы отлично справляются в так называемых серпантинных передачах, когда один привод снабжает энергией вращения много потребителей, и при этом следует по весьма извилистой траектории. Поликлиновые передачи позволяют передавать значительные моменты и достигать больших оборотов без увеличения габаритов.

Их используют как в тяжелом машиностроении, так и в производстве бытовой техники.

Вариаторные приводные колеса применяются везде, где необходимо без остановки вращения и снятия нагрузки плавно изменять обороты и крутящий момент. Они популярны в таких сферах, как:

• трансмиссии автомобилей, мотоциклов, другого колесного транспорта;
• конвейеры;
• точные станки для обработки металла, дерева и других материалов;
• сельхозмашины.

Современный вариатор превосходит по своим эксплуатационным характеристикам и ручные, и гидравлические трансмиссии.

Плоскоременные приводы используются там, где требуется передать вращение на значительные расстояния (до 7-9 м) и погасить удары, толчки и другие динамические нагрузки, передаваемые от ведущего вала к ведомому (или в обратном направлении). Они применяются:

• в прессовом и другом кузнечном оборудовании;
• в приводах лесопилок;
• в технологическом оборудовании текстильной промышленности;
• в мощных центробежных насосах.

Круглоременные приводы используются для малонагруженных передач в точных приборах, бытовой электронике и технике.

Они также легко перекрещиваются и, при посредстве дополнительных пассивных шкивов позволяют связывать ведомый и ведущий валы, находящиеся в разных плоскостях и под углом друг к другу, а также изменять направление вращения.

Делаем самодельный шкив в домашних условиях из металла и дерева

Шкив — важная деталь ременной передачи. Она передает вращение ведущего вала на ведомого, а также позволяет менять число оборотов. Ременная передача распространена среди бытовой техники, станков малой и средней мощности, в различных двигателях внутреннего сгорания. Для самодельных конструкций шкив можно изготовить самостоятельно, для этого понадобится домашняя мастерская и навыки работы с деревом, пластиком, металлом.

Как изготовить фанерный шкив в домашних условиях

Эта конструкция –наиболее простая в изготовлении. Она состоит из следующих деталей:

• тело шкива;
• щеки шкива;
• крепеж-саморезы по дереву.

Количество деталей зависит от ширины приводного ремня. Если она больше, чем толщина фанерного листа, тело приводного колеса придется изготовить из нескольких фанерных кругов.

Диаметр заготовки щек должен быть больше диаметра тела на высоту ремня.

Последовательность изготовления фанерных шкивов следующая:

• разметить заготовки;
• выпилить их из фанеры лобзиком, просверлить центральное отверстие;
• если тело состоит из двух или более кругов, скрепить их столярным клеем или ПВА, следя за совпадением осевых отверстий;
• стянуть круги саморезами;
• обработать боковую поверхность диска наждачной бумагой, напильником или шлифмашиной до получения гладкой ровной поверхности;
• снять фаски с внутренней поверхности щек, их уклон должен равняться уклону поперечного сечения ремня;
• закрепить щеки на теле с помощью клея и саморезов, следя за тем, чтобы не попасть в уже закрученные;
• аккуратно рассверлить центральное отверстие.

При выполнении последней операции нужно сделать диаметр отверстия на полмиллиметра меньше, чем диаметр вала. Это позволит насадить детальна ось в натяг. Шкив из дерева готов.

Места для саморезов следует разметить заранее. Они должны находиться на одной окружности, а также на равных угловых расстояниях друг от друга. Если саморезов четыре- угол должен быть 90°, если 5 — 72°, если шесть — 60°. Тогда радиальную вибрацию удастся свести к минимуму.

Как изготовить алюминиевую деталь

Изготовление литого алюминиевого шкива пройдет существенно сложнее, но прочность и долговечность такой детали будут намного выше. Следует очень внимательно подходить к каждому шагу, точно соблюдать размеры, следовать рекомендациям.

