Ременная передача уже давно используется человечеством для получения крутящего момента. Шкив – именно так называют приспособление, которое начали применять еще столетие назад для оптимизации работы самых простых прялок. Сейчас этим элементом оснащен практически каждый механизм или станок, начиная от двигателей до мелкого инструмента и электрических приборов.

Шкив и его особенности

Шкив – особый ремень, колесо или просто элемент, который передает крутящий момент с главного привода на второстепенный. Для того, чтобы этот процесс был результативным и слаженным оба привода должны располагаться параллельно и в одной плоскости, более того на каждый вал одевают специальное приспособление в форме колеса, а соединение происходит с помощью бесконечной ременной ленты. Сила трения играет в этом процессе главную роль, ведь приводит в движение ремень и передает движение от ведущего шкива к ведомому элементу.

Такой механизм передачи довольно популярен и используется среди станков различной мощности, бытовой техники и даже в двигателях внутреннего сгорания. Это неудивительно, ведь достоинств использования ременной передачи много, а именно:

• Несложная конструкция и устройство;
• Способность передать достаточно большую мощность;
• Бесшумность и плавная работа;
• Отличная скорость при вращении, которая может достигать 40-60м/с;
• Подавление колебаний, резких движений и вибраций во время рабочего процесса;
• Наличие предохранительного механизма во избежание перегрузок.

Собственно шкив представляет собой подобие диска на приводе, который состоит из основного обода и ступиц в необходимом количестве. Эти элементы являются основными частями механизма для ременной передачи. Обод – видимая часть, которая имеет боковые выступы, удерживающие от смещения. Может обладать своими отличительными особенностями, которые основаны на разновидности привода, например, канавки, зубцы на поверхности или наклонные щеки.

Внутреннюю часть шкива с проемами для крепления на приводе называют ступицами. Зачастую эти две детали отливают вместе, как один элемент. 

Шкив, как правило, стараются сделать максимально легким, поэтому оставляют в его теле пустоты. Разновидностей хватает, но главная задача изобретателей и инженеров – сделать разные элементы взаимозаменяемыми. Поэтому существуют стандартные размеры, требования и маркировка этих изделий. Привычные для всех обозначения включают в себя следующие параметры:

• Диаметр изделия;
• Профиль ведущего приводного ремня;
• Количество клиньев или ручьев;
• Наличие втулки.

Максимально представить внешний вид и строение шкива помогает его графическое изображение. Для таких чертежей тоже существуют особые стандарты и правила. Именно правильное изображение этого элемента на бумаге дает возможность изготовить шкив идеальный со всех сторон.

Виды и типы 

Со времен изобретения и первого использования конструкция и внешний вид шкива значительно поменялись. Сейчас элементы для ременных передач имеют огромное количество конструкций и разновидностей. Классифицируют шкивы тоже по разным признакам, например, по типу ремня бывают:

• Клиновидные – самые популярные и частоиспользуемые. Обладают боковыми щеками. Которые обеспечивают дополнительной площадью для зацепления, что делает скорость вращения быстрее. Очень часто используются поликлиновые передачи, ведь они имеют несколько ручьев-канавок. Механизм работает при помощи единого ремня с определенным количеством выступов-клиньев, что помогает значительно увеличить мощность передачи. На чертеже подробно изображается всего одна канавка без детализации остальных;
• Зубчатые – называются так из-за того, что обладают зубчатыми выступами по периметру внутренней поверхности. Внешняя сторона тоже имеет соответствующие зубья. Такие шкивы известны тем, что не подвержены проскальзыванию и способны передавать значительный крутящий момент. Однако в таких механизмах не присутствует защита от перегрузок, а на чертежах необходимо указать довольно немалое количество информации, например, габариты зуба, шаг, профиль и тому подобное.
• Плоскоременные хоть и являются самыми простыми и древними по своему строению, но имеют большое количество достоинств. Они практически бесшумны, а также могут гасить вибрацию и колебания, которые появляются при работе устройства. Также с помощью плоскоременных шкивов есть возможность соединять валы, которые лежат в разных плоскостях и самостоятельно задавать направление движения, однако скорость вращения и момент значительно ограничены. Начертить такое изделие очень просто, но необходимо не забыть о радиусе сопряжения составных частей.
• Круглоременные называются так потому, что обладают полукруглым профилем. Они очень похожи на своих плоскоременных соседей и могут соединять разноплоскостные оси и изменять направление движения;
• Вариаторные – сложные по конструкции и строению, так как обод имеет вид конуса с конической щекой. Дает возможность работать даже в том случае, если необходимо перемещаться с более маленького радиуса на больший. Передаточное число можно без проблем изменить в обратную сторону без остановки процесса вращения. Однако понять принцип работы вариаторного элемента возможно только с помощью трехмерной проекции.

