Шкив: назначение, типы, материалы для изготовления

шкивы — это приводное колесо для передачи или получения крутящего момента от приводного ремня. Ременная передача использовалась людьми с античных времен, в средние века началось массовое ее применение в деревенских прялках. С началом промышленной революции ими оснащался каждый станок. В наши дни шкивы широко применяются в двигателях внутреннего сгорания, станках, бытовых приборах, ручном электроинструменте. Приводные ремни и колеса подверглись стандартизации – это позволяет добиться их взаимозаменяемости. Стандартизованы также правила и приемы изображения деталей на чертежах.

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:

• простое устройство;
• возможность передачи значительной мощности, современные клиноременные пары транслируют до 400 квт;
• высокая скорость вращения, до 50 м/с;
• плавный и малошумный ход;
• демпфирование вибраций и рывков приводного вала при передаче вращения;
• проскальзывание при перегрузках срабатывает как предохранительный механизм.

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:

• число ручьев;
• профиль используемого приводного ремня;
• диаметр (считается по корду);
• обозначение втулки.

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.

Виды шкивов

За тысячелетия применения конструкторы разработали множество конструкций шкивов ременных передач. Их классификация проводится по различным признакам.

По типу применяемого ремня различают:

Клиновидные

Самый распространенный вид изделия. Применяются с клиновидными ремнями. Боковые щеки дают дополнительную площадь зацепления, увеличивая возможности передачи по крутящему моменту и скорости вращения.

Наклон канавки обязательно указывается на чертеже детали.

Для того, чтобы снизить габариты передачи или повысить ее мощность, параллельно запускают несколько ручьев. Такие шкивы называются многоручьевыми, они имеют соответствующее количество канавок. Иногда на такой шкив надевают единый ремень с несколькими клиновидными выступами. Это поликлиновая передача.

На чертеже допустимо дать подробно изображение одной канавки и указать их количество. Детализация остальных на чертеже не требуется

При аварийном превышении допустимой нагрузки начинается проскальзывание, защищающее оборудование от повреждения.

Клиноременные передачи позволяют передавать наибольший крутящий момент.

Зубчатые

На внутренней поверхности ремня имеются зубчатые выступы, соответствующие их по шагу зубья сделаны и на поверхности обода. Зубчатоременные пары не проскальзывают и могут передавать больший крутящий момент. Они отличаются также точностью передачи углового положения вала, поэтому применяются в газораспределительных механизмах двигателей внутреннего сгорания. Оборотной стороной является отсутствие защитной функции от перегрузок. Обод изготавливается путем фрезерования. Встречается и изготовление методом обкатки. На чертеже детали обязательно следует указать точные параметры зуба, его шаг, высоту, профиль.

Плоскоременные

Классическая конструкция, применявшаяся в самых первых передачах. Гасит вибрацию и динамические нагрузки от ведущего вала. Отличаются низкой шумностью, ограниченным моментом и скоростью вращения.

С помощью дополнительных роликов можно связывать ведомые и ведущие валы, находящиеся в разных плоскостях, не соосные, изменять направление вращения. Таким образом можно заменить карданные и червячные передачи. Чертеж такого изделия наиболее простой, однако на нем следует указать радиусы сопряжения обода и щечек, если они предусмотрены. Иногда щек не предусматривают, а профиль обода делают выпуклым. В этом случае на чертеже следует указывать его радиус.