В качестве сырья будет использован кусок алюминия. Понадобится также:

• плавильный тигель, стальной или керамический;
• муфельная или индукционная печь;
• мелкий песок, глина для формовочной смеси;
• пенопласт для модели.

Последовательность операций следующая:

подготовить формовочную смесь из глины, воды и песка;
вырезать ножом из плотного пенопласта точную модель будущего шкива;
наполнить сделанную из листового металла или досок форму смесью до половины, утрамбовать;
положить модель, покрыть смесью, снова утрамбовать; оставив отверстие для выхода литейных газов;
расплавить в тигле алюминий, осторожно вылить его в отверстие;
после остывания отливки очистить ее от остатков смеси, сточить литник, отшлифовать.

Такую деталь можно крепить на валу шпоночным либо шлицевым соединением. Он будет сидеть намного прочнее, сможет передавать значительно большие крутящий момент и скорость вращения.

Виды шкивов

За тысячелетия применения конструкторы разработали множество конструкций шкивов ременных передач. Их классификация проводится по различным признакам.

По типу применяемого ремня различают:

Клиновидные

Самый распространенный вид изделия. Применяются с клиновидными ремнями. Боковые щеки дают дополнительную площадь зацепления, увеличивая возможности передачи по крутящему моменту и скорости вращения.

Наклон канавки обязательно указывается на чертеже детали.

Для того, чтобы снизить габариты передачи или повысить ее мощность, параллельно запускают несколько ручьев. Такие шкивы называются многоручьевыми, они имеют соответствующее количество канавок. Иногда на такой шкив надевают единый ремень с несколькими клиновидными выступами. Это поликлиновая передача.

На чертеже допустимо дать подробно изображение одной канавки и указать их количество. Детализация остальных на чертеже не требуется

При аварийном превышении допустимой нагрузки начинается проскальзывание, защищающее оборудование от повреждения.

Клиноременные передачи позволяют передавать наибольший крутящий момент.

Зубчатые

На внутренней поверхности ремня имеются зубчатые выступы, соответствующие их по шагу зубья сделаны и на поверхности обода. Зубчатоременные пары не проскальзывают и могут передавать больший крутящий момент. Они отличаются также точностью передачи углового положения вала, поэтому применяются в газораспределительных механизмах двигателей внутреннего сгорания. Оборотной стороной является отсутствие защитной функции от перегрузок. Обод изготавливается путем фрезерования. Встречается и изготовление методом обкатки. На чертеже детали обязательно следует указать точные параметры зуба, его шаг, высоту, профиль.

Плоскоременные

Классическая конструкция, применявшаяся в самых первых передачах. Гасит вибрацию и динамические нагрузки от ведущего вала. Отличаются низкой шумностью, ограниченным моментом и скоростью вращения.

С помощью дополнительных роликов можно связывать ведомые и ведущие валы, находящиеся в разных плоскостях, не соосные, изменять направление вращения. Таким образом можно заменить карданные и червячные передачи. Чертеж такого изделия наиболее простой, однако на нем следует указать радиусы сопряжения обода и щечек, если они предусмотрены. Иногда щек не предусматривают, а профиль обода делают выпуклым. В этом случае на чертеже следует указывать его радиус.

Круглоременные

Проточка в ободе имеет полукруглый профиль. Такие ременные передачи используют при небольших предаваемых моментах и скоростях вращения. Они также позволяют изменят направление вращения и связывать оси, находящиеся в разных плоскостях. На чертежах таких деталей указывается лишь радиус проточки канавки.

Вариаторные

Это наиболее сложные по конструкции устройства. обод выполнен в виде конуса с конической перемещающейся щекой. Клиноременное кольцо имеет возможность перемещаться по конусу в осевом направлении, с меньшего радиуса на больший. Второй шкив имеет обратную конусность, и привод при этом на нем перемещается с меньшего радиуса на больший. При этом передаточное число передачи меняется. Щеки обеих шкивов могут двигаться и в обратном направлении, меняя передаточное число в обратную сторону.

