обеспечивать изменение диаметроЁ дисков и, следовательно, изменение передаточного отношения в заданных пределах;

поддерживать на всем диапазоне регулирования постоянство длины ремня и тем самым постоянство натяжения или изменение последнего в соответствии с требуемой характеристикой;

допускать регулирование натяжения при постановке ремня и подтягивание его по мере вытяжки.

В передачах с одним регулируемым шкивом и подвижным валом две последние функции выполняются автоматически. В передачах с двумя регулируемыми шкивами, когда имеется возможность перестановки вала, третья функция отпадает. При наличии натяжного ролика отпадают обе последние функции и механизм регулирования упрощается. Однако наличие ролика сокращает долговечность ремней. В передачах с фиксированным положением осей механизм регулирования должен выполнять все три функции.

Регулирование передаточного отношения достигается осевым перемещением дисков. Последнее может осуществляться непосредственным воздействием на обе пары дисков соответствующим механизмом (см. рис. 3, б) или тем же воздействием на одну пару и пружинами на вторую пару дисков (см. рис. 3, в).

Компенсация изменения длины ремня при регулировании может достигаться: кинематическим способом - введением в механизм регулирования корректирующего устройства, которое дает разное перемещение ведущих и ведомых дисков; силовым способом - введением пружин; за счет криволинейной формы дисков. При применении первого и третьего способов натяжение ремня на всем диапазоне регулирования может быть практически постоянным. При корректировании пружинами натяжение в процессе регулирования изменяется. Возможны два способа установки пружин:

непосредственное воздействие пружины на диск, когда деформация пружины при регулировании равна относительному перемещению дисков (см. рис. 3, б);

введение пружин в рычажную систему, когда деформация их при регулировании зависит только от изменения длины ремня.

В первом случае натяжение ремня в процессе регулирования изменяется значительно. Выбором места установки пружины и ее жесткости можно обеспечить изменение натяжения ремня в соответствии с требуемой характеристикой передачи. При установке пружин по второму способу натяжение ремня изменяется весьма незначительно. При этом оно оказывается минимальным при = 1 и возрастает по мере приближения к крайним положениям.

Третья функция механизма регулирования достигается осевым смещением дисков обеих пар или при наличии пружин регулировкой натяжения последних.

Глава 3 КЛИНОВЫЕ РЕМНИ

3.1. типы и конструкция ремней

Клиновые ремни изготовляют бесконечными, сложной конструкции. Они состоят из несущего слоя - корда, резинового или резинотканевого наполнения и обертки. Ремни делают слой-ной конструкции, в которой элементы располагают по сечению в зависимости от выполняемых ими функций. По напряжениям, возникающим в ремне при работе на шкивах, различают зону растяжения, сжатия и зону, расположенную около нейтральной линии.

Изготовляют ремни двух конструкций: кордшнуровой и корд-тканевой. В первой корд выполнен из текстильного шнура, навитого по спирали в один слой (рис. 9, а). В кордтканевых ремнях корд состоит из 2 ... 5 рядов ткани с основой из тонких текстильных шнуров и слабым утком (рис. 9, б). Корд является несущим тяговым элементом ремня. Для лучшей связи с остальными элементами его часто размещают в тонком слое мягкой резины. Выше несущего слоя, в зоне растяжения, и ниже, в зоне сжатия, располагают резиновые подушки. Они придают ремню требуемую форму и обеспечивают его демпфирующие свойства.

Снаружи сердечник ремня завернут в один или несколько слоев прорезиненной: оберточной ткани, раскроенной по диагонали. Обертка придает ремню каркасность, предохраняет внутренние элементы от внешних воздействий и повышает износостойкость рабочих поверХностей.

Целесообразная конструкция ремня и подбор материала его элементов должны обеспечивать: достаточную усталостную прочность его элементов и их связей при действии постоянных и переменных напряжений; возможно более высокий коэффициент трения ремня по шкиву; хорошую износостойкость рабочих поверхностей; оптимальный для данных условий работы приведенный модуль упругости при растяжении; хорошую гибкость или возможно меньшую продольную жесткость при изгибе; малые гисте-резисные потери и высокую поперечную жесткость.

