Что такое шкив двигателя
Виды шкивов
В данной статье говориться о разновидностях шкивов, какими они бывают и о том, что такое сам шкив.
Ременная передача – это неподвижно зафиксированные два шкива с ремнем. Благодаря ремням нагрузка и вибрация на вал понижена, кроме того, посредством этого передается на различные расстояния перемещение между этими ремнями. Так получаются ременчатые передачи.
При помощи шкивов создается бесшумный плавный ход, к тому же их конструкция совсем незатейлива. На данный этап времени шкивы для электродвигателей стали очень популярны и востребованы, их применяют в разных производственных и промышленных областях.
Разновидности шкивов:
Клиновидные:
Зубчатые шкивы:
Этот тип применяют, если ремни имеют метрический шаг зуба или же для ремней с гетероцепными полимерами (полиуретан). Они не отличаются высокой износостойкостью, но предназначены для больших показателей мощности.
Шкивы ременные:
Они уменьшают вибрацию узлов, и как следствие, поломку узлов, а так же дают нешумный, плавный ход.
Клиновидные шкивы:
Самый популярный тип. Состоит из ведущего и ведомого шкива, а так же из клиновидных ремней вокруг шкива.
Вариаторные:
Имеют тот же принцип, что и ременная передача. Т.е. передают движение от двигателя к узлу с помощью ремня. Это механическая передача, которая имеет бесступенчатую регулировку.
Кроме этого есть еще плоские и поликлиновые шкивы. Они используются менее, чем другие. В любом случае, перед тем как продать любой шкив, он проходит отбалансировку. Используя шкивы, ощутимо экономятся средства на обслуживание и ремонт оборудования.
«Мир Привода» в своем ассортименте имеет различные виды шкивов. Все они отличного качества и имеют все надлежащие сертификаты. Покупайте только лицензированное оборудование у официального дилера.
Шкив двигателя что это такое
Шкив двигателя что это такое
В отличие от блока, шкив передаёт момент с вала на ремень (либо с ремня на вал); блок же вращается на оси свободно и обеспечивает исключительно изменение направления движения ремня или каната. Система из двух закреплённых на валах шкивов, между которыми находится кольцевой ремень, называется ремённой передачей.
Виды и особенности шкивов
Шкивы отличаются по форме сечения, количеством «ручьев» на нем. Рассмотрим основные модели шкивов.
«Тройной» шкив коленчатого вала и сечение клинового ремня
Поликлиновый ремень
Двигатель с поликлиновой ременной передачей
Зубчатый шкив с ремнем
Шкив коленвала с демпфером
Как открутить гайку шкива в заднеприводных моделях
Шкив удерживается гайкой, которая размещена на конце коленчатого вала. Такое конструктивное решение представлено во всех заднеприводных автомобилях ВАЗ в моделях от 2101 до 2107, «Нива» и т. п. Этот крепёжный элемент также называют храповиком из-за наличия уступа для кривого стартера.
Для максимального удобства выполнения данной работы рекомендуется поместить машину над смотровой ямой. Для фиксации коленчатого вала нужно поставить КПП в положение 4-й передачи и включить ручной тормоз. В процессе работы нам потребуются такие инструменты:
Если открутить гайку с помощью рычага не получается, делаем следующее:
Гайка должна сдвинуться если не с первой, так со второй попытки. После этого её легко можно будет открутить с помощью обычного ключа.
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:
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:
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:
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:
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.
Особенности замены шкива коленвала
Необходимость точной синхронизации работы коленчатого и распределительного валов автомобильного двигателя выдвигает ряд специфических требований к замене шкива коленвала. В частности, рекомендуется применять специальные инструменты или приспособления для проверки степени натяжения ремня ГРМ, силы затяжки гайки (или болта) крепления шкива и для выставления определенного положения коленчатого и распределительного валов. На ремнях ГРМ также присутствуют специальные метки для их правильной установки. На шкив и ремень ни в коем случае не должно попадать масло и другие технические жидкости – кроме негативного воздействия на материал ремня и шкива, они могут привести к проскальзыванию ремня и нарушению синхронизации валов двигателя.
