tariel.ge › Полезное: бесплатные книги › Учебник по механике и механизмамБесплатно · автор Тариел Бежанидзе
← Учебник по механике ЛИСТ 08БЛОК 1 — ПЕРЕДАЧИРЕВ. 1
Глава 08 · Передачи

Ремённые передачи

Альтернатива зубчатой передаче там, где важна тишина, амортизация ударов или расстояние между валами, слишком большое для прямого зацепления шестерён.

Два принципиально разных типа ремня

ТипПринцип передачи усилия
Плоский / клиновой (фрикционный) Передаёт усилие только за счёт трения между ремнём и шкивом — способен проскальзывать при перегрузке
Зубчатый (синхронный, timing belt) Зубья ремня входят в зацепление с зубьями шкива — точная синхронизация без проскальзывания, похоже по принципу на зубчатую передачу главы 06, но через гибкий ремень вместо жёсткого зацепления двух колёс

Плоский ремень

Исторически самый простой тип — использовался ещё в приводах от одного центрального вала ко множеству станков на заводах до широкого распространения индивидуальных электромоторов. Сегодня встречается реже, но принцип остаётся полезным для понимания остальных типов.

Клиновой ремень

Ремень трапецеидального (клинового) сечения садится в такую же клиновую канавку шкива — заклинивающий эффект формы увеличивает реальное сцепление ремня со шкивом сильнее, чем просто трение плоской поверхности о плоскую при том же прижимном усилии. Массово используется в приводах вспомогательных агрегатов (компрессоры, насосы, генераторы) и в бытовой технике.

Зубчатый (синхронный) ремень

Зубья на внутренней стороне ремня зацепляются с зубьями шкива — передача становится позиционно точной, без проскальзывания, при этом заметно тише зубчатой пары "металл по металлу" и не требует смазки, в отличие от цепной передачи (глава 09). Используется там, где важна точная синхронизация без шума и без масла — приводы принтеров и сканеров, газораспределительный механизм многих автомобильных двигателей (синхронизация вращения коленвала и распредвала).

Расчёт передаточного числа

Формула через диаметры шкивов

Для фрикционных ремней (плоский, клиновой) без учёта проскальзывания: i = D₂ / D₁ = n₁ / n₂, где D — диаметр шкива, n — частота вращения — та же логика, что для зубчатых колёс в главе 06, только вместо числа зубьев участвует диаметр шкива. Для зубчатого ремня расчёт точнее через число зубьев на каждом шкиве, аналогично обычной зубчатой передаче, поскольку зацепление точное и беспроскальзывающее.

Натяжение ремня — критичный параметр обслуживания

Слишком слабо и слишком туго — обе крайности вредны

Недостаточное натяжение вызывает проскальзывание (для фрикционных ремней) или перескакивание через зуб при ударной нагрузке (даже у зубчатых ремней при экстремальном ослаблении) — оба случая означают потерю точности передачи и локальный нагрев/износ в момент проскальзывания. Чрезмерное натяжение, наоборот, увеличивает нагрузку на подшипники валов и ускоряет усталостный износ самого ремня. Практическая проверка — измерение прогиба ремня под небольшим стандартным усилием посередине между шкивами; точные допустимые значения прогиба и усилия обычно указаны производителем конкретного механизма.

Почему ремень иногда предпочтительнее шестерён

Ограничения

Ремень менее точен, чем прямое зубчатое зацепление (даже зубчатый ремень немного растягивается со временем), ограничен по передаваемой мощности (слишком большая нагрузка рвёт ремень или вызывает проскальзывание), чувствителен к температуре, маслу и УФ-излучению (резина стареет и растрескивается со временем даже без активного использования). Для автомобильных ремней газораспределительного механизма именно поэтому производитель указывает не только пробег, но и календарный срок замены — резина деградирует и просто от времени, независимо от того, ездила машина или стояла в гараже.

Диагностика износа

ПризнакВероятная причина
Глянцевая, "стеклянная" поверхность клинового ремняПризнак того, что ремень регулярно проскальзывал — локальный перегрев оплавляет поверхность резины
Трещины поперёк ремняУсталостный износ от многократного изгиба на шкивах, часто усугубляется возрастом резины
Расслоение, торчащие нити кордаМеханическое повреждение или предельный износ несущего слоя ремня
Визг при запуске/нагрузкеНедостаточное натяжение — ремень проскальзывает по шкиву

Что дальше

Следующая глава — цепная передача: похожа на ремённую по общей идее (гибкий элемент между двумя удалёнными валами), но с точностью, близкой к зубчатой передаче, и совсем другим профилем обслуживания.

Глава08 — Ремённые передачи
Блок1 — Передачи
Далее09 — Цепные передачи
СтатусГотово · рев. 1
Предыдущая глава ← 07 · Типы зубчатых колёс Следующая глава 09 · Цепные передачи →

Книга бесплатна для чтения. Автор — Тариел Бежанидзе, компьютерный мастер в Батуми · tariel.ge · все бесплатные книги. Копировать текст целиком на другие сайты — только со ссылкой на источник.