Преимущество конструкции заключается в том, что передаточное число можно менять без остановки вращения и не снимая с привода нагрузки. По чертежу бывает сложно понять принцип действия устройства. Трехмерное моделирование позволяет дополнять модели кинематическими симуляциями, наглядно демонстрирующими взаимодействие деталей механизма.

Различают шкивы и по способу размещения на валу:

• Под втулку. Позволяют путем подбора втулки соответствующего внутреннего диаметра закрепить привод на любом стандартном валу. При повреждении посадочного места достаточно заменить втулку, что облегчает и ускоряет ремонт.
• Под расточку. Выпускаются с маленьким центральным отверстием. Его растачивают или рассверливают под диаметр вала. В случае повреждения сложно отремонтировать.
• Под фиксированный диаметр. Обычно снабжаются проточкой под шпоночное крепление или шлицами. Очень простой и быстрый монтаж и демонтаж. Требуют точного соответствия диаметров. Допускают изготовление облеченных деталей.

От сети

Однофазные электродвигатели переменного тока также позволяют регулировать вращение ротора.

Коллекторные машины

Такие моторы стоят на электродрелях, электролобзиках и другом инструменте. Чтобы уменьшить или увеличить обороты, достаточно, как и в предыдущих случаях, изменять напряжение питания. Для этой цели также есть свои решения.

Конструкция подключается непосредственно к сети. Регулировочный элемент — симистор, управление которого осуществляется динистором. Симистор ставится на теплоотвод, максимальная мощность нагрузки — 600 Вт.

Если есть подходящий ЛАТР, можно все это делать при помощи его.

Двухфазный двигатель

Аппарат, имеющий две обмотки — пусковую и рабочую, по своему принципу является двухфазным. В отличие от трехфазного имеет возможность менять скорость ротора. Характеристика крутящегося магнитного поля у него не круговая, а эллиптическая, что обусловлено его устройством.

Есть две возможности контролирования числа оборотов:

1. Менять амплитуду напряжения питания (Uy);
2. Фазное — меняем емкость конденсатора.

Такие агрегаты широко распространены в быту и на производстве.

Обычные асинхронники

Электрические машины трехфазного тока, несмотря на простоту в эксплуатации, обладают рядом характеристик, которые нужно учитывать. Если просто изменять питающее напряжение, будет в небольших пределах меняться момент, но не более. Чтобы в широких пределах регулировать обороты, необходимо довольно сложное оборудование, которое просто так собрать и наладить сложно и дорого.

Для этой цели промышленностью налажен выпуск частотных преобразователей, помогающих менять обороты электродвигателя в нужном диапазоне.

Асинхронник набирает обороты в согласии с выставленными на частотнике параметрами, которые можно менять в широком диапазоне. Преобразователь — самое лучшее решение для таких двигателей.

Виды узлов

Выше описан принцип работы дифференциала на примере только одного типа узла. На авто же применяются различные варианты этой составляющей трансмиссии. Все существующие виды дифференциалов можно разделить по ряду категорий:

1. Место расположения
2. Соотношение моментов при распределении
3. Конструкция
4. Наличие блокировки

Помимо этого, вместо дифференциалов в конструкции авто могут применяться различные муфты, выполняющие ту же функцию, что и дифференциал. Также современные технологии позволяют полностью отказаться от использования дифференциалов, а их роль выполняют системы безопасности.

Передаточное отношение (передаточное число)

При создании ремённой передачи нужно понимать, во сколько мы выиграем или проиграем в скорости и силе, чтобы собрать устройство с нужными характеристиками.

В этом нам поможет передаточное отношение, которое записывается буквой i. Оно показывает, во сколько раз снизилась скорость вращения на выходе. Согласно золотому правилу механики во столько же раз увеличится сила.

Например, передаточное отношение i = 1 : 1 показывает, что 1 оборот на входе даст 1 оборот на выходе, а отношение i = 5 : 1 показывает, что 5 оборотов на входе дает 1 оборот на выходе, то есть скорость упала в 5 раз (передача понижающая).

Если дробь можно сократить, её сокращают. Например, i = 5 : 25 = 1 : 5 (передача повышающая).

