Entraînements par courroie
Entraînement par courroie (Fig. 4.58, a) se compose de poulies motrices et entraînées reliées par une (des) courroie(s) posée(s) sur des poulies tendues. La rotation de la poulie motrice sera transférée à celle menée en raison du frottement développé entre la poulie motrice
Riz. 458
courroie et poulies ou engrènement (entraînement par courroie crantée).
Avantages : la possibilité de transfert entre des puits situés à une distance considérable ; fonctionnement fluide et silencieux ; la protection contre les surcharges est liée à la capacité de la courroie à ne transmettre qu'une certaine charge, au-dessus de laquelle se produit un glissement (glissement) de la courroie contre la poulie; faible coût et facilité d'entretien de la transmission.
Désavantages: grandes dimensions globales; inconstance du rapport de démultiplication due au glissement de la courroie ; augmentation des forces de pression sur les arbres et les roulements, car la tension totale des branches de la courroie est bien supérieure à la force de transmission circonférentielle; faible durabilité des courroies et nécessité de les protéger de l'huile; le besoin de tendeurs de courroie.
Dans la plupart des cas, les entraînements par courroie sont utilisés pour transmettre des puissances de 0,3 à 50 kW : le rendement pour une transmission par courroie plate est β = 0,96, et pour une transmission par courroie trapézoïdale β = 0,95.
Selon la forme de la section transversale, les courroies d'entraînement à friction sont divisées en plates (Fig. 4.586), en coin (Fig. 4.58, c), à nervures poly-V (Fig. 4.58, G), rond (Fig. 4.58, e) et etc.
Ainsi, selon la forme de la section transversale de la courroie, on distingue les transmissions à courroie plate, à courroie trapézoïdale, à courroie poly-V et à courroie ronde.
Matériaux et conceptions de ceintures. La courroie de transmission doit avoir une certaine capacité de traction (capacité à transmettre une charge donnée sans patiner) et la durabilité requise. La capacité de traction de la courroie est assurée par son adhérence fiable aux poulies, qui est déterminée par le coefficient de frottement élevé entre elles. La durabilité d'une courroie dépend des contraintes de flexion qui s'y produisent et de la fréquence des cycles de chargement. Mais le matériau et la conception distinguent plusieurs types de ceintures.
Bretelles plates. Les ceintures plates standard comprennent le tissu caoutchouté, le cuir, le coton tissé et la laine. Les extrémités des courroies plates peuvent être reliées (par couture, collage, clips métalliques) et sans soudure (sans fin) sont utilisées dans les transmissions à grande vitesse.
Courroies trapézoïdales. Ils sont constitués de trois types : section normale, étroite et large pour les variateurs. Les courroies de section normale sont les principales en ingénierie générale. Conformément à GOST, ces courroies sont fabriquées en sept sections de tailles différentes: O, A, B, C, D, D et E. La vitesse maximale autorisée pour les profils O, A, B, C est jusqu'à 25 m / s , pour G, D et E - jusqu'à 30 m/s. Les sections des courroies augmentent de O à E. Les courroies trapézoïdales sont largement utilisées dans l'industrie.
Courroies striées. De par leur conception, ils ressemblent à des cales. Dans leur fine partie plate (voir Fig. 4.58 et 4.59, mais) un cordon à haute résistance en viscose, fibre de verre ou lavsan et plusieurs couches de tissu situées en diagonale sont placés, ce qui confère à la ceinture une plus grande rigidité transversale. Les entraînements à nervures en V sont les plus compacts de tous les entraînements par courroie et peuvent fonctionner à des vitesses élevées v≤ 40 m/s.
Courroies crantées (Fig. 4.59, b). Ils combinent les avantages des courroies plates et des engrenages. Sur la surface de travail des courroies, des saillies (dents) sont faites qui s'engagent avec les saillies (dents) sur les poulies. Les courroies crantées sont installées sans précontrainte. Ils fonctionnent silencieusement sans patinage et ont un rapport de démultiplication constant. Par rapport à l'habituel
Riz. 4,59
Entraînement par courroie par friction, les courroies crantées sont beaucoup plus compactes et ont un meilleur rendement.
Matériaux et conceptions des poulies. Les poulies à courroie sont en fonte, en acier, en alliages légers, en plastique et en bois. La partie extérieure de la poulie, sur laquelle la ou les courroies sont installées, s'appelle la jante, et la partie centrale, montée sur l'arbre, s'appelle le moyeu. La jante avec le moyeu est reliée par un disque ou des rayons.
Cinématique, géométrie et forces dans les entraînements par courroie. Le diagramme de chargement de la bande est illustré à la fig. 4,60, où est l'angle de la courroie autour de la poulie ; mais– entraxe ; – arc de glissement, sur lequel on observe un glissement élastique.
Force de traction de la branche principale 3 courroie sortant de la poulie entraînée 2 pendant le fonctionnement de la transmission, force de tension supérieure à une centaine de branche entraînée 1, fonctionnant sur la poulie entraînée 2. De la répartition des forces dans les sections transversales de la courroie, il s'ensuit que sur la poulie d'entraînement 1 la force de tension diminue progressivement, et sur le conduit 2 - augmente. Des tensions différentes des branches menante et menée de la courroie provoquent un glissement élastique de la courroie sur les poulies.