В современных автомобилях часто присутствует специальный датчик положения коленвала, который просто не даст запустить двигатель с неправильно выставленными положениями коленчатого и распределительного валов – это сделано для предотвращения дорогостоящих повреждений кривошипно-шатунной группы, которые могут стать результатом неаккуратного обслуживания.
Одной из главных технических особенностей демонтажа шкива коленвала является сильное затяжение его крепления. Резьба крепления нарезана таким образом, что направление откручивания совпадает с направлением вращения вала и шкива – это сделано для того, чтобы крепление шкива не раскрутилось самостоятельно. Демонтаж шкива коленвала, как правило, возможен только на смотровой яме. При этом часто требуется снятие колеса, ближнего к шкиву коленвала.
При наличии пневмогайковерта снятие крепления шкива коленвала не представляет большой проблемы. Для советских и российских автомобилей существует народный рецепт откручивания крепления шкива коленвала с помощью стартера (ВНИМАНИЕ, мы публикуем этот способ для общей информации, но рекомендуем вам не рисковать своим автомобилем, а доверить замену шкива коленвала квалифицированным и опытным мастерам с соответствующим оборудованием):
Понятие шкива
Он предназначен для передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый. Для работы такого привода оба вала располагают параллельно. На каждый вал надевают и закрепляют плоское колесо, их располагают в одной плоскости. Колеса соединяют бесконечным гибким приводным ремнем. При вращении приводного шкива сила трения заставляет двигаться ремень, облегающий часть его поверхности. Это движение передается ведомому шкиву, заставляя его вращаться.
Ременная передача распространена среди бытовой техники, механизмов станков малой и средней мощности, в различных двигателях внутреннего сгорания.
Она обладает следующими достоинствами:
Сам шкив – это диск на валу. Он состоит из двух основных частей: обода и ступицы. Обод- это внешняя часть детали. Она входит в зацепление с ремнем и в зависимости от типа привода может быть плоской или иметь углубление по форме ремня. Боковые выступы над ободом называют щеками. Они удерживают ремень от соскальзывания. Если привод клиновой, то щеки делают наклонными, они несут дополнительную функцию- увеличивают площадь зацепления.
Если используется зубчатый привод, то на поверхности обода делают зубья соответствующей формы.
Если используется параллельно несколько ручьев, на ободе делают несколько канавок.
Ступица- внутренняя част шкива. Он имеет отверстие для крепления на валу. Часто обод и ступица отливаются, вытачиваются или фрезеруются в виде единой детали.
Для снижения веса изделия в теле шкива оставляют пустоты, формируя спицы. При изготовлении из дерева наличие спиц обуславливалось технологией изготовления.
Для обеспечения взаимозаменяемости шкивов их типоразмеры, технологические требования, маркировка стандартизованы. Они описаны в ГОСТ 20889-94. «Шкивы для приводных клиновых ремней» и в ГОСТ Р 50641-94 (ИСО 4183-89).
В стандартную маркировку входят следующие параметры:
Так, маркировка 8 SPC 500 обозначает восьмиручьевый шкив под профиль SPC с диаметром 500 мм.
Стандартизованы также и правила изображения шкивов на чертеже. Чертеж должен быть построен так, чтобы изделие можно было изготовить, точно соблюдая форму и размер.
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:
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.
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 двигателя что это такое
Что такое шкив?
В данной статье говориться о разновидностях шкивов, какими они бывают и о том, что такое сам шкив.
Шкив — является колесом, у которого на окружности есть канавка или обод. Они нужны для перемещения по ремню от электрического двигателя. Назначение шкива: передать нагрузку с оси на ремень или же наоборот.
