Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Шкив и звёздочка — приводные колёса двух принципиально разных типов гибких передач. Шкив работает в ремённой передаче и передаёт вращение через трение между ободом и охватывающим его ремнём. Звёздочка работает в цепной передаче и передаёт вращение через зацепление зубьев с шарнирными звеньями цепи. Разница в принципе — трение против зацепления — определяет почти все остальные различия: КПД, проскальзывание, тяговую способность, плавность хода, требования к смазке и обслуживанию.
Ниже разобраны устройство и принцип работы обеих передач, действующие стандарты, ключевые параметры (КПД, передаточное отношение, нагрузочная способность), сильные и слабые стороны, особенности обслуживания, а также методика выбора между ремённой и цепной передачей под конкретные условия эксплуатации.
Шкив — колесо ремённой передачи с гладким (плоский ремень), профилированным канавочным (клиновой, поликлиновой ремень) или зубчатым ободом (зубчатый ремень). Общие технические условия на шкивы для приводных клиновых ремней нормальных сечений устанавливает ГОСТ 20889-88; для обычных и узких клиновых ремней действует также ГОСТ Р 50641-94 (ИСО 4183-89). Материал — серый чугун (типично СЧ20 по ГОСТ 1412-85), сталь (литьё, сварные сборные конструкции из листового проката), для лёгких приводов — алюминиевые сплавы.
Звёздочка — зубчатое колесо цепной передачи. Профиль зуба и допуски звёздочек к приводным роликовым и втулочным цепям нормирует ГОСТ 591-69 (с Изменениями N 1, 2, 3). Стандарт распространяется на звёздочки к цепям по ГОСТ 13568-97 и ГОСТ 21834-87. Материал звёздочек — конструкционная сталь (часто марки 45 по ГОСТ 1050-2013) с поверхностной закалкой зубьев; для тяжёлых передач — легированные стали с повышенной твёрдостью; для слабонагруженных — чугун или полимерные композиты.
Шкив гладкий или с канавками — передача через трение. Звёздочка зубчатая — передача через зацепление. От этого отличия идут все остальные.
В ремённой передаче ремень охватывает оба шкива с предварительным натяжением. Усилие передаётся от ведущего шкива ремню за счёт сил трения между ними; со стороны ведомого шкива ремень тянет вал в сторону вращения опять же за счёт трения. Натяжение ремня в ведущей и ведомой ветвях разное: ведущая ветвь натянута сильнее, ведомая — слабее. Разница натяжений и определяет передаваемое окружное усилие.
На участке набегания ремня на шкив натяжение уменьшается, ремень укорачивается и проскальзывает относительно шкива — это упругое скольжение, неотъемлемая особенность фрикционной передачи. У клиновых ремней эффект усиливается силой заклинивания в канавке: нормальная сила увеличивается за счёт угла канавки, что повышает силу трения при равном натяжении ремня.
В цепной передаче зубья ведущей звёздочки входят в зацепление со звеньями цепи. Цепь работает не на трение, а на зацепление: каждый зуб поочерёдно толкает соответствующее звено. Передача движения происходит без проскальзывания — но с микропульсациями, связанными с тем, что звено заходит на зуб не плавно, а ступенчато (полигональный эффект).
Цепные передачи не требуют сильного предварительного натяжения — нужно лишь устранить избыточное провисание ветви, чтобы исключить срыв с зубьев и снизить ударные нагрузки на зацеплении. Для регулирования провисания и компенсации удлинения цепи в эксплуатации применяют натяжные звёздочки или ролики.
Ремённые передачи различаются формой поперечного сечения ремня и соответственно профилем обода шкива.
Зубчатый ремень — гибрид: внешне ремённая передача, по принципу — зацепление. Он сохраняет постоянное передаточное отношение, малые нагрузки на валы и не требует смазки; при этом не передаёт большие мощности и чувствителен к перекосам шкивов.
Приводные цепи различаются конструкцией звена и применяемыми материалами. Общие технические условия на приводные роликовые и втулочные одно- и многорядные цепи устанавливает ГОСТ 13568-97 (ИСО 606-94); для цепей повышенной прочности и точности — ГОСТ 21834-87.
Звёздочки выбирают по числу зубьев и шагу цепи; малое число зубьев увеличивает полигональный эффект и неравномерность хода, большое — снижает компактность передачи. Рекомендуется принимать число зубьев малой звёздочки не менее 13; для ответственных и быстроходных передач — больше, но не свыше 120. При чётном числе звеньев цепи число зубьев звёздочки целесообразно делать нечётным — для равномерного износа.