Vitesses périphériques (m/s) du premier g;) et de l'esclave v 2 poulies sont déterminées par les formules
où est la vitesse de rotation, tr/min ; est le diamètre de la ιème poulie, mm.
Du fait du coulissement élastique de la courroie sur les poulies sur la poulie menante, la vitesse périphérique est supérieure à la vitesse périphérique sur la menée :
Riz. 4,60
où est le coefficient de glissement élastique. Le glissement élastique se situe à l'intérieur et augmente avec l'augmentation de la charge.
Le rapport de démultiplication de la transmission par courroie, en tenant compte du glissement, est déterminé comme suit.
La procédure de calcul des entraînements par courroie
Données initiales (obtenues à partir du calcul cinématique du variateur) :
N 1 - puissance sur l'arbre d'entraînement;
n 1 - fréquence de rotation de l'arbre d'entraînement, tr/min;
Et- rapport de démultiplication de la transmission par courroie.
1. Selon le tableau 4.3.1, sélectionnez la section de courroie en fonction du couple sur l'arbre d'entraînement :
J 1 = 9555∙10 3 ∙ , H∙mm. (4.3.1)
diamètres de poulie lors du choix des courroies
| Partie ceinture | J 1 , N∙mm | ré min, mm | Partie ceinture | J 1 , N∙mm | ré min, mm |
| Section normale du coin | Coin étroit | ||||
| SUR | Jusqu'à 30∙10 3 | UO | Jusqu'à 150∙10 3 | ||
| MAIS | 15∙10 3 …60∙10 3 | UA | 90∙10 3 …400∙10 3 | ||
| B | 50∙10 3 …150∙10 3 | UB | 300∙10 3 …2∙10 6 | ||
| DANS | 120∙10 3 …600∙10 3 | SC | Plus de 1,5∙10 6 | ||
| g | 450∙10 3 …2,4∙10 6 | Polyclinique | |||
| ré | 1,6∙10 6 …6∙10 6 | POUR | Jusqu'à 40∙10 3 | ||
| E | Plus de 4∙10 6 | L | 18∙10 3 …400∙10 3 | ||
| M | Plus de 130∙10 3 |
2. Sélectionnez le diamètre de la plus petite poulie.
Afin d'augmenter la durée de vie de la transmission, il est recommandé d'installer une poulie plus petite du diamètre estimé ré 1 >ré min (voir Tableau 4.3.1) de la plage standard : 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500 , 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000.
3. Déterminez le diamètre de la grande poulie d2 = d1i. La valeur de d2 est arrondie à la valeur standard la plus proche.
4. Affiner le rapport de démultiplication en tenant compte du glissement relatif
ξ ≈ 0,01
Déterminer l'écart Et' du donné Et: ∆ et= |et – et′ |.
5. Comparez ∙100% ≤ 5% :
Si la condition n'est pas remplie, passez à l'étape 3 et choisissez une autre valeur dans la plage standard ;
6. Déterminez la valeur approximative de l'entraxe
mais'= CD 2, où le coefficient est sélectionné selon le tableau 4.3.2 en fonction du rapport de réduction Et.
Tableau 4.3.2
Valeur du coefficient à partir de
| Et | ||||||
| à partir de | 1,5 | 1,2 | 0,95 | 0,9 | 0,85 |
7. Déterminez la longueur approximative de la courroie :
. (4.3.3)
Selon GOST 1284.1-89, GOST 1284.2-89, GOST 1284.3-96 pour les courroies à section normale, RTM51-15-15-70 pour les courroies à section étroite et en utilisant
RTM 38-40528-74 pour les courroies striées en V, sélectionnez la section de courroie standard la plus proche (Fig. 4.3.1, Tableau 4.3.3).
Tableau 4.3.3
Dimensions des sections standard de courroies (mm)
| Désignation de section | Largeur estimée LP | Largeur O | Hauteur J 0 | Durée estimée Lp | F | |
| le plus petit | le plus grand | |||||
| SUR | 8,5 | |||||
| MAIS | ||||||
| B | 10,5 | |||||
| DANS | 13,5 | |||||
| g | ||||||
| ré | 23,5 | |||||
| E |
Gamme de longueurs de courroie efficaces L p , millimètres : 400 ; (425 ); 450(475); 500(530); 360(600); 630 ; (670); 710 ; (750); 800, (850); 900 ; (950); 1000 ; (1060);1120 (1180); 1250 ; (1320); 1400 ; (1500); 1600 ; (1700) 1800 ; (1900); 2000 ; (2120); 2240 ; (2360); 2500 ; (2650); 2800 ; (3000); 3150 (3350); 3550 ; (3750); 4000 ; (4250); 4500 "(4750); 5000; (5300); 5600, (6000); 6300; (6700); 7100.
Les dimensions entre parenthèses doivent être utilisées dans des cas techniquement justifiés.