Ременная передача – это неподвижно зафиксированные два шкива с ремнем. Благодаря ремням нагрузка и вибрация на вал понижена, кроме того, посредством этого передается на различные расстояния перемещение между этими ремнями. Так получаются ременчатые передачи.
При помощи шкивов создается бесшумный плавный ход, к тому же их конструкция совсем незатейлива. На данный этап времени шкивы для электродвигателей стали очень популярны и востребованы, их применяют в разных производственных и промышленных областях.
Типология и нормативная база
Указанное различие между шкивом и блоком по передаче или отсутствию передачи крутящего момента на вал носит функциональный характер. По конструкции и с технологической точки зрения блоки и шкивы одинаковы и часто называются общим термином шкив. (Аналогично вал и ось функционально отличаются по передаче момента, а конструктивно одинаковы).
Классификатор ЕСКД «Классификатор изделий и КД машиностроения и приборостроения» относит шкивы к 71 классу общемашиностроительных деталей — тела вращения.
В Российской Федерации требования к шкивам регламентируются:
Также на них действуют общие требования к продукции машиностроения.
Морфологические и синтаксические свойства
| падеж | ед. ч. | мн. ч. |
|---|---|---|
| Им. | шкив | шкивы́ |
| Р. | шкива́ | шкиво́в |
| Д. | шкиву́ | шкива́м |
| В. | шкив | шкивы́ |
| Тв. | шкиво́м | шкива́ми |
| Пр. | шкиве́ | шкива́х |
Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1b по классификации А. А. Зализняка).
Конструкция
В шкивах можно выделить ступичный узел, диск (для цельных) или спицы (для составных шкивов) и обод. Углубление в ободе называют ручьём ремня. Обод может иметь реборды.
Шкивы в зависимости от конструкции могут выполняться:
Составные шкивы при клиновой форме ручья могут служить для регулировки натяжения ремня (удалением дисков или накручиванием резьбы в половинках диска).
Особым видом составного клинового шкива является вариаторный шкив — у него управление сечением ручья позволяет бесступенчато изменять передаточное отношение передачи. Управление сечением ручья может быть механическим, гидравлическим, электромагнитным. Такие ременные вариаторы широко распространены у мопедов.
По технологии изготовления:
Форма обода шкива (ручей): 1 — плоский, 2 — клиновой, 3 — полукруглый, 4 — поликлиновый.
Гладкие (плоский, клиновой и полукруглый) и зубчатые шкивы
Плоский литой шкив с выпуклым ободом
Составной штамповано-сварной шкив (выступает в роли блока, т.е. свободно вращается на оси)
Вариаторные клиноременные шкивы с управляемым сечением ручья
Гладкие шкивы используют для передачи вращательного момента без требований к кинематическому соответствию, поскольку им присуще проскальзывание.
Зубчатые шкивы применяют при требованиях к кинематическому соответствию (например, в газораспределительном механизме ДВС, в приводе головки принтера и т. д.).
По способу фиксации ступицы:
Клиновидные:
Это ручьевые шкивы, которые обычно находят применение в работе со стандартными ремнями. Могут быть с 1, 2, 3, 4, 5, 6 и даже 10 ручьями. Обычно используются для силового оборудования (передачи), в котором нет установленного обозначения. Они помогают ремню проскальзывать, если вдруг усилиться нагрузка. В этом случае ремень не порвется.
Материалы шкивов
Для стационарного оборудования в ременных передачах для шкивов продолжается использование классических недорогих материалов — серого СЧ и ковкого КЧ чугунов. Существенная масса деталей, как правило, тут не играет роли, поскольку массивные шкивы позволяют отказаться в механизме от маховика. Заменителем могут служить стальные штампованные шкивы. Для механизмов с переменной частотой вращения, для транспортных машин, где важно снижение массы и момента инерции используют шкивы из алюминиевых сплавов. И наконец, шкивы высокоответственных агрегатов могут выполняться из магния или титана.