Выполнение первых трех требований необходимо для достижения должной долговечности и хорошей тяговой способности ремня, остальных - для снияения скольжения и гистерезисных потерь при переменном деформировании ремня растяжением,

2 Б. А. Пронин и др.

а) 6)

Рис. 9. Конструкция клиновых ремней:

а - кордшиурового; б - кордткапевого

изгибом и сжатием, что в свою очередь повышает его долговечность. Особенно важным для уменьшения потерь и повышения срока службы ремня является снижение его изгибной жесткости. С этой целью корд в ремне, выполняемый из высокомодульных материалов, должен располагаться в середине ремня и как можно компактнее. В кордтканевом ремне нити корда занимают значительную часть его сечения; часть их, расположенная в зоне сжатия, используется слабо и, испытывая знакопеременные напряжения, снижает долговечность ремня. Ремни корд-шнуровые с расположением корда в один слой значительно более совершенны-• они гибче, долговечнее и обеспечивают более высокий КПД передачи. В мировой практике во всех видах клиноременных передач кордтканевые ремни вытесняются кордшнуровыми. Имеющиеся ранее технологические ограничения отпали - кордшну-ровые ремни можно изготовлять любых длин.

При изгибе ремня на шкивах, а также от действия нормальных сил на рабочих поверхностях (рис. 10) ремень в канавке прогибается и сжимается в поперечном направлении. В результате прогиба элементы корда оказываются натянутыми различно и нагрузка по ним распределяется неравномерно. Чем сильнее ремни деформируются от поперечного сжатия, тем больше радиальные перемещения ремня в канавке, больше потери на радиальное скольжение и упругий гистерезис при сжатии. Для уменьшения этого ремень должен обладать высокой жесткостью при поперечном сжатии и поперечном изгибе.

Обеспечение перечисленных требований достигается надлежащим конструированием ремня и подбором материалов его составляющих элементов. Естественно, что для ремней с различным соотношением v размеров сечения, при работе на шкивах с разными относительными диаметрами О и углами канавок ф, а также работающих в различных условиях эксплуатации значимость тех или иных из перечисленных требований различная. Это обусловливает определенную специализацию клиновых ремней. При работе передачи в экстремальных температурных условиях и при сильной запыленности предъявляются дополнительные требования. В случае опасности накопления на ремне статических зарядов применяют ремни в антистатическом исполнении.

Для бесступенчатых клиноременных передач применяют клиновые ремни как стандартных сечений по ГОСТ 1284. 1-80, так

Рис. 10. Прогиб ремня в канавке шкива

И специальные широкие - вариаторные. Из анализа выражения (28) видно, что для увеличения отношения Did, а следовательно, и расширения диапазона регулирования необходимо увеличивать относительную ширину v ремня, уменьшать относительный диаметр шкива и угол канавки ф. Для стандартных ремней v = = 1,4, ф„,п = 32 ... 34°, = 11 ... 15. При этих параметрах диапазон регулирования Д. в передаче с двумя регулируемыми шкивами составляет 1,4 ... 1,7. Для получения больших диапазонов регулирования применяют вариаторные ремни с относи-

Рис. И. Типы вариаторных ремней:

а, б - с никиими зубьями; в - с верхними зубьями; г - с двусторонними зубьями;

5 - сплошного сечения

тельной шириной v = 2 ... 4,7 при шкивах с ф = 22 ... 28° и = 4,&. При указанных параметрах условия работы вари-аторного ремня оказываются существенно отличными. Уменьшение угла канавки при том же натяжении ремня увеличивает нормальные силы, сжимающие ремень. Это обстоятельство, а также большая относительная ширина увеличивают поперечные деформации и прогиб ремня в канавке. Поэтому повышение жесткости при поперечном сжатии и поперечном изгибе для вариаторных ремней особенно важно. С этой целью в вариаторные ремни в слой растяжения или сжатия (рис. 11, а, д) вводят несколько слоев ткани, основа которой располагается поперек ремня. Одновременно это способствует более правильному положению корда, т. е. без смещений и перекосов.