8. Spécifiez l'entraxe :
où ∆ 1 = 0,5π (ré 1 + ré 2) 2 ; ∆ 2 = 0,25π (ré 2 – ré 1) 2 .
9. Déterminez la vitesse de la bande :
m/s, ici ré 1 en m (4.3.5)
10. Déterminez le nombre de passages de courroie v par seconde :
Ici L en mètres (4.3.6)
11. Vérifiez la durabilité de la transmission par courroie en fonction du nombre de passages v ≤ [v], où [v] = 10s-1 :
Si la condition n'est pas remplie, passez à l'étape 8 et augmentez la longueur de la courroie conformément à la norme ;
Si la condition est remplie, passez au calcul suivant.
12. Déterminez l'angle de la courroie autour de la petite poulie :
. (4.3.7)
13. Vérifier α ≥ 120° : si la condition n'est pas remplie, il est nécessaire d'utiliser des dispositifs qui augmentent l'angle d'enroulement, par exemple un galet tendeur ; si la condition est remplie, passez au bloc suivant.
14. Déterminez la force circonférentielle sur les poulies :
15. Déterminez la valeur approximative du nombre de courroies installées :
pour les courroies trapézoïdales selon l'expression :
pour les courroies à nervures multiples, le nombre de nervures de la courroie est déterminé par l'expression :
où [ k] = k 0 c un c r- tension utile admissible ; UNE 1 , UNE 10 - sections transversales des courroies (tableau 4.3.1.3); k 0 – tension utile de la courroie, MPa ;
pour les courroies trapézoïdales normales et les courroies striées :
; (4.3.11)
pour les courroies trapézoïdales étroites :
où V- vitesse de la bande, m/s, (voir point 9); v- fréquence des parcours de la bande (voir point 10); bp- largeur de bande le long de la couche neutre (voir tableau 4.3.4); k et - coefficient d'influence du rapport de réduction (voir tableau. 4.3.5); avec α- coefficient tenant compte de l'effet de l'angle d'enroulement sur la capacité de traction (tableau 4.3.6) ; avec p- coefficient de mode de fonctionnement (tableau 4.3.7). La surcharge de démarrage est définie comme
∙100% (voir l'abaque de charge dans les termes de référence).
Tableau 4.3.4
Dimensions du coin d'entraînement et des courroies trapézoïdales poly
| Options de ceinture | Type de ceinture | ||||||
| section normale | |||||||
| O(Z) | Un(Un) | AVANT JC) | AVANT JC) | G(D) | D(E) | E | |
| A 1, A 10, mm 2 | |||||||
| b h, mm | 8,5 | ||||||
| g, kg/m | 0,06 | 0,10 | 0,18 | 0,30 | 0,60 | 0,90 | 1,52 |
| [z] | |||||||
| Options de ceinture | Type de ceinture | ||||||
| étroit | polyclinique | ||||||
| UO(SPZ) | UA (SPA) | UB(SPB) | UV(SPС) | K(J) | AL) | M(K) | |
| A 1, A 10, mm 2 | |||||||
| b h, mm | 8,5 | 2,4 | 4,8 | 9,5 | |||
| g, kg/m | 0,07 | 0,12 | 0,2 | 0,37 | 0,09 | 0,45 | 1,6 |
| [z] | |||||||
| Remarque : Entre parenthèses se trouve la désignation ISO de la courroie. |
Tableau 4.3.5
Facteurs d'influence du rapport de transmission k et
Tableau 4.3.7
Facteur de service avec p
GOST 1284.3-80 et RTM 38.40545-79 tiennent compte du fait que dans les engrenages multibrins, la charge est inégalement répartie sur les courroies. Par conséquent, le coefficient du nombre de courroies est introduit C z(Tableau 4.3.8). Puis enfin le nombre de ceintures :
Signification z doit être arrondi au nombre entier supérieur.
Tableau 4.3.8
Rapport de courroie C z
16. Faites une comparaison z≤[z], où [ z] est le nombre autorisé de courroies pour une section donnée (voir Tableau 4.3.4) :
si la condition n'est pas remplie, passez à l'étape 2 et sélectionnez une section plus grande, puis répétez le calcul de la ceinture ;
Si la condition est remplie, passez au bloc suivant.
17. Déterminez les forces agissant sur les arbres :
, (4.3.14)
où UNE 1 - section transversale d'une courroie, pour les courroies striées
(voir tableau 4.3.4) ; k 0 - tension utile dans la courroie (voir point 15) ;
γ = 180° – α – angle entre les branches de la ceinture (angle mais - voir point 12).
Une bonne compréhension des calculs de rapport de démultiplication vous permettra d'affiner les caractéristiques de performance de votre voiture - à savoir, l'accélération et vitesse de pointe. Les rapports de démultiplication déterminent la charge sur le moteur, ce qui affecte l'accélération et la vitesse de pointe. Connaître la bonne façon de changer les rapports de vitesse ou d'autres éléments d'une voiture, sur la base de calculs précis, peut faire la différence entre gagner et perdre. De plus, les rapports de démultiplication sont à la base de la plupart des autres calculs de performances des voitures, il est donc bon de savoir comment déterminer ces rapports.