В последнее время широко внедряются шкивы из пластмасс (например, капралон) с возможностью рециклинга, особенно в бытовой технике.
Зубчатые шкивы:
Этот тип применяют, если ремни имеют метрический шаг зуба или же для ремней с гетероцепными полимерами (полиуретан). Они не отличаются высокой износостойкостью, но предназначены для больших показателей мощности.
Балансировка шкивов
Дисбаланс шкивов возникает на этапе изготовления как результат погрешностей формы, например при литьё в земляные формы. В случае новых технологий высокоточного литья или штамповки он невелик, однако его влияние значительно для высокооборотных шкивов. Балансировка шкивов проводится на балансировочных станках. В отличие от карданных валов или пневматических колес в сборе, вместо установки балансировочных грузиков для шкивов ведется удаление материала путём высверливания группы отверстий в секторе дисбаланса.
Литература
Вариаторные:
Имеют тот же принцип, что и ременная передача. Т.е. передают движение от двигателя к узлу с помощью ремня. Это механическая передача, которая имеет бесступенчатую регулировку.
Кроме этого есть еще плоские и поликлиновые шкивы. Они используются менее, чем другие. В любом случае, перед тем как продать любой шкив, он проходит отбалансировку. Используя шкивы, ощутимо экономятся средства на обслуживание и ремонт оборудования.
«Мир Привода» в своем ассортименте имеет различные виды шкивов. Все они отличного качества и имеют все надлежащие сертификаты. Покупайте только лицензированное оборудование у официального дилера.
Шкив двигателя что это такое
WEB garage
Облегченный шкив коленвала.
Так что же делать если достался двигатель с урезанными возможностями? Надо просто найти эти изменения и по возможности заменить доступные для владельца автомобиля детали на альтернативные.
Вторая удавка очень часто встречается на двигателях адаптированных для комфортного передвижения на большие расстояния. Такие двигатели имеют «паровозный» крутящий момент на средних и низких оборотах но меньшую максимальную мощность.
Штатный шкив коленвала для двигателя J30A весит немногим более 3.5 Кг, на первый взгляд может показаться не много, но практике этот вес серьезно влияет на резвость двигателя. Облегчение шкива не представляется возможным так как шив состоит из двух частей соединенных резиновой прослойкой.
Примечание : на ниссановском двигателе RB20E, шкив коленвала тоже состоит из двух частей соединенных резиной, и при удалении одной из частей как раз добавляющей дополнительную массу, функциональность шкива сохраняется – доказано на практике.
Единственным вариантом будет замена шкива на шкив изготовленный из легких сплавов.
Покопавшись на Японских аукционах, Я не нашел тюнинговых запчастей для данного двигателя и тогда Я обратился к токорям нашего города. Найти толкового токоря, который согласился бы взяться за такую работу, оказалось проблемой. После недельных поисков и опросов знакомых, все-таки нашелся человек способный выполнить работу. После пяти минутного разговора с токарем, выяснилась цена работы – 10тыс. рублей. Мой бюджет был гораздо скромней и Я отказался. Поиски решения продолжились в интернете.
И решение нашлось. Двигатель J30A устанавливаемый на Avancier схож по многим мелочам с двигателями J 30 A и J32A устанавливаемых на американских Acura TL. Вот тут-то и есть где размахнуться, ведь американский рынок один из самых богатых рынков мира и предложений здесь масса. Искомый шкив был сразу найден на аукционе Ebay. На момент поисков была представлена только одна модификация шкива от OBX по цене 80 долларов. Заказ с буржуйского аукциона возможен только через фирму посредника, Я воспользовался услугами Bay.ru, которая накрутив расходы по пересылке и небольшую маржу, выдала цену в 5.5 тыс. рублей. Срок доставки составил 2.5 недели.
Получив долгожданную коробку с Америки, Я с большим интересом занялся распаковкой и рассмотрением шкива.
