Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování
ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ II
Přednáška 9
Řemenové převody
Řemenové převody slouží pro přenos menších a středních kroutících momentů, zpravidla mezi rovnoběžnými hřídeli s větší osovou vzdáleností. Kroutící moment se přenáší třením z hnací řemenice na hnanou prostřednictvím uzavřeného poddajného pásu - řemene. Řemenovým převodem je možné realizovat převodová čísla o velikosti maximálně 10 až 15.
Martin Hartl
Přednáška 8 - Řemenové převody
Výhody a nevýhody Výhody řemenových převodů
• Klidný a tichý chod. Řemen svou pružností, popř. i skluzem zachycuje a tlumí kmitání, chvění a rázy.
• Při přetížení plní funkci pojistné spojky. • Jedním řemenem je možné současně pohánět několik hřídelů. • Jednoduchá a levná výroba. • Snadná montáž a údržba. Nevýhody řemenových převodů
• Větší rozměry oproti převodům ozubenými koly. • Nestálý převodový poměr a nepřesnost v přenosu pohybu a síly plynoucí z existence skluzu.
• Zvýšené namáhání hřídele a ložisek v důsledku předpětí řemene. • Špatná odolnost vůči vysokým teplotám, vlhkosti a chemickým účinkům prostředí. • Vznik statické elektřiny. Martin Hartl
Přednáška 8 - Řemenové převody
Druhy řemenových převodů Otevřené opásání (nereverzní)
Polozkřížené opásání
Zkřížené opásání (reverzní)
Otevřené opásání s vodícími kladkami (reverzní)
Martin Hartl
Přednáška 8 - Řemenové převody
Druhy řemenů Ploché
Polyklínové
Ozubené ochranná vrstva
ochranná vrstva tažná část styková vrstva
ochranná vrstva
tažná část
žebra
tažná část
pryžové ozubení
Klínové klasického průřezu
obal
tažná část 0,5 ÷ 7 kW
1,5 ÷ 15 kW
13 ÷ 75 kW
30 ÷ 150 kW
50 ÷ 220 kW
Klínové úzké
obal Martin Hartl
tažná část Přednáška 8 - Řemenové převody
Řemenice Pro ploché řemeny
Pro klínové řemeny
Pro klínové řemeny
Pro klínové řemeny
Pro ozubené řemeny
Pro ozubený řemeny
Martin Hartl
Přednáška 8 - Řemenové převody
Napínací ústrojí Aby mohl řemen přenášet požadovaný kroutící moment, musí být dostatečně přitlačován k řemenicím. Toho se dosáhne jeho předpětím, které lze vyvodit zkrácením délky řemene, zvětšením osové vzdálenosti nebo použitím napínacích kladek. Napínání řemene napínací kladkou
napínací kladka
Napínání řemene tíhou hnacího stroje
Stanovení předpětí řemene G⋅L F = 4u
odlehčená část
o
tažná část
L Fo
Martin Hartl
Fo
u G
Přednáška 8 - Řemenové převody
Geometrie převodu s otevřeným opásáním β
4 a − (d − d 2
)
2
2
1
B
β β
A α1
E α2
d1
C
d2
D a
L = 2 AB + AC + BD AB = (AE − BE 2
Martin Hartl
2
)
12
d d d d −d ⋅ α = (π − 2 β ) = π − 2 arcsin 2 2 2 2a d d d d −d BD = ⋅ α = (π + 2 β ) = π + 2 arcsin 2 2 2 2a
AC =
= [4 a − (d − d 2
)]
2 12
2
1
1
1
1
2
1
1
2
2
2
2
2
Přednáška 8 - Řemenové převody
1
Silové poměry F+dF
r F ⋅ dθ = m ⋅ r ⋅ ω ⋅ dθ 2
∑ F = − ( F + dF ) ⋅ r
2
c
F = m⋅v
2
c
dN = ( F − F ) ⋅ dθ
dθ dθ − F ⋅ + dN + F ⋅ dθ = 0 2 2 c
c
∑ F = − f ⋅ dN − F + ( F + dF ) = 0
dN fdN
t
dF = f ⋅ dN = f ⋅ ( F − F ) ⋅ dθ = f ⋅ F ⋅ dθ − f ⋅ m ⋅ r ⋅ ω ⋅ dθ 2
dθ θ
F
nehomogenní lineární diferenciální rovnice prvého řádu dF − f ⋅ F = − f ⋅m⋅r ⋅ω dθ 2
F1 d
2
c
tažná část
2
řešení rovnice
okrajová podmínka
F = A ⋅ exp( f ⋅ θ ) + m ⋅ r 2 ⋅ ω 2
θ=0
F = F2
konstanta A = F − m⋅r ⋅ω 2
T
F2 odlehčená část
F − m⋅r ⋅ω F − F = = exp( f ⋅ α ) F − m⋅r ⋅ω F −F 2
2
1
1
2
2
Martin Hartl
2
2
c
2
2
c
F = exp( f ⋅ α ) F 1
2
Přednáška 8 - Řemenové převody
Silové poměry F = F + F + ∆F tažná část
d
1
o
F = F + F + ∆F = F + F + T d
c
1
1
c
Předpětí řemene T exp( f ⋅ α ) + 1 ⋅ d exp( f ⋅ α ) − 1
Síla v tažné části řemene F1 = Fc + Fo
2 ⋅ exp( f ⋅ α ) exp( f ⋅ α ) + 1
Martin Hartl
c
o
c
2
1
2
o
c
F1
Síla v odlehčené části řemene
2 F2 = Fc + Fo exp( f ⋅ α ) + 1
o
síla v řemeni F1, F2
Fo =
c
2T F + F = 2F + 2F d F + F2 Fo = 1 − Fc 2
F = F + F − ∆F o
o
F −F =
odlehčená část 2
c
F = F + F − ∆F = F + F − T d 1
T
o
F1 2T/d
F2 F2 Fc předpětí řemene Fo
Fo
Přednáška 8 - Řemenové převody
Průběh sil podél řemenu Převod plochým řemenem
Převod klínovým řemenem
F1 T
F1 T
F2
Fp1
∆F F1
Fo Fc
F2
F1max
∆F
F1 F2
Fp2
∆F Fo
F2max ∆F F2
Fc
F1, F2 síla v tažné, resp. odlehčené části řemenu, Fo síla předpětí, Fc zatížení řemene od odstředivé síly, ∆F síla od přenášeného kroutícího momentu, Fp1, Fp2 síla v tažné, resp. odlehčené části řemenu způsobená ohybem řemenu F1max, F2max maximální síla v tažné, resp. odlehčené části řemenu Martin Hartl
Přednáška 8 - Řemenové převody
Řemenové variátory Řemenové variátory umožňují plynulou změnu převodového poměru a tím i otáček za chodu hnacího stroje. Převodový poměr se mění změnou vzájemné polohy dvojic kuželových kotoučů řemenic na obou hřídelích. Slouží pro přenos výkonů do 50 kW.
vidlice
Martin Hartl
Přednáška 8 - Řemenové převody