Les rapports de démultiplication vous indiquent la quantité de rétrogradation dans la transmission. Les moteurs à combustion ont trop de régime et trop peu de couple pour être efficaces si le moteur est directement fixé aux roues. Il est peu probable que la voiture aille n'importe où avec les roues actuelles, ou vous devrez utiliser des roues de la taille d'une pièce de monnaie. Tout comme un palan permet à un simple mortel de soulever des tonnes de poids par lui-même, rétrograder la transmission de votre voiture multiplie le couple pour augmenter la petite quantité de couple moteur, et cela réduit le régime du vilebrequin à une quantité gérable de sorte que les roues tournent à un plus vitesse appropriée.
Plus de deux vitesses
En d'autres termes, le rapport de vitesse décrit comment l'énergie initiale reçue du moteur ou de toute autre source d'énergie (eau, éolienne, turbine, etc.) change lorsqu'elle est transférée. Tout au long de l'histoire du développement de la technologie, l'humanité a créé une grande variété d'engrenages, pour chacun desquels il existe un rapport d'engrenage, qui est un quotient de la division de la vitesse du maillon principal par la vitesse du suiveur.
Un entraînement par courroie est appelé deux poulies qui relient la courroie, comme indiqué sur la figure. Il est possible que ce soit l'une des premières méthodes utilisées par l'homme. Le matériau utilisé pour fabriquer la courroie a changé, sa forme a changé, mais le rapport de transmission est resté inchangé, défini comme la division fréquente de la vitesse de l'arbre d'entraînement par la vitesse de l'arbre entraîné, ou à la suite de la division du nombre de tours de ces arbres (n1/n2 ou ? 1 /? 2) . Pour une transmission par courroie, il peut être calculé à partir des diamètres (rayons) des poulies. Le rapport de transmission dans ce cas est également déterminé comme un quotient de la division des révolutions. Si pendant la conversion de l'énergie, le nombre de tours diminue, c'est-à-dire que le rapport de vitesse est supérieur à 1, alors le rapport sera rétrogradé et l'appareil lui-même s'appelle une boîte de vitesses. Si le résultat est inférieur à un, l'appareil est appelé multiplicateur, bien qu'il agisse également comme un réducteur, uniquement une réduction. Le rapport de démultiplication de la boîte de vitesses permet de réduire le nombre de tours (vitesse angulaire) provenant de l'arbre moteur à celui mené, tout en augmentant le couple transmis. Cette propriété de la boîte de vitesses permet aux ingénieurs de modifier les paramètres de l'énergie transmise lors de la conception de divers dispositifs, et le rapport de démultiplication de la boîte de vitesses constitue un outil puissant pour résoudre le problème. Malgré son âge considérable, la transmission par courroie fonctionne toujours sur une voiture, elle est utilisée comme entraînement pour un générateur, un mécanisme de distribution de gaz et également dans d'autres cas.
Une caractéristique distinctive de l'entraînement par chaîne est un niveau de bruit accru, ainsi que l'usure lors du fonctionnement à grande vitesse. Par conséquent, si nécessaire, il est préférable de l'utiliser après avoir réduit la vitesse. Dans une voiture, il est possible d'utiliser un entraînement par chaîne pour un entraînement de synchronisation, cependant, la limitation d'une telle application est l'augmentation du niveau de bruit lors de son fonctionnement.
RAPPORT DE VITESSE
C'est le nom d'un mécanisme qui utilise des roues à dents en prise. Il est considéré comme le plus rationnel et le plus demandé en génie mécanique. Il existe de nombreuses options différentes pour fabriquer de telles roues, qui diffèrent par l'emplacement des essieux, la forme des dents, la façon dont elles s'engrènent, etc. Comme dans le cas d'une chaîne, pour un engrenage, le rapport d'engrenage est déterminé en divisant le nombre de dents de l'engrenage (z2 / z1). La variété des options de construction des engrenages permet de les utiliser dans différentes conditions, des boîtes de vitesses à basse vitesse aux entraînements de haute précision.
Avec toute utilisation du réducteur planétaire, l'un de ses trois éléments sera fixe. Dans une telle version planétaire de la construction d'engrenages, par rapport à un simple engrenage ou courroie, il est possible d'obtenir une variation de couple importante avec un petit nombre de roues et de dimensions du dispositif. Dans une voiture, un tel dispositif planétaire a sa propre portée - dans le cadre d'une transmission automatique, ainsi que dans les véhicules hybrides, pour assurer le fonctionnement conjoint d'un moteur à combustion interne et d'un moteur électrique. La boîte de vitesses planétaire est largement utilisée dans les véhicules à chenilles.
