Передаточное отношение цепных передач обычно не превышает

Передаваемые мощности

Цепные передачи используют для передачи мощностей до 3,5 МВт. В общем машиностроении передаваемые мощности обычно не превышают 100 кВт.

Передаточное отношение

Передаточное отношение определяется по формуле:

Обычно передаточное отношение . В тихоходных передачах, если позволяет место, . Передаточное отношение ограничивается следующими факторами:

• · габаритами передачи;
• · углами обхвата;
• · числами зубьев звездочек  и .
• Числа зубьев звездочек
• Минимальные числа зубьев звездочек ограничиваются:
• · износом шарниров;
• · динамическими нагрузками;
• · шумом.
• С уменьшением числа зубьев звездочек:
• · увеличивается износ;
• · возрастает неравномерность скорости движения цепи;
• · возрастает скорость удара цепи о зубья звездочек.
• Минимальное число зубьев меньшей звездочки приводных роликовых цепей определяется по зависимости:

При высоких частотах вращения , при средних , при низких . В передачах с зубчатыми цепями  больше на 20…30 %.

Максимальное число зубьев большей звездочки () ограничивается тем, что с повышением числа зубьев увеличивается вероятность нарушения зацепления даже при малом износе цепи. При этом предельно допустимое увеличение шага цепи () тем меньше, чем больше число зубьев звездочек.

Поэтому при использовании роликовых цепей , при использовании зубчатых цепей .

При большом числе зубьев звездочек цепь изнашивается медленнее. При малом числе зубьев звездочек износ цепи происходит быстрее, но  даже при большом износе нарушения зацепления не происходит.

Цепь в данном случае может работать до полной потери своей прочности, т.е. до разрыва.

Предпочтительно выбирать нечетное число зубьев звездочек (особенно малой), что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует равномерному износу передачи.

Для передач с роликовой цепью рекомендуемые значения чисел зубьев малой звездочки приведены в табл. 16.3.

Бóльшие значения , приведенные в табл. 16.3, принимаются для быстроходных передач (v > 10 м/c). При v > 25 м/c рекомендуется принимать .

1. Шаг цепи
2. Ориентировочное значение шага приводной роликовой однорядной цепи, мм, может быть определено по формуле
3. Таблица 16.3 Число зубьев малой звездочки

u	z1	u	z1
1, 2	30   27	4, 5	23   21
2, 3	27   25	5, 6	21   17
3, 4	25   23	> 6	17   15

• ,
• где  – для цепей типа ПР;  – крутящий момент на ведущей звездочке, Н·м.
• Шаг цепи  можно также определить по формуле:

где  – коэффициент эксплуатации (см. подразд. 16.5); с – коэффициент пропорциональности;  для однорядных цепей (кроме цепей, не входящих в закономерный размерный ряд: ПР-8-460; ПР-12,7-900-1; ПР-12,7-400-2); mp  – коэффициент рядности цепи, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по рядам (табл. 16.4);  – допускаемое давление в шарнире типовой передачи, МПа.

1. Таблица 16.4 Коэффициент рядности цепи
2. Коэффициент пропорциональности определяется по формуле:
3. ,
4. гдеA – площадь опорной поверхности шарнира.

Площадь опорной поверхности шарнира определяется по табл. 16.5 или приближенно по следующей формуле:

,

где d2 –диаметр валика, мм; b1 – ширина внутреннего звена цепи, мм (см. рис. 16.1 и табл. 16.1).

Допускаемое давление в шарнире типовой передачи определяется по табл.16.6 в зависимости от частоты вращения  и предполагаемого шага цепи.

