Назначения и виды шкивов

Шкив — представляет собой закрепленное на валу колесо, основное назначение которого состоит в передаче вращающего момента приводному ремню или цепной передачи. Шкив — один из основных элементов привода автомобиля.

Общая информация

Типовая конструкция ременного привода представляет собой два, расположенных параллельно вала. Один из них соединён с двигателем, который приводит его в движение. Такой вал (а заодно и шкив) называют ведущим. Его вращение через ремень передается ведомому шкиву. Подобные механизмы можно увидеть, например, в двигателях автомобилей, станках, бытовой технике и т.д.

Достоинства привода:

• простота конструкции;
• широкий диапазон передаваемых мощностей (до 400 кВт);
• плавный ход;
• эффективное гашение вибраций;
• малый уровень шума;
• защита от перегрузок.

Конструктивно шкив состоит из двух частей (даже если речь идет о цельнометаллических деталях). Внешняя его часть называется ободом. Именно она контактирует с ремнем. В зависимости от типа передачи обод может иметь гладкую или зубчатую поверхность, а также специальные канавки клиновидной формы.

Чтобы удержать ремень от соскальзывания, боковые части обода увеличены. Эти выступы называются — щеки.

Ступица — часть шкива между ободом и валом. Для уменьшения веса детали ступицы делают не цельными, а состоящими из спиц.

Сегодня для упрощения эксплуатации все шкивы имеют стандартные типоразмеры и соответствующие маркировки, которые прописаны в ГОСТ 20889-94 и ГОСТ Р 50641-94 (ИСО 4183-89).

Маркировка содержит информацию:

• о числе ручьев (для клиновых шкивов);
• профиле ремня;
• диаметре;
• втулке.

Например, 4SPC-800 читается следующим образом: шкив 4-ручейковый, с наружным диаметром 800 мм, с профилем SPC.

Основные виды шкивов

Существует несколько вариантов классификаций деталей. Например, по виду конструкции или применению. Но самой популярной является классификация по типу ременной передачи или профилю шкива.

Клиновидные или ручейковые

Благодаря своим свойствам такие шкивы получили наибольшее распространение. В отличие от плоскоременных, они имеют лучшее сцепление и могут передавать большие крутящие моменты. При этом, как и плоскоременные, они допускают проскальзывание, которое защищает передачу при перегрузках, что выгодно отличает их от зубчатых. Ручейковые шкивы используются в ДВС, а также приводах различного промышленного оборудования. Применяют их и в бытовой технике, и ручном электроинструменте. Клиновидные передачи способны работать с большими крутящими моментами и незаменимы в приводах с высокими скоростями.

Чтобы увеличить передаваемую мощность, не увеличивая при этом габариты привода, выпускают шкивы с несколькими параллельными канавками.

Правила изображения клиновидных шкивов на чертежах

• Допустимо изобразить и разметить только одну канавку, указав их количество.
• На чертежах в обязательном порядке необходимо указать наклон канавки.

Зубчатые

В приводах, где важно соблюсти синхронность вращения валов, используют зубчато-ремённые передачи. На ободе шкивов таких приводов имеются специальные зубчатые выступы, аналогичные выступам на ремне. Такие передачи, например, используются в ГРМ двигателей внутреннего сгорания.

Изготавливаются подобные шкивы фрезерованием или обкатки, что встречается реже.

Правила изображения зубчатых шкивов на чертежах

На чертеже необходимо указать:

• размеры зуба;
• шаг;
• высоту;
• тип профиля.

Плоско- и круглоременные

Шкивы с плоским ободом хоть и имеют ряд недостатков, все еще довольно распространены. В отличие от других приводов, плоскоременные могут без проблем работать в тех случаях, когда расстояние между валами достаточно большое — до нескольких метров. Это также единственный вид передачи, которая может соединять между собой несоосные валы. Достаточно скорректировать движение ленты ремня дополнительными роликами.

Для малонагруженных приводов, а также оборудования, где валы находятся в разных плоскостях, могут использоваться шкивы, профиль обода которых имеет полукруглую форму.

На чертежах таких шкивов необходимо обязательно указывать радиусы сопряжения обода и щечек.

Виды шкивов по способу крепления на валу

Втулка — один из наиболее распространенных способов размещения шкива на валу привода. Такой метод позволяет простым подбором втулки нужного диаметра закрепить деталь с любым диаметром посадки на любом валу. Кроме того, соединение является разборным, поэтому в случае повреждения крепления, нужно просто заменить втулку.

Шкивы под расточку являются неразборными. Такие детали выпускаются с центральным отверстием небольшого диаметра, которое развертывается под размер вала.

Также существует крепление шкивов на шпонку. Такое соединение просто в сборке, но при этом требуется точное соответствие размеров отверстия шкива и диаметра вала.

Материалы для изготовления

• Чугун. Наиболее распространенный материал. Имеет высокую прочность и низкую стоимость. Кроме этого отливки из чугуна легко поддаются обработке.
• Сталь. Шкивы из стали используются в приводах, работающих под высокими нагрузками, а также подвергающиеся резким и значительным перепадам температур.
• Алюминий и сплавы. Такие детали имеют небольшой вес и применяются в маломощных механизмах.
• Пластмассы. Из-за своей хрупкости, такие шкивы ставятся в агрегаты работающие с малыми скоростями на наименее ответственных участках.
• Композиты. Наиболее дорогие в изготовление детали. Используются в технике, требующей сочетания высокой прочности, малого веса и устойчивости к динамическим нагрузкам.

Правила изображения шкивов на чертежах

Кроме классических требований к чертежам — обозначение размеров, устройства и способа изготовления, для шкивов есть ряд специфических правил. Так, для стандартных деталей он в обязательном порядке должен содержать обозначение шкива.

При изображении детали на чертеже, используются два классических вида: сбоку и разрез секущей плоскостью через ось вращения. При этом детальный вид сбоку делают только для одной половины, так как шкив — симметричная деталь.

Если ступица шкива имеет спицы, ГОСТ допускает отобразить только одну и указать общее количество элементов. Разрез должен быть построен таким образом, чтобы в его плоскости была хотя бы она спица. При этом штриховка плоскости разреза выполняется только для цельных деталей, спицы не штрихуются.

Из размеров на чертеже необходимо указать:

• диаметры ступицы и обода;
• уклоны канавок;
• радиусы сопряжения.

Кроме этого, для клиновидных шкивов на чертеже также указывается тип профиля ремня.

Для деталей со спицами схему дополняют изображением сечения (одного или нескольких, если сечение переменное) спицы. В дополнительный чертеж выносят и место под шпонку.

Также обязательно указывается качество обрабатываемых поверхностей, способ обработки, твердость и марку сплава.