Шкив OBX racing, имеет вес примерно в 750 Грамм, существенно меньший внешний диаметр, отсутствует канавка для фиксирующей шпильки коленвала, и великолепное качество изготовления. Из информации указанной на упаковочной коробке указанно следующее:
Точная компьютерная обработка по технологии CNC что улучшает балансировку
Прирост мощности для обычного неподготовленного двигателя 5-15 л.с.
Испытания производились на диномометре и гоночной трассе
Повышение мощности во всем скоростном диапазоне
Из информации приведенной на сайте производителя стоит отметить, что более легкий шкив с меньшим внешним диаметром снижает паразитную нагрузку в виде генератора и насоса кондиционера, плюс увеличивает срок их службы, так как подшипники навесного оборудования начинают работать на меньших оборотах. Повышение мощности достигается во первых облегчением навесного оборудования коленвала, а во вторых за счет снижения диаметра шкива и как следствие снижения потери вращающего момента. Так же незначительно снижается и расход топлива. Замену шкива на шкив меньшего диаметра не рекомендуют если в машине установлена мощная аудио система т.к. снижается ток отдаваемый генератором.
При рассмотрении изделия очень понравилось качество обработки металла, нет ни единого намека на задиры полученные при обработке и несимметричность геометрии канавок. Шкив легкий, даже очень легкий по сравнению с оригинальным. По началу опасался за прочность шкива в средней части где вырезаны облегчающие канавки, но практика эксплуатации доказала что бояться нечего, все жестко и надежно.
Отсутствие канавки для фиксирующей шпильки коленвала проблем не вызвало, при помощи ручной ножовки по металлу произвел два пропила, а горбик между ними снял напильником. А вот вопрос – почему производитель шкива не сделал данную канавку сразу, так и остался без ответа.
Следующим этапом была установка и подборка ручейковых ремней. Из-за того что новый шкив имеет существенно меньший диаметр стандартные ремни требуют замены более короткие. В описании шкива на сайте производителя упоминалось – «Вы с легкостью найдете необходимые ремни в магазинах автозапчастей», только не слова о том какие именно ремни следует искать. Подборка ремней оказалась слегка проблематичной, все попытки вычислить разницу в длине ремней оказались бесполезными, так как в итоге новые ремни оказывались существенно короче требуемых. В итоге Я так и не подобрал ремней необходимой длинны, замучившись кататься на маршрутках от гаража до автомагазинов (очевидно длина ручейковых ремней у китайцев тоже имеет свою единицу измерения). Более точную подгонку под купленные ремни произвел путем замены штатного верхнего кронштейна генератора на кронштейн от двигателя со старого цивика имеющий полозья позволяющие производить регулировку.
После окончания адаптации нового шкива был произведен пуск двигателя. Результат проделанной работы проявился сразу же – двигатель легче заводиться, а после прогрева до рабочей температуры сложилось впечатление что двигатель стал работать более не принужденно, примерно если сравнивать на звук работу двигателя до замены моторного масла и после – явно мягче… И конечно же самое главное, при резком нажатии на педаль газа, двигатель шустро набирает обороты.
В первых же поездках, сразу почувствовалась лучшая резвость двигателя, едва заметное увеличение тяги. Мои опасения по поводу изменения поведения автомобиля в спокойном стиле езды не нашли подтверждения, автомобиль так же мягко разгонялся и не каких отличий в поведении не проявлял. А вот рывки при включении насоса кондиционера стали более ощутимыми.