Таблица 16.5 Площадь опорной поверхности шарнира однорядной цепи

Обозначение цепи	Площадь опорной поверхности шарнира однорядной цепи, мм2	Обозначение цепи	Площадь опорной поверхности шарнира однорядной цепи, мм2
ПР-9,525-9,1	28	ПР-19,05-31,8	105
ПР-12,7-10-1	13	ПР-25,4-60	179
ПР-12,7-9	22	ПР-31,75-89	262
ПР-12,7-18,2-1	39	ПР-38,1-127	394
ПР-12,7-18,2	50	ПР-44,45-172,4	472
ПР-15,875-23-1	51	ПР-50,8-227	645
ПР-15,875-23	67	ПР-63,5-354	1089
Примечание – Площадь опорной поверхности шарнира многорядной цепи равна произведению площади опорной поверхности шарнира однорядной цепи на число рядов в цепи

• Предварительное значение шага цепи можно также определить по частоте вращения ведущей звездочки [17] (табл. 16,7):
• · набольшей рекомендуемой () при ;
• · предельной () при (необходимы также повышенная точность изготовления звездочек и монтажа передачи, обильное смазывание и применение цепей повышенной точности и прочности).
• Таблица 16.6 Допускаемое давление в шарнирах роликовых цепей [p]0(при КЭ = 1; z1 =15…30), Мпа

Шаг цепи t, мм	Частота вращения меньшей звездочки n1, об/мин
50	200	400	600	800	1000	1200	1600
12,7…15,875	35	31,5	28,5	26	24	22,5	21	18,5
19,05…25,4	35	30	26	23,5	21	19	17,5	15
31,75…38,1	35	29	24	21	18,5	16,5	15	–
44,45…50,8	35	26	21	17,5	15	–	–	–

Таблица 16.7 Набольшие рекомендуемые () и предельные () частоты вращения малой звездочки передач с роликовыми и втулочными цепями

Шаг цепи, мм	Частота вращения, об/мин	Шаг цепи, мм	Частота вращения, об/мин
9,520	2500	5000	38,10	500	900
12,700	1250	3100	44,45	400	600
15,875	1000	2300	50,80	300	450
19,050	900	1800	63,50	200	300
25,400	800	1200	78,10	150	210
31,750	630	1000

Шаг цепи принят за основной геометрический параметр цепной передачи.

Цепи с большим шагом имеют бóльшую несущую способность, но допускают значительно меньшие частоты вращения, работают с бóльшими динамическими нагрузками и шумом (см. подразд. 16.6). Следует выбирать цепь с минимально допустимым для данной нагрузки шагом. Шаг зубчатых цепей при конструировании передачи можно

1. уменьшить, увеличив ширину цепи, а для роликовых цепей – применив многорядные цепи.
2. Для ограничения вредного влияния ударов разработаны рекомендации по выбору шага цепи в зависимости от быстроходности передачи.
3. Скорость цепи и частоты вращения звездочек
4. Частоты вращения и скорость ограничиваются:
5. · значением силы удара между зубом звездочки и шарниром цепи;
6. · износом;
7. · шумом.

Скорость движения цепей обычно не превышает 15 м/с. В передачах с цепями и звездочками высокого качества и при эффективных способах смазывания скорость цепи может достигать до 35 м/с.

Средняя скорость цепи определяется по формуле:

.

Частоты вращения ведущей звездочки зависят от шага цепи: чем больше шаг, тем меньше частоты вращения (см. табл. 16.6).

Межосевое расстояние и длина цепи

Минимальное межосевое расстояние ограничивается минимально допустимым зазором между звездочками:

• где  – диаметры вершин звездочек [26].
• Максимальное межосевое расстояние равно: .
• Оптимальное межосевое расстояние определяется из условия долговечности цепи:
• ,
• где 30 выбирается при ; а 50 выбирается при .
• Длина цепи (), выраженная в шагах или числом звеньев:

Значение  округляют до целого желательно четного числа, чтобы не применять специальных соединительных звеньев.

При выбранном шаге цепи и принятом значении  проверяют частоту ударов звеньев цепи о зубья звездочек (U):

где U – частота ударов звеньев цепи о зубья звездочек, с-1; [U] – допускаемая частота ударов (табл. 16.8).

Таблица 16.8 Допускаемая частота ударов для втулочной и роликовой цепей

Шаг цепи t, мм	Допустимая частота ударов, с-1	Шаг цепи t, мм	Допустимая частота ударов, с-1
8…12,7	60	31,75	25
15,875	50	38,1	20
19,05	35	44,45	15
25,4	30	50,8	12

При выбранном значении  уточняется межосевое расстояние:

Передача лучше работает при небольшом провисании холостой ветви цепи. Для этого межосевое расстояние уменьшают на .