Передаточное отношение можно записать в виде числа, поделив числитель на знаменатель. Например, i = 5 : 1 = 5, или i = 1 : 4 = 0,25. Можно сделать вывод, что:

Формулу для расчета передаточного отношения можно вывести из правила рычага. Передаточное отношение для ремённой передачи рассчитывается так:

Узнать размеры шкивов можно с помощью линейки. Самый точный метод измерения диаметра – с помощью штангенциркуля.

Если передача многоступенчатая (двух-, трехступенчатая и т.д.), то общее передаточное отношение будет вычисляться как произведение отдельных передаточных отношений. Передаточное отношение для шкивов, жестко закрепленных на общей оси, не считается — скорость их вращения будет всегда одинаковой!

Эта формула справедлива для этого рисунка:

Таким же образом передаточное отношение можно посчитать через соотношения радиусов.

Вал передающий вращение ведущим колесам автомобиля или трактора 7 букв

Исполнительные механизмы робота являются теми средствами, с помощью которых роботы передвигаются и изменяют форму своего тела.

Нажмите на картинку, чтобы посмотреть анимацию

Механической передачей называют устройство для передачи механического движения от двигателя к исполнительным органам машины. Может осуществляться с изменением значения (например, замедление или ускорение) скорости и направления движения (например, направо или налево или перпендикулярно), с преобразованием вида движения (например, из вращательного в поступательное).

Механические передачи вращательного движения от двигателя классифицируются следующим образом:

Параллельные оси валов

Пересекающиеся оси валов

Перекрещивающиеся оси валов

В каждой передаче различают два основных вала: входной и выходной, или ведущий и ведомый. Между этими валами в многоступенчатых передачах располагаются промежуточные валы.

Передаточное отношение – отношение угловой скорости (количество оборотов двигателя в секунду) ведущего звена (шестерня, подключенная к двигателю) к угловой скорости ведомого звена (шестерня, подключенная к исполнительному механизму) или отношение числа зубьев ведомого вала к числу зубьев ведущего вала :

n1 – количество зубцов (или диаметр) ведущего колеса n2 – количество зубцов (или диаметр) ведомого колеса

Если в передаче участвует несколько подряд установленных одинаковых зубчатых колес, то при расчете передаточного отношения учитывается только первое и последнее из них, а все остальные называются «паразитными».

Паразитные шестерни исполняют полезную функцию только при необходимости передачи вращения на некоторое расстояние.

Пример расчета передаточного отношения и определения типа передачи

Сколько зубьев в ведущем ( N 1) и ведомом ( N 2) колесе?

Повышающая (ускоряющая) передача

Понижающая (замедляющая) передача

Где применяются передачи такого типа

Спиннинг для ускорения вращения катушки с леской

Дрель для ускорения вращения сверла

Промежуточные колеса изменяют направление вращения, если их число – четное. При нечетном же их числе направление вращения не изменяется.

Паразитные шестерни (2 и 9) в топливном насосе

В многоступенчатой передаче передаточное отношение всей механической передачи будет равно произведению передаточных отношений всех ступеней: U=U1*U2*U3*. *Un

Типы и конструктивные особенности шкивов коленвала

В двигателях используется два основных типа шкивов коленвалов, которые отличаются конструкцией и назначением:

– Ручейковые шкивы под клиноременную передачу; – Зубчатые шкивы под зубчатый ремень.

Ручейковые шкивы — это классическое решение, которое используется на двигателях внутреннего сгорания с самого их появления. Внешняя поверхность такого шкива имеет один или несколько ручьев V-образной формы, в которые входит ремень соответствующей формы (клиновый или поликлиновый). Такие шкивы используются только в клиноременных передачах, в которых нет необходимости точной установки коленвала и агрегатов друг относительно друга. К таким передачам относятся привод водяной помпы, генератора, компрессора кондиционера, воздушного компрессора, вентилятора и насоса ГРМ.