Установленные ремни
4PK 1048 – ручейковый ремень насоса усилителя руля (требуется длиннее как минимум на 1.5см ; иначе будет тяжело производить монтаж)
6PK 1080 – ручейковый ремень привода генератора и насоса кондиционера (требуется длиннее на 1см, а может и больше; требуется точная подборка ремня или замена верхнего кронштейна генератора)
При покупке ремней угадать сложно, толи мера измерения разная, то ли плотность рабочих трапеций разная, а возможно и мои методы измерения не совершенны, но факт остается фактом — новый ремень гидроусилителя который короче ( по данным каталога) всего на необходимых 2 см, при примерке оказывается короче на 4 см…
Приобретенный шкив
OBX BILLET CRANK PULLEY 98-02 HONDA ACCORD 3.0L V6 J30A
Есть и другие варианты альтернативных шкивов, к примеру за 200$ продают комплект из трех шкивов unorthodox racing, такой вариант более предпочтительнее, но конечная цена почти в 2 раза дороже…
В дальнейшем был удален автоматический натяжитель ремня — читать здесь.
Ременная передача (клиноременная) — что это такое?
Автомобильная механика включает в себя довольно большое число механизмов, которые передают различные вращательные или поступательные движения на другие устройства. Одним из таких устройств является клиноременная передача. В этой статье мы постараемся как можно подробнее рассказать, что такое ременная передача, для чего она нужна и как работает?
Что такое клиноременная передача (ременная)
Ременная передача – это способ передачи вращающей механической энергии от его источника на другой механизм. В данном случае, такой энергией выступает вращающий момент. Любая ременная передача состоит из одного ремня и двух шкивов как минимум.
Ремень, как правило, изготавливается из резины, прошедшей специальную обработку, которая позволяет ей стойко переносить не слишком сильные механические воздействия на растяжение и некоторые термические отклонения. Существует множество разновидностей ременных передач, но мы остановимся на самом распространенном варианте – клиноременной, которая получила достаточно широкое распространение в автомобилестроении.
Клиноременная передача выполнена в виде ремня клинообразной формы и соответствующих шкивов. Шкив клиноременной передачи представляет собой металлический диск со специальными ответвлениями по окружности, предназначенными для самого ремня. Ремень, в свою очередь имеет два варианта исполнения: зубчатый ремень или гладкий.
Изначально таким ремнем приводилось большое количество различных механизмов автомобиля. Основными и по сей день остаются генератор и водяной насос. На грузовых и многих других современных автомобилях с помощью такого ремня приводятся в движение специальные гидравлические насосы для гидроусилителя руля и воздушные компрессоры для усилителей тормозной системы автомобиля.
Главной особенностью шкива клиноременной передачи должна быть специальная канава для ремня. Без нее, данный ремень попросту соскочит с механизма, так как имеет сравнительно малую толщину. Такой подход позволяет сократить место, занимаемое ременным приводом за чет уменьшения его габаритов.
Размеры шкивов зависят от передаточного соотношения. Если передача понижающая, то ведущий шкив должен быть меньше ведомого и наоборот.
Ремень же должен обладать определенной мягкостью в различных погодных условиях. Так как автомобиль предназначен для эксплуатации в зимний и летний период, а значит, ремень не должен терять своих эластичных свойств не при каких обстоятельствах. Применение любого другого ремня в клиноременной передаче недопустимо.
Схема работы ременной передачи — шкивы и ремни
Преимущества и недостатки
Как и все механизмы, ременная передача тоже имеет свои преимущества и недостатки, решить все из которых, к сожалению, не удается, что позволяет применять этот механизм только в определенной деятельности.
Достоинства:
Недостатки:
Вот и все, что собой представляет клиноременная передача. В современном машиностроении она играет далеко не последнюю роль, поэтому не стоит ее недооценивать.
ПОДРОБНО О РЕМЁННОЙ ПЕРЕДАЧЕ: история, виды, передаточное отношение
История
Ремённая передача – одна из древнейших и простых механических передач, в которой используются приводные ремни и специальные колеса — шкивы. По некоторым источникам, ременная передача впервые документально описана китайским философом, поэтом и политиком Ян Сюном (53 год до н. э. – 18 год н. э.) периода империи Хань в тексте «Словарь местных выражений». Описанное устройство использовали ткачи в своей работе с шелком.