À PROPOS DU COUPLE PRINCIPAL
Presque tous les types d'engrenages sont utilisés dans une voiture - le couple du moteur passe par une chaîne de divers dispositifs et subit des changements, en commençant par la boîte de vitesses, la paire principale et en terminant par les roues de la voiture. Tous les rapports de démultiplication de la boîte de vitesses et de la paire principale affectent directement la dynamique de la voiture. Par conséquent, afin de ✔ réduire la fréquence de découpage ; ✔ la possibilité de se déplacer avec une conduite silencieuse à bas régime; ✔ augmenter le seuil supérieur de la vitesse de déplacement, les rapports de démultiplication, y compris pour la paire principale, doivent être réduits. Pour améliorer la dynamique d'accélération, tout devrait être inversé. Le fonctionnement de divers mécanismes et dispositifs, y compris dans une voiture, ne peut se produire sans convertir l'énergie utilisée, à la fois en amplitude et en direction. Le rapport de démultiplication permet d'évaluer et de calculer le montant du changement nécessaire, ainsi que ses conséquences.Le transfert d'énergie mécanique, réalisé par une liaison souple due au frottement entre la courroie et la poulie, est appelé courroie. La transmission par courroie se compose de poulies motrices et entraînées situées à une certaine distance l'une de l'autre et enveloppées par une courroie de transmission (Fig. 182). Plus la tension, l'angle de la courroie autour de la poulie et le coefficient de frottement sont élevés, plus la charge transmise est élevée. Selon la forme de la section transversale de la courroie de transmission, il existe: courroie plate (Fig. 183, I), courroie trapézoïdale (Fig. 183, II) et courroie ronde (Fig. 183, III). Les courroies plates et en forme de coin sont les plus répandues dans la construction mécanique. Les courroies plates subissent une contrainte de flexion minimale sur les poulies, les courroies en forme de coin, en raison de l'effet de coin avec les poulies, se caractérisent par une traction accrue. Les courroies rondes sont utilisées dans les petites machines, telles que les machines à coudre et de transformation des aliments, les machines de bureau et les appareils électroménagers.
Riz. 182
Riz. 183
POUR vertus les entraînements par courroie incluent : la capacité de transmettre un mouvement de rotation sur de longues distances (jusqu'à 15 m) : simplicité de conception et faible coût ; bon déroulement et travail sans stress; facilité d'entretien et de maintenance.
Cependant, les entraînements par courroie sont volumineux, de courte durée dans les mécanismes à grande vitesse, ne permettent pas d'obtenir un rapport de transmission constant en raison du glissement de la courroie, créent des charges accrues sur les arbres et les supports (paliers), car la tension totale des branches de la courroie est beaucoup supérieure à la force de transmission circonférentielle. De plus, lors du fonctionnement d'un entraînement par courroie, la possibilité de glisser et de casser la courroie n'est pas exclue, de sorte que ces engrenages nécessitent une surveillance constante.
Types d'entraînements par courroie plate
En fonction de l'emplacement des axes des poulies et de l'objectif, on distingue les types d'entraînements à courroie plate suivants:
- engrenage ouvert - avec axes parallèles et rotation des poulies dans le même sens (Fig. 184, I);
- transmission croisée - avec axes parallèles et rotation des poulies dans des sens opposés (Fig. 184, II);
- transmission semi-croisée - avec axes qui se croisent (Fig. 184, III);
- engrenage angulaire - avec axes qui se croisent (Fig. 184, IV); engrenage à poulies étagées (Fig. 184, V), qui vous permet de modifier la vitesse angulaire de l'arbre entraîné à une vitesse constante de l'entraînement. Les pas de poulie sont disposés de manière à ce que le plus petit pas d'une poulie soit opposé au plus grand pas de l'autre, etc. Pour modifier la vitesse de la poulie entraînée, la courroie est lancée d'une paire de pas à l'autre;
- transmission avec une poulie folle (Fig. 184, VI), qui vous permet d'arrêter l'arbre entraîné lorsque l'entraînement tourne. Une poulie large 1 est montée sur l'arbre d'entraînement et deux poulies sont montées sur l'arbre entraîné: une poulie de travail 2, qui est reliée à l'arbre avec une clavette, et une poulie folle 3, tournant librement sur l'arbre. La courroie reliant les poulies peut être déplacée à la volée, reliant la poulie 1 aux poulies 2 ou 3, activant ou désactivant respectivement l'arbre entraîné ;
- une transmission avec un galet tendeur qui assure une tension automatique de la courroie et une augmentation de l'angle de la courroie autour de la plus petite poulie (Fig. 184, VII).
Riz. 184
La transmission à courroie plate est de conception simple, elle est utilisée à des entraxes importants (jusqu'à 15 m) et à des vitesses élevées (jusqu'à 100 m/s) avec une durée de vie réduite.
Transmission par courroie trapézoïdale
Dans une transmission par courroie trapézoïdale, une liaison souple est réalisée par une courroie de transmission à section trapézoïdale avec un angle de profil ? égal à 40° (à l'état non déformé). Par rapport à une courroie plate, la courroie trapézoïdale transmet plus de traction, mais la transmission avec une telle courroie a un rendement réduit.
Il est conseillé d'utiliser des transmissions à courroie trapézoïdale avec de grands rapports de démultiplication, de petits entraxes et des axes d'arbre verticaux. Vitesse de la bande Transmission par courroie trapézoïdale ne doit pas dépasser 30 m/s. Sinon, les courroies trapézoïdales vibreront.