Длина цепи увеличивается по мере износа шарниров, поэтому в конструкции передачи должны быть предусмотрены специальные устройства для регулирования провисания цепи.

Обычно регулирование обеспечивается перемещением опоры одного из валов или применением натяжных звездочек [26]. Натяжные звездочки следует по возможности устанавливать на ведомой ветви цепи.

Число зубьев такой звездочки обычно принимают равным числу зубьев малой звездочки ().

Цепные передачи

07.09.2016

Общие сведения о цепных передачах

Цепная передача относится к передачам зацеплением с гибкой связью. Мощность в цепной передаче посредством многозвенной шарнирной цепи передается от ведущей к ведомой звездочке, размещенных на параллельных валах.

***

Классификация цепных передач

Цепные передачи классифицируют по типу применяемой цепи. В настоящее время применяют роликовые, втулочные и зубчатые цепи, которые, в свою очередь, могут быть однорядными и многорядными.

В роликовых и втулочных цепях зацепление звеньев со звездочкой осуществляется через ролик или втулку, при этом долговечность цепи возрастает, но возрастает ее масса и стоимость.

Зубчатые цепи набирают из пластин, при этом большое значение на эксплуатационные качества цепи имеет конструкция шарнира. В конструкцию входит направляющая пластина, предотвращающая сползание цепи со звездочки.

По сравнению со втулочными зубчатые цепи работают более плавно, обеспечивают большую кинематическую точность (плавность хода передачи), могут передавать бóльшую мощность, имеют высокий КПД, но их масса и стоимость значительно выше.

В зависимости от типа применяемой цепи зависит конструкция звездочек цепной передачи. Звездочки для втулочной и роликовой цепи представлена на рис. 2 слева, звездочка для зубчатой цепи – справа.

***

Достоинства цепных передач

По сравнению с зубчатыми передачами: Преимущество цепных передач в сравнении с зубчатыми заключается в том, что они способны передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (до 8 м).

По сравнению с ременными передачами: По сравнению с ременными передачами (передачами трением) цепные передачи (передачи зацеплением)выгодно отличаются компактностью, способностью передавать бóльшие мощности при одинаковых размерах, постоянством передаточного числа и меньшей требовательностью к предварительному натяжению цепи (иногда предварительный натяг для цепных передач не применяется).  Кроме того, цепные передачи устойчиво работают при малых межосевых расстояниях между звездочками, тогда как ременная передача может пробуксовывать при малых углах обхвата шкива ремнем.

К достоинствам цепных передач можно отнести высокий КПД и безотказность при работе в условиях частых пусков и торможений.

***

Недостатки цепных передач

1. Значительный шум и вибрация при работе вследствие удара звена цепи о зуб звездочки при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев и большом шаге (этот недостаток ограничивает применение цепных передач при больших скоростях).

2. Сравнительно быстрое изнашивание шарниров цепи, необходимость применения системы смазывания и установки в закрытых корпусах.

3. Удлинение цепи вследствие износа шарниров и сход ее со звездочек, что требует применения натяжных устройств.

4. По сравнению с зубчатыми передачами цепные передают движение менее плавно и равномерно.

***

Область применения цепных передач

Цепные передачи находят широкое применение во многих областях машиностроения, конструкциях сельскохозяйственных и дорожных машин, станкостроении и т. д.

  Их применяют в станках, мотоциклах, велосипедах, промышленных роботах, буровом оборудовании, подъемно-транспортных, строительно-дорожных, сельскохозяйственных, полиграфических и других машинах для передачи движения между параллельными валами на значительные расстояния, когда применение зубчатых передач нецелесообразно, а ременных невозможно.

• Цепные передачи наибольшее применение получили для передачи мощностей до 120 кВт при окружных скоростях до 15 м/сек.
• ***
• Приводные цепи

Приводная цепь – главный элемент цепной передачи – состоит из соединенных шарнирами отдельных звеньев.

Помимо приводных бывают тяговые и грузовые цепи, которые в этом разделе сайта не рассмотрены. Основные типы стандартизованных приводных цепей (см. рис.