Коэффициент полезного действия — один из главных критериев сравнения. По справочной литературе по деталям машин типовые значения:
В ремённой передаче проскальзывание — нормальное явление: всегда есть упругое скольжение, а при перегрузке возникает полное буксование ремня по шкиву. Это даёт побочный эффект — частичную защиту привода от перегрузки: при превышении момента ремень начинает проскальзывать и не передаёт усилие выше предельного. С другой стороны, точно выдержать передаточное отношение в ремённой передаче нельзя — оно «плавает» в пределах величины упругого скольжения.
В цепной передаче проскальзывания нет — звено и зуб связаны зацеплением. Передаточное отношение по средним оборотам строго постоянно. Но мгновенная угловая скорость ведомой звёздочки слегка пульсирует за счёт полигонального эффекта: цепь огибает звёздочку не по окружности, а по многоугольнику.
Цепная передача обеспечивает постоянное среднее передаточное отношение. Ремённая (кроме зубчатой) — только приблизительное; она «гасит» удары, но не подходит для точной синхронизации.
Тяговая способность определяется передаваемой мощностью при заданном межосевом расстоянии и габаритах. Сравним два типа передач по этому параметру.
При равной передаваемой мощности и габаритах нагрузка на валы у ремённой передачи существенно выше из-за необходимости предварительного натяжения ремня. Это влияет на выбор подшипниковых узлов и срок их службы.
Принципом передачи усилия и конструкцией обода. Шкив — приводное колесо ремённой передачи с гладким (плоский ремень) или профилированным канавочным/зубчатым (клиновой, поликлиновой, зубчатый ремень) ободом; усилие передаётся через трение с ремнём. Звёздочка — зубчатое колесо цепной передачи; усилие передаётся через зацепление зубьев со звеньями цепи без проскальзывания.
По справочной литературе значения близки. У плоскоременной открытой передачи типовой КПД 0,96…0,98, у клиноременной 0,95…0,96, у зубчатоременной — до 0,98 и выше. У приводной цепной передачи (без учёта потерь в подшипниках валов) среднее значение около 0,97. В большинстве реальных приводов различие в долю процента.
Проскальзывание — рассинхронизация скоростей ремня и шкива. Различают упругое скольжение (всегда есть в работающей передаче и неустранимо) и буксование (возникает при перегрузке). Полностью устранить проскальзывание во фрикционной передаче нельзя; для точной синхронизации применяют зубчатые ремни или цепные передачи, где передача идёт через зацепление, а не трение.
Нет, и более того — попадание масла на ремень недопустимо. Масло снижает коэффициент трения между ремнём и шкивом, передача начинает буксовать, тяговая способность падает, материал ремня деградирует. Шкивы и ремни должны работать сухими; смазываются только подшипники валов.
Цепная передача в компактном исполнении передаёт большие крутящие моменты при умеренных скоростях; её сила ограничена прочностью звеньев. Ремённая передаёт сравнимые мощности, но требует более крупных шкивов и значительного предварительного натяжения, что увеличивает нагрузку на валы и подшипники. Для высоких мощностей применяют комплекты параллельных клиновых ремней или переход на поликлиновые/зубчатые.
Как правило, цепная передача громче ремённой. Шум цепной передачи возникает из-за ударов звена при входе в зацепление со звёздочкой (полигональный эффект). Ремённая передача (особенно плоская и поликлиновая) работает значительно тише, поскольку ремень входит на шкив плавно. Шумность цепной передачи снижают увеличением числа зубьев звёздочки и применением бесшумных зубчатых цепей.
В цепной передаче основное трение происходит в шарнирах звеньев (между валиком, втулкой и роликом) — без смазки шарнир быстро изнашивается, цепь удлиняется, начинает сходить с зубьев. В ремённой передаче нет внутренних трущихся пар; трение между ремнём и шкивом — рабочее, и любая смазка его портит.
Цепь огибает звёздочку не по окружности, а по многоугольнику с числом сторон, равным числу зубьев. Из-за этого мгновенная угловая скорость ведомой звёздочки пульсирует, возникают удары при входе звена в зацепление, появляется дополнительный шум и вибрация. Чем меньше число зубьев звёздочки, тем сильнее эффект. Поэтому для малых звёздочек принимают не менее 13 зубьев.
Шкивы для приводных клиновых ремней нормальных сечений — ГОСТ 20889-88 (общие технические условия); для обычных и узких клиновых ремней — ГОСТ Р 50641-94 (ИСО 4183-89). Звёздочки к приводным роликовым и втулочным цепям — ГОСТ 591-69 (методы расчёта и построения профиля зуба, допуски). Цепи — ГОСТ 13568-97 (ИСО 606-94) для роликовых и втулочных; ГОСТ 21834-87 — для цепей повышенной прочности и точности.
В большинстве металлорежущих станков главный привод выполнен ремённой передачей (клиновой или поликлиновой) — она тише, плавнее, проще в обслуживании, не требует смазки. Цепная передача в станках встречается в подачах, делительных механизмах и приводах транспортёров стружки, где требуется передача больших моментов или точное передаточное отношение.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.