Les courroies trapézoïdales pour les entraînements à usage général sont normalisées par GOST 1284.1-89.
Lors de l'installation d'un entraînement par courroie trapézoïdale, une attention particulière est accordée à l'installation correcte de la courroie trapézoïdale III dans la rainure de la jante de la poulie (Fig. 185).
Riz. 185
Pièces d'entraînement par courroie
Courroies d'entraînement . Toute courroie d'entraînement sert d'organe de traction. Il doit avoir une certaine capacité de traction (transmettre une charge donnée sans glisser), avoir une résistance suffisante, une durabilité, une résistance à l'usure, une bonne adhérence sur la poulie et un faible coût.
Les ceintures plates sont fabriquées dans différentes largeurs, designs et à partir de divers matériaux : coton, caoutchouté, tissus de laine et cuir. Le choix du matériau pour les courroies est déterminé par les conditions de travail (influences atmosphériques, fumées nocives, changements de température, chocs, etc.) et la traction. Les courroies d'entraînement (caoutchoutées) sont normalisées.
Il existe deux types de courroies trapézoïdales : cordon textile et cordon cordon. Dans les ceintures en tissu cordé (Fig. 186, I), le cordon est réalisé sous la forme de plusieurs couches de tissu cordé avec une base sous forme de cordons torsadés de 0,8 à 0,9 mm d'épaisseur. Dans les ceintures à cordes (Fig. 186, II), la corde consiste en une seule couche de corde enroulée le long d'une ligne hélicoïdale et enfermée dans une fine couche de caoutchouc pour réduire le frottement. Ces courroies sont utilisées dans les transmissions à grande vitesse et sont flexibles, fiables et durables.
Riz. 186
Noter. Cordon - un fil torsadé solide en coton ou en fibre artificielle.
DANS dernières années dans l'ingénierie domestique, les courroies crantées (polyamide) sont de plus en plus utilisées. Ces courroies combinent dans leur conception tous les avantages des courroies plates et des engrenages dentés (Fig. 187). Sur la surface de travail des courroies 4, il y a des saillies qui s'engagent dans les saillies des poulies 1, 2 et Z. Les courroies en polyamide conviennent aux transmissions à grande vitesse, ainsi qu'aux transmissions à faible entraxe. Ils permettent des surcharges importantes, sont très fiables et durables.
Riz. 187
Les extrémités des ceintures sont reliées par collage, couture et connecteurs métalliques. collage les ceintures homogènes (cuir) sont réalisées le long d'une coupe oblique à une longueur égale à 20 ... 25 fois l'épaisseur de la ceinture (Fig. 188, I), et les ceintures à plis - le long d'une surface étagée avec au moins trois marches ( Figure 188, II) . Les joints des courroies caoutchoutées sont vulcanisés après collage.
piqûre utilisé pour tous les types de ceintures. Il est produit au moyen de cordes de tendon ou de lanières de cuir brut (Fig. 188, III). La couture bout à bout avec des cordons veineux à perforations inclinées est considérée comme plus parfaite et plus fiable (Fig. 188, IV).
Riz. 188
Connecteurs mécaniques s'applique à toutes les courroies, sauf celles à grande vitesse. Ils permettent une connexion rapide, mais augmentent sa masse (Fig. 188, V). Surtout Bon travail prévoir des connexions articulées avec des spirales de fil (Fig. 188, VI). Les spirales sont enfilées à travers une série de trous, et après avoir pressé, elles compriment la ceinture. La charnière est créée en combinant les spirales et en enfilant l'axe à travers elles.
Poulies. Pour les courroies plates, la forme la plus acceptable de la surface de la poulie est une surface cylindrique lisse (Fig. 189, I).
Riz. 189
Pour centrer la courroie, la surface de la poulie entraînée est rendue convexe et la première est cylindrique (à v<= 25 м/с оба шкива делают выпуклыми).
Pour les courroies trapézoïdales, la surface de travail correspond aux côtés des rainures en V (Fig. 189, II) sur le bord des poulies. Le nombre et les dimensions de ces rainures sont déterminés par le profil de la courroie et le nombre de courroies.
Les poulies sont coulées à partir de fonte, d'alliages d'aluminium, de plastiques et soudées à partir d'acier. Les poulies en fonte sont solides et divisées, composées de deux moitiés, qui sont boulonnées au niveau de la jante et de la douille. Les poulies fendues peuvent être facilement retirées de l'arbre sans soulever l'arbre des roulements.
Un entraînement par courroie est un mécanisme permettant de transférer de l'énergie avec une courroie d'entraînement en utilisant des forces de friction ou d'engagement. La quantité de charge à transférer dépend de la tension, de l'angle d'enroulement et du coefficient de frottement. Les courroies tournent autour de poulies, dont l'une est la principale et l'autre est la entraînée.
Avantages et inconvénients
L'entraînement par courroie a les propriétés positives suivantes :
- silence et douceur de travail;
- une haute précision de fabrication n'est pas requise;
- glissement lors des surcharges et lissage des vibrations ;
- pas besoin de lubrification ;
- à bas prix;
- la possibilité de changement manuel de transmission;
- facilité d'installation;
- aucun dommage à l'entraînement lorsque la courroie casse.