1): роликовые, втулочные и зубчатые.  В тихоходных цепных передачах применяются, также, фасоннозвенные цепи (крючковые или штыревые).

***

Роликовые приводные цепи

Роликовые приводные цепи состоят из двух рядов наружных 1 и внутренних 2 пластин (см. рис. 1). В наружные пластины запрессованы оси 3, пропущенные через втулки 4, запрессованные в свою очередь во внутренние пластины. На втулки предварительно надеты свободно вращающиеся закаленные ролики 5.  Концы осей после сборки расклепывают с образованием головок, препятствующих спаданию пластин. 

При относительном повороте звеньев ось проворачивается во втулке, образуя шарнир скольжения.

Зацепление цепи со звездочкой происходит через ролик, который, поворачиваясь на втулке, перекатывается по зубу звездочки. Такая конструкция позволяет выровнять давление зуба на втулку и уменьшить изнашивание как втулки, так и зуба.

Пластины очерчены контуром, напоминающим цифру 8 и обеспечивающим равную прочность пластины во всех сечениях. Роликовые цепи имеют широкое распространение. Их применяют при скоростях v ≤ 15 м/сек.

Приводные роликовые цепи по ГОСТ 13568-75 различают:

• однорядные нормальные (ПР),
• однорядные длиннозвенные облегченные (ПРД),
• однорядные усиленные (ПРУ),
• двухрядные (2ПР),
• трехрядные (ЗПР),
• четырехрядные (4ПР),
• с изогнутыми пластинками (ПРИ).

Из роликовых однорядных цепей наиболее распространены нормальные ПР. Длиннозвенные облегченные цепиПРД изготовляют с пониженной разрушающей нагрузкой; допускаемая скорость для них до 3 м/сек.  Усиленные цепи ПРУ изготовляют повышенной прочности и точности; их применяют при больших и переменных нагрузках, а также при высоких скоростях.

Многорядные цепи позволяют увеличивать нагрузку пропорционально числу рядов, поэтому их применяют при передаче больших мощностей. Роликовые цепи с изогнутыми пластинами повышенной податливости применяют при динамических нагрузках (ударах, частых реверсах и т. д.).

***

Втулочные приводные цепи

Втулочные приводные цепи по конструкции подобны роликовым, но не имеют роликов, что удешевляет цепь, уменьшает ее массу, но существенно увеличивает износ втулок цепи и зубьев звездочек. Втулочные цепи применяют в неответственных передачах при v < 1 м/сек.

Втулочная однорядная цепь (см. рис. 1) состоит из внутренних пластин 1, напрессованных на втулки 2, свободно вращающиеся на валиках 5, на которых напрессованы наружные пластины 4.

  В зависимости от передаваемой мощности приводные втулочные цепи изготовляют однорядными (ПВ) и двухрядными (2ПВ).

  Эти цепи простые по конструкции, имеют небольшую массу и наиболее дешевые, но менее износоустойчивы, поэтому применение их ограничивают небольшими скоростями, обычно до 10 м/сек.

Роликовая однорядная цепь (рис. 1) отличается от втулочной тем, что на ее втулках 2 устанавливают свободно вращающиеся ролики 5. Ролики заменяют трение скольжения между втулками и зубьями звездочек во втулочной цепи трением качения. Поэтому износостойкость роликовых цепей по сравнению со втулочными значительно выше и соответственно их применяют при окружных скоростях передач до 20 м/сек.

Втулочные и роликовые цепи изготовляют однорядными и многорядными с числом рядов 2, 3, 4 и более.

Многорядная цепь с меньшим шагом t позволяет заменить однорядную с большим шагом и тем самым уменьшить диаметры звездочек, снизить динамические нагрузки в передаче.

  Многорядные цепи могут работать при существенно больших скоростях движения цепи. Нагрузочная способность цепи возрастает почти прямо пропорционально числу рядов.

Соединение концов цепи при четном числе ее звеньев производят соединительным звеном, при нечетном – менее прочным переходным звеном с изогнутыми пластинами. Поэтому применяют цепи с четным числом звеньев.