Зубчатые шкивы — это современное решение, которое находит применение на двигателях последние два-три десятка лет. Такие шкивы используются в передачах с зубчатыми ремнями, которые заменяют цепной привод ГРМ. Зубчатые шкивы коленвала и агрегатов и соединяющий их зубчатый ремень обеспечивает определенное положение агрегатов друг относительно друга. В большинстве случаев зубчатый шкив используется для привода ГРМ и водяной помпы, а привод остальных агрегатов осуществляется отдельной клиноременной передачей.

Почему трудно снять зубчатый шкив коленчатого вала?

При отсутствии специального инструмента изъять болт, удерживающий зубчатый шкив коленчатого вала, весьма проблематично, поскольку резьба нарезана так, что направление откручивания совпадает с крутящим моментом вала при работающем двигателе. Однако именно в этом и заключается выход из положения. Понадобится всего лишь длинный ключ с головкой на 19 (можно нарастить обрезком трубы), который упирается в землю против вращения вала. Выполняем небольшие подготовительные работы – под передние колеса подкладываем клинья, а на катушке зажигания отсоединяем разъем. Зачем? Для использования стартера в качестве механического усилия, прилагаемого к болту.

Итак, мы сделали все, чтобы автомобиль случайно не завелся и не стронулся с места, теперь всех присутствующих просим отойти подальше, а сами забираемся в кабину (не оставляйте ноги высунутыми наружу) и резко, но кратковременно, поворачиваем ключ зажигания на старт. При неудачной попытке не отчаиваемся и повторяем. Обычно со второго раза, реже с 5-6 подхода, болт проворачивается. Теперь можно приступать к следующему мероприятию – сниманию ступицы шкива с вала, учитывая, что сидит она плотно и удерживается шпонкой. Когда понадобится затянуть болт обратно, вам нужно либо приложить много усилий к его затягиванию, либо все-таки найдите к тому времени пневмогайковерт.

Устройство ременной передачи

Ведущее и ведомое колесо – это шкивы. Их соединяет приводной ремень. Ведущий шкив — тот, который крутит мотор или другая внешняя сила, а ведомый – следующий за ним. Часто для предотвращения соскакивания ремня на ободе шкива делают канавку или бортики.

Чтобы ремень не проскальзывал, его нужно хорошо натянуть. Кто ездил на велосипеде хорошо знает проблему, что плохо натянутая цепь так и норовит слететь со звездочки, а если перетянешь – трудно ехать и она легко порвется. Для натяжения ремня или устранения его колебаний могут использоваться натяжные и прижимные ролики.

Диаметр ведущего шкива мы обозначим английской буквой d1, а ведомого — буквой d2. Нам это понадобится при расчетах.

Рис. 4. Общая схема устройства ремённой передачи

Ремень является самым дешевым устройством в данном механизме. Но за счет него ремённая передача обеспечивает плавность хода и снижение шума. Такая передача способна амортизировать рывки и снижать нагрузку на мотор. Так, если на циркулярном станке резко заклинит диск при распиливании дубовой доски, электромотор остановится не сразу, а с задержкой за счет упругости ремня и его проскальзывания.

Рассмотрим следующую схему.

Рис. 5. Общая схема устройства ремённой передачи

Ведущая ветвь ремня — та, которая набегает на ведущий шкив. Она при работе передачи испытывает растяжение.

Ведомая ветвь ремня — та, которая сходит с ведущего ремня и набегает на ведомый. Она при работе сжимается и расслабляется.

Сжатие и растяжение двух ветвей компенсируется. Иначе ремень рвется. При переходе с одной ветви на другую ремень упруго сжимается или растягивается. В этих зонах на шкиве происходит упругое скольжение ремня. Из-за изменения величины упругого скольжения передаточное отношение ремённой передачи непостоянное и может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от нагрузки. При очень большой нагрузке ремень может упруго скользить по всей поверхности шкива.