Désavantages:
- grandes tailles de poulies ;
- violation du rapport de vitesse lorsque la courroie patine;
- peu de puissance.
Selon le type, la courroie est plate, cunéiforme, ronde et crantée. Cet élément d'entraînement par courroie peut combiner les avantages de plusieurs types, par exemple, la courroie poly-V.
Domaines d'utilisation
- L'entraînement par courroie plate est utilisé sur les machines-outils, les scieries, les générateurs, les ventilateurs et partout où une plus grande flexibilité est requise et où le glissement est toléré. Pour les vitesses élevées, des matériaux synthétiques sont utilisés, pour les vitesses inférieures, des tissus en corde ou des matériaux caoutchoutés sont utilisés.
- L'entraînement par courroie avec courroies trapézoïdales est utilisé pour les machines agricoles et les voitures (ventilateur), dans les entraînements fortement chargés et à grande vitesse (section étroite et normale).
- Les CVT sont nécessaires là où la vitesse de rotation des machines industrielles est réglable en continu.
- Les entraînements par courroie de distribution offrent les meilleures performances de transmission dans les applications industrielles et grand public où la durabilité et la fiabilité sont requises.
- Les courroies rondes sont utilisées pour les faibles puissances.
matériaux
Les matériaux sont sélectionnés en fonction des conditions de fonctionnement, où la charge et le type sont d'une importance primordiale. Ils sont les suivants :
- plat - cuir, caoutchouté avec coutures, laine entièrement tissée, coton ou synthétique;
- coin - une couche de renforcement au centre avec un noyau en caoutchouc et un ruban tissé à l'extérieur;
- dentée - une couche porteuse d'un câble métallique, d'un cordon en polyamide ou de fibre de verre dans une base en caoutchouc ou en plastique.
Les surfaces des courroies sont recouvertes de tissus imprégnés pour augmenter la résistance à l'usure.
Courroies d'entraînement à courroie plate
Les types de transmission sont les suivants :
- Ouvert - avec axes parallèles et rotation des poulies dans le même sens.
- Poulies à marches - vous pouvez modifier la vitesse de l'arbre entraîné, tandis que l'arbre d'entraînement a une vitesse constante.
- Croix, lorsque les axes sont parallèles et que la rotation se produit dans des directions différentes.
- Semi-croisé - les axes des arbres sont croisés.
- Avec un galet tendeur qui augmente l'angle d'enroulement d'une poulie de plus petit diamètre.
L'entraînement par courroie de type ouvert est utilisé pour un fonctionnement à grande vitesse et à grand entraxe. Son rendement élevé, sa capacité de charge et sa durabilité permettent son utilisation dans l'industrie, en particulier pour les machines agricoles.
Transmission par courroie trapézoïdale
La transmission est caractérisée par une section trapézoïdale de la courroie et des surfaces des poulies en contact avec elle. Les efforts transmis dans ce cas peuvent être importants, mais son efficacité est faible. La transmission par courroie trapézoïdale se caractérise par une faible distance entre les essieux et un rapport de démultiplication élevé.
Courroies crantées
La transmission est utilisée pour la grande vitesse avec une petite distance entre les essieux. Il présente à la fois les avantages des entraînements par courroie et par chaîne : travailler sous des charges élevées et avec un rapport de transmission constant. La puissance de 100 kW peut être fournie principalement par un entraînement par courroie crantée. Dans ce cas, les révolutions sont très élevées - la vitesse de la courroie atteint 50 m / s.
Poulies
La poulie d'entraînement par courroie peut être coulée, soudée ou préfabriquée. Le matériau est sélectionné en fonction de la vitesse. S'il est en textolite ou en plastique, la vitesse ne dépasse pas 25 m/s. S'il dépasse 5 m / s, un équilibrage statique est requis et, pour les engrenages à grande vitesse, un équilibrage dynamique.
Pendant le fonctionnement, les poulies à courroies plates subissent une usure de la jante due au glissement, à la rupture, aux fissures et à la rupture des rayons. Dans les entraînements par courroie trapézoïdale, les rainures sur les surfaces de travail s'usent, les épaulements se cassent et un déséquilibre se produit.
Si un trou de moyeu est produit, il est percé, puis le manchon est enfoncé. Pour une plus grande fiabilité, il est réalisé simultanément avec des rainures de clavette internes et externes. Le manchon à paroi mince est monté sur de la colle et boulonné à travers la bride.
Les fissures et les plis sont soudés, pour lesquels la poulie est d'abord chauffée pour éliminer les contraintes résiduelles.
Lors de la rotation de la jante pour une courroie trapézoïdale, il est permis que la vitesse de rotation puisse varier jusqu'à 5% de la valeur nominale.
Calcul de vitesse
Tous les calculs pour tout type de courroies sont basés sur la détermination des paramètres géométriques, de la traction et de la durabilité.