***

Зубчатые приводные цепи

Зубчатая цепь (см. рис. 1) в каждом звене имеет набор пластин 1 (число их определяется шириной цепи и зависит от передаваемой мощности) с двумя выступами (зубьями) и с впадиной между ними для зуба звездочки. Эта цепь изготовляется с шарнирами трения качения.

В отверстиях пластин каждого шарнира устанавливаются две призмы 2 и 3 с криволинейными рабочими поверхностями.  Одна из призм соединяется с пластинами одного звена, а другая — с пластинами соседнего звена, в результате чего в процессе движения цепи призмы перекатывают одна другую.

Благодаря этому зубчатые цепи работают плавно, с малым шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку и допускают высокие скорости.

Применяют также зубчатые цепи с шарнирами трения скольжения, но их долговечность примерно в два раза ниже, чем у зубчатых цепей с шарнирами трения качения.

Относительный поворот звеньев в таких цепях обеспечивают шарниры скольжения.  Шарнир скольжения состоит из оси и двух вкладышей, закрепленных в фигурных пазах пластин. При повороте пластин вкладыши скользят по осям, поворачиваясь в пазах пластин. 

Вкладыши позволяют увеличить площадь контакта в 1,5 раза. 

Шарнир допускает поворот пластины на угол φmax , который обычно не превышает 30°.

Для устранения бокового спадания цепи со звездочек применяют внутренние (расположенные по середине ширины цепи) или боковые направляющие пластины. Направляющие пластины представляют собой обычные пластины, но без выемок для зубьев звездочек.  Для внутренних направляющих пластин на зубьях звездочек выполняют проточки соответствующего профиля.

Делительный диаметр d звездочки для зубчатых цепей больше ее наружного диаметра.

Зубчатые цепи вследствие лучших условий зацепления с зубьями звездочек работают с меньшим шумом, поэтому их иногда называют бесшумными.

Так как ширина зубчатых цепей может быть какой угодно(встречаются цепи шириной до 1,7 м), то их применяют для передачи больших мощностей.

  Однако, по сравнению с роликовыми зубчатые цепи тяжелее, сложнее в изготовлении и дороже, поэтому область применения зубчатых цепей сокращается.

1. Преимущественное применение в настоящее время имеют передачи роликовыми и втулочными цепями.
2. ***

Фасоннозвенные цепи

Фасоннозвенные цепи (см. рис. 1) различают двух типов: крючковые и штыревые.  Крючковая цепь состоит из звеньев одинаковой формы, отлитых из ковкого чугуна или штампованных из полосовой стали ЗОГ без дополнительных деталей.  Сборку и разборку этой цепи осуществляют путем взаимного наклона звеньев на угол 60°.

В штыревой цепи литые звенья 1 из ковкого чугуна соединяются зашплинтованными стальными (из стали Ст3) штырями 2.

Фасоннозвенные цепи применяют при передаче небольших мощностей, при малых скоростях (крючковая до 3 м/сек, штыревая до 4 м/сек), обычно в условиях несовершенной смазки и защиты.  Звенья фасоннозвенных цепей не обрабатывают. Благодаря небольшой стоимости и легкости ремонта фасоннозвенные цепи широко применяют в сельскохозяйственных машинах.

***

Материал цепей

Цепи должны быть износостойкими и прочными.  Пластины цепей изготовляют из сталей марок 50, 40Х и других с закалкой до твердости 40…50 HRC.  Оси, втулки, ролики и призмы – из цементируемых сталей марок 20, 15Х и других с закалкой до твердости52…65 HRC.  Повышением твердости деталей можно повысить износостойкость цепей.

Звездочки и диски составных звездочек в основном изготовляют из среднеуглеродистой или легированной стали 40, 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА, 40ХН с закалкой до твердости HRC40…50 или цементуемой стали 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХН2 с термообработкой до твердости HRC50…60.

Звездочки тихоходных передач при скорости цепи v ≤3 м/сек и отсутствии динамических нагрузок изготовляют также из серого или модифицированного чугуна СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ30 с твердостью поверхности доНВ260…300.  Применяют звездочки с зубчатым венцом из пластмасс (дюропласта или вулколана), которые способствуют уменьшению шума и износа цепей при работе передачи.