Кстати, слово «ремённая» записывается через букву «ё», на которую и нужно ставить ударение. Но в печати, например, в нашем следующем заголовке, точки над «ё» могут опускать. Это не является ошибкой, но не забудьте ставить ударение правильно.
На средневековых картинах можно увидеть механизм — самопрялку, в которой принцип ремённой передачи используется для ускорения получения пряжи. Большое развитие ремённая передача вместе с другими механизмами получила во времена английской промышленной революции (1780-1830 гг.), которая началась с изобретения в 1769 году паровой машины. Небольшие кустарные ремесленные производства начали вытесняться фабричным трудом с большим количеством машин.
На приведенной ниже картинке показаны примеры использования ремённой передачи в современных технических устройствах – от двигателя внутреннего сгорания автомобиля до 3D-принтера.
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.
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.
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.
Открытая, перекрестная и полуперекрестная передача
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.
Рис. 8. Виды ремённых передач
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.
Рис. 9. Схема понижающей и повышающей ремённой передачи
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).
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.
Виды приводных ремней
Видов ремней достаточно много, так как используются они в разных условиях. Где-то нужно передать очень большую мощность так, чтобы ремень не порвался и не растянулся. Где-то ремень не должен проскальзывать. Где-то ремень должен крутиться очень-очень быстро и мало изнашиваться со временем. А где-то нужно передать вращение на большое расстояние и под углом.
Очень распространенная классификация ремней – по поперечному сечению или форме. Основные виды: 1 — плоские ремни, 2 – клиновые ремни, 3 – ремни круглого сечения (пассики), 4 – многоручьевые ремни (или поликлиновые), 5 – зубчатые ремни.
В крупной промышленной технике самые распространенные ремни – клиновые и поликлиновые. Они достаточно толстые по сечению и имеют увеличенную за счет боковой поверхности площадь сцепления со шкивами.
В небольших электронных устройствах чаще используются плоские ремни и пассики (ремни с круглым сечением).
Плоские ремни широко использовались в 19-м и начале 20 века на фабриках для передачи движения на несколько машин с одного линейного вала (англ. line shaft). Они широко применялись и применяются в лесопильных станках, молотилках, электрогенераторах.
В станках с ЧПУ (3D-принтерах, плоттерах, лазерных станках) используются зубчатые ремни, так-так они сохраняют постоянное передаточное отношение и не проскальзывают.
Преимущества и недостатки
Как и у любого устройства, у ремённой передачи есть свои плюсы и минусы по сравнению с другими механизмами. Выделим важные из них.
Преимущества:
Недостатки:
Определения
Эти термины важно запомнить.
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.
Вопросы
1. Что ты можешь сказать о ремённых передачах по этим двум изображениям? В чем их отличие и из каких элементов они состоят?
Задачи
1. Мальчик Ваня измерил штангенциркулем ведущий и ведомый шкив. Диаметр первого составил 12 миллиметров, второго – 32 миллиметра. Какое передаточное отношение у этой ремённой передачи?
2. Угловая скорость вращения вала мотора – 420 оборотов в секунду. Какая угловая скорость будет у ведомого шкива, если передаточное отношение i = 12 : 1?
3. Собери одноступенчатую понижающую ремённую передачу из деталей Lego. В качестве шкивов можно использовать диск узкого или большого колеса и желтые втулки. На ведущую ось установи ручку, на ось ведомого шкива установи стрелку, чтобы считать обороты.
Измерь с помощью линейки или штангенциркуля диаметры шкивов.
Заполни таблицу. Проверь опытным путем полученное значение с помощью стрелки.
4. Собери двухступенчатую понижающую ремённую передачу с ручкой и стрелкой (пример — в 3 задаче). Посчитай передаточное отношение через диаметры. Проверь полученное значение опытным путем.
Полезное видео
Подписывайтесь на нашу группу в ВКонтакте и Одноклассниках и получайте уведомления о новых статьях.
При копировании материалов сайта не забудьте указать источник.