Для работы на шкивах малых диаметров вариаторные ремни -должны обладать малой продольной изгибной жесткостью. Для

этого их выполняют преимущественно кордшнуровыми и зубчатыми: с нижним (рис. и, а, б), верхним (рис. И, е) или двусторонним (рис. 11, г) расположением зубьев. Ослабление сечения выемками не снижает тяговую способность ремня, так как не затрагивает корда, несущего нагрузку. Уменьшение эффективного сечения улучшает продольную гибкость ремня. В то же время при поперечном изгибе ремня в канавке зуб играет роль ребра жесткости, значительно уменьшая прогиб ремня и искаже-

Рис. 12. Вариаторные ремни фирм: а - Goodier; б - PlreHi; в - Continental

ние его сечения. В результате распределение нагрузки по виткам корда также становится более равномерным.

Наиболее распространены вариаторные ремни с нижними зубьями - у них корд расположен относительно выше и меньшая часть его волокон попадает в зону сжатия. При верхних зубьях ремни оказываются менее гибкими, они требуют использования шкивов больших диаметров; такие ремни применения не нашли. Ремни с двусторонними зубьями (рис. И, г) используют на шкивах особо малых диаметров и при малых нагрузках, в частности в текстильных машинах.

Для увеличения жесткости при поперечном изгибе и улучшения распределения нагрузки по виткам корда иногда сечению ремня придают арочную форму (рис. И, б, д). Это имеет особое значение для сплошных ремней (рис. И, д), у которых деформация сечения и прогиб в канавке значительно больше, чем у зубчатых ремней. Вариаторные ремни выполняют как с оберткой (рис. 11,6, д), так и без обертки (рис. 11, а, г). Обертка предохраняет ремень от преждевременного отказа из-за расслоения. В ремнях без обертки концы навитого по спирали кордшнура вы-36

ходят на рабочие поверхности. При повышенном скольжении в канавке эти концы задираются и выдергиваются из ремня, способствуя его разрушению. Однако при отсутствии обертки и трении резины по металлу шкива коэффициент трения выше в 1,5 раза, и такие ремни требуют меньшего натяжения (на 10 ... ... 20%).

В большинстве случаев зубчатые ремни изготовляют с формованным зубом. При нижнем расположении зубьев и наличии обертки (рис. 11, б) ремни чаще делают с нарезанным зубом. В последнем случае ремень изготовляют сплошным и на готовом ремне вырезают впадины между зубьями. Для вариаторов сельскохозяйственных машин, работающих при больших нагрузках, больших пусковых моментах и с ограниченным диапазоном регулирования, рекомендуют ремни сплошного сечения типа, указанного на рис. 11, 5 и 12,6. Такие ремни требуют шкивов больших диаметров. Для вариаторов мототранспортных средств фирма Pirelli рекомендует ремни по рис. 11, б. Очевидно, что для машин двух последних назначений, работающих при повышенной запыленности и с частыми пробуксовками, ремни с оберткой оказываются более надежными.

Для вариаторов промышленного назначения чаще рекомендуют ремни без обертки. На рис. 12, а, в показаны сечения двух подобных ремней.

3.2. МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕМЕНТОВ РЕМНЯ-ИЗГОТОВЛЕНИЕ РЕМНЕЙ

От материала элементов ремня и от качества изготовления в значительной степени зависят его долговечность, тяговая способность и КПД передачи. Изысканием и внедрением новых материалов, повышением уровня технологии, и в частности, механизацией/бпераций, проведенными в последнее десятилетие в СССР и за рубежом, долговечность вариаторных, как и клиновых ремней других типов, была значительно повышена. Однако воз-можн(сти для дальнейшего повышения качества ремней далеко не исчерпаны.

Виды материалов элементов ремня устанавливают в соответствии с выполняемыми ими функциями с тем, чтобы в наибольшей степени обеспечить требования к ремню, перечисленные в разд. 3.1, с учетом специфических условий работы ремня данного типа.

Материал несущего слоя в соответствии с его назначением должен обладать высокой усталостной прочностью при длительном воздействии переменных напряжений растяжения и изгиба, достаточно высоким модулем упругости при растяжении, что снижает упругое скольжение ремня и износ его рабочих поверхностей. Для снижения вытяжки ремней при эксплуатации материал корда должен обладать малым остаточным удлинением. Это особенно важно для ремней вариаторов с фиксированным положением ва-