***

Геометрические и кинематические параметры цепной передачи

Основным параметром цепной передачи является шаг t цепи, т. е. расстояние между осями двух ближайших шарниров цепи (см. рис. 2). Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи.

• Диаметр делительной окружности звездочки d определяется по формуле:
• d = t / [sin (180°/z)],
• где    z – число зубьев звездочки.
• Шаг t у звездочек измеряют по хорде делительной окружности.
• Оптимальное межосевое расстояние передачи принимают из условия долговечности цепи:
• а = (30…50)t,
• где    t – шаг цепи.

1. Длина цепи в шагах:
2. Lp = 2a/t + (z2 + z1)/2 +[(z2 – z1)/2π]2t/a,
3. где     z1 и z2 – число зубьев звездочек.
4. Число зубьев малой звездочки выбирают из соотношения
5. z1 = 29 – 2u.
6. Тогда z2 = z1u.
7. Окончательное значение межосевого расстояния:
8. a = t/4{Lp — (z2 + z1)/2 + √|[Lр — (z2 + z1)/2]2 – 8[(z2 — z1)/2π]2|}.
9. здесь и далее: √ — знак квадратного корня, |…| — границы подкоренного выражения.
10. Передаточное число: u = ω1/ω2 = n1/n2 = z2/z1.
11. Передаточное отношение цепной передачи нельзя определять как отношение диаметров делительных окружностей звездочек. В пределах одного оборота звездочки передаточное отношение не остается постоянным, поэтому обычно говорят о средней скорости цепи, м/сек:
12. v = ωzt/2000π,
13. где ω, z – угловая скорость и число зубьев звездочки.
14. Оригинал

The requested URL /top.php was not found on this server.

Additionally, a 404 Not Found
error was encountered while trying to use an ErrorDocument to handle the request.

СОДЕРЖАНИЕ | СЛЕДУЮЩИЙ РАЗДЕЛ

8.1 Назначение и область применения цепных передач
8.2 Достоинства цепных передач
8.3 Недостатки цепных передач
8.4 Классификация цепей
8.5 Геометрические соотношения и передаточное число цепной передачи
8.6 Критерии работоспособности цепных передач

• В результате изучения студент должен знать:
  — типы приводных цепей;
  — основные параметры цепных передач;
  — критерии работоспособности;
  — метод расчета цепных передач.
• 8.1 Назначение и область применения цепных передач
  

Рисунок 2.7.1 Цепная передача роликовой цепью а), зубчатой цепью б)

8.2 Достоинства цепных передач

1. Передача движения зацеплением, а не трением позволяет передавать большие мощности, чем с помощью ремня;
2. Практически не требуется натяжение цепи, следовательно, уменьшается нагрузка на валы и опоры;
3.

Отсутствие скольжения и буксования обеспечивает постоянство среднего передаточного отношения;
4. Цепи могут устойчиво работать при меньших межосевых расстояниях и обеспечить большее передаточное отношение, чем ремённая передача;
5.

Цепные передачи хорошо работают в условиях частых пусков и торможений;
6. Цепные передачи имеют высокий КПД.

8.3 Недостатки цепных передач

1. Износ цепи при недостаточной смазке и плохой защите от грязи;
2. Сложный уход за передачей;
3. Повышенная вибрация и шум;
4. По сравнению с зубчатыми передачами повышенная неравномерность движения;
5. Удлинение цепи в результате износа шарниров и сход цепи со звёздочек.

8.4. Классификация цепей

Главный элемент цепной передачи – приводная цепь, которая состоит из соединенных шарнирами звеньев.
Основными типами приводных цепей являются втулочные, роликовые и зубчатые, которые стандартизованы и изготовляются специализированными заводами.
В зависимости от передаваемой мощности втулочные и роликовые цепи изготовляют однорядными и многорядными с числом рядов 2…4.

Роликовые цепи рис.2.7.2 состоят из двух рядов наружных и внутренних пластин. В наружные пластины запрессованы валики, пропущенные через втулки, на которые запрессованы внутренние пластины. Валики и втулки образуют шарниры.