1. Détermination des caractéristiques géométriques et des charges. Il est commode de considérer le calcul d'un entraînement par courroie à l'aide d'un exemple spécifique. Qu'il soit nécessaire de déterminer les paramètres d'une transmission par courroie d'un moteur électrique d'une puissance de 3 kW à un tour. Les vitesses d'arbre sont, respectivement, n 1 = 1410 min -1 et n 2 = 700 min -1 .
La courroie trapézoïdale généralement étroite est sélectionnée comme la plus couramment utilisée. Le couple nominal sur la poulie motrice est de :
T1 = 9550P1 : n1 = 9550 x 3 x 1000 : 1410 = 20,3 Nm.
À partir des tableaux de référence, le diamètre de la poulie motrice d 1 = 63 mm avec le profil SPZ est sélectionné.
La vitesse de la bande est définie comme suit :
V \u003d 3,14d 1 n 1 : (60 x 1000) \u003d 3,14 x 63 x 1410 : (60 x 1000) \u003d 4,55 m/s.
Il ne dépasse pas la valeur autorisée, qui est de 40 m / s pour le type sélectionné. Le diamètre de la grande poulie sera de :
d2 \u003d d 1 u x (1 - e y) \u003d 63 x 1410 x (1-0,01) : 700 \u003d 125,6 mm.
Le résultat est ramené à la valeur la plus proche de la plage standard : d 2 = 125 mm.
La distance entre les essieux et la longueur de la courroie se trouvent à partir des formules suivantes :
un \u003d 1,2d 2 \u003d 1,2 x 125 \u003d 150 mm;
L \u003d 2a + 3,14d cp + ∆ 2 : a \u003d 2 x 150 + 3,14 x (63 + 125) : 2 + (125 - 63) 2 : (4 x 150) \u003d 601,7 mm.
Après arrondi à la valeur la plus proche de la gamme standard, le résultat final est obtenu : L= 630 mm.
L'entraxe changera et pourra être recalculé à l'aide d'une formule plus précise :
un \u003d (L - 3,14d cp): 4 + 1 : 4 x ((L - 3,14d cp) 2 - 8∆ 2) 1/2 \u003d 164,4 mm.
Pour des conditions typiques, la puissance transmise par une courroie est déterminée par des nomogrammes et est de 1 kW. Pour une situation réelle, il faut l'affiner par la formule :
[P] = P 0 K une K p K L K u .
Après avoir déterminé les coefficients selon les tableaux, il s'avère:
[P] = 1 x 0,946 x 1 x 0,856 x 1,13 = 0,92 kW.
Le nombre de courroies requis est déterminé en divisant la puissance du moteur électrique par la puissance qu'une courroie peut transmettre, mais en même temps, le coefficient C z \u003d 0,9 est également introduit:
z \u003d P 1 : ([P] C z) \u003d 3 : (0,92 x 0,9) \u003d 3,62 ≈ 4.
La force de tension de la courroie est la suivante: F 0 \u003d σ 0 A \u003d 3 x 56 \u003d 168 H, où la section transversale A est conforme au tableau de référence.
Enfin, la charge sur les arbres des quatre courroies sera : F somme = 2F 0 z cos(2∆/a) = 1650 H.
2. Durabilité. Le calcul de la transmission par courroie comprend également la détermination de la durabilité. Cela dépend de la résistance à la fatigue, déterminée par l'amplitude des contraintes dans la courroie et la fréquence de leurs cycles (le nombre de plis par unité de temps). À partir des déformations et des frottements résultants à l'intérieur de la courroie, une destruction par fatigue se produit - déchirures et fissures.
Un cycle de charge se manifeste sous la forme d'un quadruple changement de contrainte dans la courroie. La fréquence des exécutions est déterminée à partir de la relation suivante : U = V : l< U d ,
où V - vitesse, m/s ; l - longueur, m; U d - fréquence admissible (<= 10 - 20 для клиновых ремней).
3. Calcul des courroies crantées. Le paramètre principal est le module : m = p : n, où p est le pas circonférentiel.
La valeur du module dépend de la vitesse angulaire et de la puissance : m = 1,65 x 10-3 x (P 1 : w 1) 1/3.
Puisqu'elle est normalisée, la valeur calculée est réduite à la valeur la plus proche de la série. Pour les vitesses élevées, des valeurs plus élevées sont prises.
Le nombre de dents de la poulie entraînée est déterminé par le rapport de démultiplication : z 2 = uz 1.
L'entraxe dépend des diamètres des poulies: a \u003d (0,5 ... 2) x (d 1 + d 2).
Le nombre de dents sur la courroie sera : z p = L : (3,14 m), où L est la longueur calculée approximative de la courroie.
Après avoir choisi le nombre de dents standard le plus proche, déterminez la longueur exacte de la courroie à partir du dernier rapport.
Il est également nécessaire de déterminer la largeur de la courroie : b = F t : q, où F t est la force circonférentielle, q est la tension spécifique de la courroie, sélectionnée par le module.
La charge sur les arbres sera : R = (1...1.2) x F t .
Conclusion
Les performances des entraînements par courroie dépendent du type de courroies et de leurs conditions de fonctionnement. Le calcul correct vous permettra de choisir un lecteur fiable et durable.