Также важно знать про угол обхвата ремнём шкива. Чем больше угол обхвата, тем больше площадь контакта, тем больше полезная сила трения

При большой разнице в диаметрах шкивов этот угол может быть очень маленьким. Ремень при этом может проскальзывать. Чтобы увеличить угол обхвата без увеличения межосевого расстояния можно использовать прижимной ролик (смотри картинку ниже). В таком случае устанавливают ролик на ведомую ветвь, которая расслаблена, иначе ведущая ветвь растянется еще сильнее и износ ремня значительно вырастет.

Рис. 6. Увеличение угла обхвата с помощью прижимного ролика.

Определения

Эти термины важно запомнить. Ведущая ветвь ремня — набегает на ведущий шкив

При работе передачи растягивается

Ведущая ветвь ремня — набегает на ведущий шкив. При работе передачи растягивается.

Ведомая ветвь ремня — сходит с ведущего ремня и набегает на ведомый. При работе передачи расслабляется.

Межосевое (межцентровое) расстояние – кратчайшее расстояние между осями шкивов.

Натяжной ролик (леникс, от нем. lenix, lenixrolle — натяжной ролик) – элемент ремённой или цепной передачи; свободно вращающееся на оси колесо (шкив, звездочка, ролик), которое используется для регулирования натяжения ремня или цепи. Например, используется в тракторах для натяжения гусениц или в двигателе автомобиля для натяжения ремня ГРМ (газораспределительного механизма).

Пассик (от польского pasek — ремешок) – исторически вошедшее в наш оборот название приводного ремня круглого сечения. Слово «пассик» имеет польское происхождение. Его появление в русском словаре связывают с 80-ми годах 20-го века, когда им называли соответствующий элемент в импортном польском магнитофоне. Пассик, как правило, выполнен из резины или других полимерных материалов. Пассики использовались в устройстве протяжного механизма магнитной ленты старого кассетного магнитофона – он хорошо сглаживал рывки от электромотора и предохранял от искажений звука. «Пассики» входят в комплект конструктора Lego WeDo или ресурсного набора Lego MINDSTORMS Education EV3. В общем, всякий пассик — приводной ремень, но не каждый приводной ремень – пассик.

Приводной ремень – гибкий замкнутый элемент (ремень) для передачи вращения между двумя шкивами. Вращение передается за счет силы трения (гладкий ремень) или силы зацепления (ремень с зубчиками). Может иметь разную форму: бывают плоские ремни, зубчатые ремни, клиновидные ремни.

Ремённая передача (англ. belt drive)– механизм, предназначенный для передачи вращательного движения с помощью силы трения или зубчатого зацепления замкнутой гибкой связи (ремня) с помощью колес (шкивов), закрепленных на входном и выходном вале.

Угол обхвата – угол прилегания ремня к шкиву.

Шкив – фрикционное (англ. friction — трение) колесо с ободом или канавкой по окружности. Передает или принимает движение от приводного ремня. В отличие от блока, который имеет похожую форму, шкив всегда передавет усилие с оси на ремень, либо принимает усилие с ремня на ось. Блок же всегда свободно вращается на оси и обеспечивает изменение направления движения каната/троса, а также изменяет прикладываемую силу.

Шкивы плоскоременных передач

Основные конструктивные элементы шкива:

• обод, несущий ремень;
• ступица, насаживаемая на вал;
• диск или спицы, соединяющие обод со ступицей.

Материалами для шкивов плоскоременных передач могут быть:

• чугун,
• сталь,
• легкие сплавы,
• пластмассы.

Чугунные шкивы наиболее распространены; они изготовляются из серого чугуна методом отливки марок СЧ15 и СЧ18 при окружных скоростях υ=15 ÷ 25 м/с; СЧ20 и СЧ25 при окружных скоростях υ=30 ÷ 35 м/с; для сбалансированных шкивов из модифицированного чугуна эта скорость может быть выше (до 45 м/с).

Стальные шкивы могут быть литыми, сварными или точеными. Стальное литье может применяться при окружных скоростях до 45 м/с; сварные шкивы допускают скорость до 60 м/с.