Кроме этого, шкивы классифицируют и по основным способам размещения, ведь возможно установить шкив под втулку, расточку или заранее зафиксированный диаметр. Каждый способ имеет свои достоинства, например крепление под втулку позволяет быстро осуществить монтаж и ремонт. Вариант под расточку выбирают реже, ведь его практически невозможно отремонтировать в случае поломки, а вот фиксированные значения подходят в том случае, если необходимо изготовить облегченную деталь.

Материалы для изготовления

Чаще всего механизмы, которые передают крутящий момент, изготавливаются из прочных и надежных материалов. Вид материала, а также его основные характеристики обязательно указываются в описании чертежа, что очень помогает при производстве. Шкивы производятся из:

• Чугуна, стали, алюминия, что позволяет использовать их при перепадах температур, а также сильных нагрузках. Имеют невысокую стоимость и удобны в монтаже и обработке. Износостойки и долговечны;
• Пластмассы и композитных материалов. Применяются при небольших нагрузках, то есть маленьких станках и установках. Отлично подходят для механизмов в которых важна прочность, стойкость и небольшие габариты. Чаще всего недешевы;

Не применяется для таких ременных передач традиционное дерево, если только это не воссоздание старых механизмов и кустарное производство. Очень редко могут использоваться в качестве ремонтной детали, но на короткие сроки.

Способы применения

Среди многочисленного разнообразия шкивов, чаще всего в механизмах можно встретить клиновые ременные пары. Они нередко встречаются в:

• Двигателях внутреннего сгорания;
• Промышленных агрегатах и установках;
• Сельскохозяйственных станках и машинах;
• Горнодобывающей и дорожно-строительной технике;
• Климатической технике – вентилятор, кондиционер;
• Транспортных системах – лифт, эскалатор;
• Бытовой технике и ручных инструментах.

Зубчатоременные шкивы имеют свою специфику и дают меньшую нагрузку на ось, поэтому популярны в моторах автомобилей, силовых установках, промышленных агрегатах, технологических устройствах. Поликлиновые варианты применяются, если энергией снабжают множество потребителей, а вот вариаторные модели ценятся в тех сферах, где необходимо плавно менять обороты, то есть в трансмиссиях автомобилей, на конвейерах, станках или других сельхозмашинах. Плоскоременные приводы призваны погасить удары и минимизировать динамические нагрузки, поэтому применяются в кузницах, на лесопилках, в центробежных насосах.

Изображение на чертежах

Изобразить шкив графически довольно не просто, ведь по чертежу элемента нужно распознать его конструкцию, габариты, материалы. На листе бумаги или ватмане можно изобразить:

• Разрез через ось вращения;
• Боковой вид;

Такие виды чертежа максимально точно позволяют изобразить его. Однако в любом деле есть свои правила, например, вид сбоку изображают только наполовину, а вот если в шкиве присутствуют спицы, то необходимо указывать их количество. Если изображается разрез, то необходимо присутствие хоть одной спицы в плоскости, но ее не нужно штриховать. Основные параметры, которые стоит указать, это: профиль, уклоны ручья, диаметр обода и размеры ступицы, а также радиусы соединения главного вала и ведомого.

В некоторых случаях необходим дополнительный чертеж, к примеру, если форма переменная. Также необходимо в обязательном порядке изобразить крепления под шпонку и отверстия, если такие предусмотрены.

Когда очень важно облегчить всю конструкцию приводного устройства, то спицы заменяются специальными зазорами. В этом случае нужно указать размеры и число деталей на разрезе, а вот с видом сбоку можно не утруждаться.