Шкивы из алюминиевых сплавов имеют среди металлических шкивов минимальную массу и могут использоваться при скоростях до 100 м/с, так как малая плотность этих сплавов значительно снижает центробежные нагрузки.

Неметаллические шкивы имеют малую массу, высокий коэффициент трения ремня о шкив, но теплопроводность и износостойкость их ниже, чем у металлических шкивов.

Шкивы плоскоременных передач могут быть с посадочным отверстием – цилиндрическим или коническим (рис. 1; а, б).

Рис. 1. Конструкция шкивов

Посадочные отверстия под вал должны иметь шероховатость не выше Ra =1,25 ÷ 2,5 мкм, остальные обработанные поверхности Rz=40 мкм. Необработанные поверхности шкивов должны быть окрашены.

При шпоночном соединении и цилиндрическом сопряжении назначают посадки: в случае нереверсивной спокойной нагрузки – Н7/к6; нереверсивной нагрузки с умеренными толчками и ударами – Н7/m6; нереверсивной нагрузки с большими толчками и ударами – H7/p6.

Шкивы имеют гладкую рабочую поверхность обода. На поверхности обода шкивов, работающих с окружной скоростью свыше 40 м/с, должны быть проточены треугольного или прямоугольного профиля кольцевые канавки (рис. 1, в), обеспечивающие выход воздуха из-под ремня, для исключения образования воздушного клина, ухудшающего сцепление между ремнем и шкивом.

Для того, чтобы при работе не происходило сползание плоского ремня со шкивов, что может быть вызвано непараллельностью осей шкивов или формы поверхности обода, один из них делают цилиндрическим, а другой шкив (обычно ведомый) – выпуклым в осевом сечении на величину е, которая образуется дугой окружности (рис. 2, а), или делают цилиндрическую поверхность по середине шкива и конические поверхности по краям (рис. 2, б), или делают шкив выпуклым с ребордой (рис. 2, в). Обычно выпуклость предусматривается на большем шкиве. При υ>25 м/с выпуклыми должны быть оба шкива.

Рис. 2. Конструкция обода шкивов

Для уменьшения износа ремня в результате упругого скольжения шероховатость поверхности обода шкива не должна превышать Ra =1,25 ÷ 2,5 мкм.

Чугунные шкивы диаметром до 300 ÷ 350 мм изготовляют с диском. В дисках предусматривают отверстия круглой или контурной формы для облегчения шкива и транспортировки.

Шкивы диаметром свыше 300 мм выполняют со спицами в один ряд при ширине обода до 300 мм и в два ряда при ширине обода свыше 300 мм (рис. 3). При диаметре шкива до 500 мм ставят четыре спицы, до 1600 мм – 6 спиц.

Шкивы со спицами используют при окружной скорости υ<25 м/с, если скорость выше, применяют шкивы с диском.

Рис. 3. Шкив со спицами

У литых шкивов спицы выполняют эллиптического сечения. Отношение малой оси сечения спицы к большой – a/h=0,4 ÷ 0,5.

У шкивов со спицами обод (а также ступицу) делают с ребрами в плоскости расположения спиц для более равномерного охлаждения и уменьшения внутренних напряжений в местах соединения спицы с ободом, а также для увеличения жесткости обода.

Посадочное отверстие под вал должно иметь шероховатость не выше Ra =1,25 ÷ 2,5 мкм, остальные обработанные поверхности Rz=40 мкм, необработанные литые поверхности Rz=40 мкм. Необработанные поверхности шкивов должны быть окрашены.

Шкивы в сборе с валами, работающие с окружной скоростью 5≤υ≤35 м/с, проверяются на наличие дисбаланса при статической балансировке.

Значения допускаемого дисбаланса приведены в табл. 1.

Таблица 1. Значения допускаемого дисбаланса

Окружная скорость υ, м/с	5÷10	10÷15	15÷20	20÷25	25÷30	40
Дисбаланс, г·см, не более	6	4	2	1,6	1,0	0,5

Шкивы быстроходных передач, при скорости υ≥З5 м/с, необходимо подвергать динамической балансировке.