На втулки свободно надеты закаленные ролики. Зацепление цепи со звездочкой происходит через ролик, который перекатывается по зубу и уменьшает его износ. Кроме того, ролик выравнивает давление зуба на втулку и предохраняет ее от изнашивания.

Роликовые цепи имеют широкое распространение.

Рисунок 2.7.2 Роликовая цепь

Втулочные цепи рис. 2.7.3 по конструкции аналогичны предыдущим, но не имеют роликов, что удешевляет цепь, уменьшает ее массу, но увеличивает износ. Втулочные цепи применяют в неответственных передачах.

Рисунок 2.7.3 Втулочная цепь

Зубчатые цепи состоят из набора пластин зубообразной формы, шарнирно соединенных между собой. Число пластин определяет ширина цепи В рис. 2.7.4, которая зависит от передаваемой мощности.

Рабочими гранями пластин являются плоскости зубьев, расположенные под углом 60 градусов, которыми каждое звено цепи садится на два зуба звездочки.

Благодаря этой особенности зубчатые цепи обладают минимально возможным шагом и поэтому допускают более высокие скорости.

Рисунок 2.7.4 Зубчатая цепь

Для устранения бокового спадания цепи со звездочки применяют направляющие пластины, расположенные по середине цепи или по бокам ее. Зубчатые цепи по сравнению с другими работают более плавно, с меньшим шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку, но тяжелее и дороже.
Цепи должны быть износостойкими и прочными. Их изготавливают из сталей 50, 40Х.

Звездочки по конструкции отличаются от зубчатых колес только профилем зубьев. Для увеличения долговечности цепной передачи по возможности принимают большее число зубьев меньшей звездочки. При большем числе зубьев большее число звеньев находится в зацеплении. Это повышает плавность передачи, уменьшает износ цепи.

Однако при большом числе зубьев даже у мало изношенной цепи в результате радиального сползания по профилю зубьев цепь соскакивает со звездочки. Поэтому максимальное число зубьев большой звездочки ограничено: для втулочной цепи , для роликовой , для зубчатой .Число зубьев малой звездочки z1 принимают из условия обеспечения плавности работы и минимальных габаритов. Для роликовых и втулочных цепей

Материал звездочек должен быть износостойким и хорошо сопротивляться ударным нагрузкам.

8.5 Геометрические соотношения и передаточное число цепной передачи

1) шаг « р » цепи является основным параметром цепной передачи. Он принимается по ГОСТу. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи. Но при этом сильней удар звена о зуб в период набегания на звездочку, меньше плавность, бесшумность и долговечность передачи.

При больших скоростях применяют цепи с малым шагом.
2) оптимальное межосевое расстояние принимают из условия долговечности цепи:
3) длина цепи (2.7.1), ее измеряют числом шагов или звеньев.

Для нормальной работы передачи ведомая ветвь должна иметь небольшое провисание, для чего межосевое расстояние уменьшают на (0,002…0,004)а…
По мере работы передачи стрела провисания ведомой ветви увеличивается. Регулировка натяжения цепи осуществляется нажимными роликами или оттяжными звездочками.

Натяжные устройства должны компенсировать удлинение цепи в пределах двух звеньев, при большем удлинении два звена цепи удаляют.

8.6. Критерии работоспособности цепных передач

Основным критерием работоспособности цепных передач является долговечность цепи, определяемая изнашиванием шарниров. В соответствии с этим за основной принят расчет цепных передач, обеспечивающий износостойкость шарниров. Цепи, выбранные из условия износостойкости, обладают достаточной прочностью. Долговечность приводных цепей по изнашиванию составляет 8…10 тыс. часов работы.

При проектировочном расчёте предварительно определяют шаг цепи по формуле:

(2.7.2),
где Кэ = КдКсК0КрегКр коэффициент эксплуатации; Кд – коэффициент динамичности; Кс – коэффициент смазывания передачи;
К0 – коэффициент наклона передачи к горизонту;
Крег – коэффициент способа регулирования; Кр – коэффициент режима нагрузки; Т1 – вращающий момент на ведущей звёздочке; [p] – допускаемое среднее давление в шарнире; m – число рядов цепи; z1 = 29 – 2u – минимальное число зубьев ведущей звёздочки цепи.
После подбора цепи по стандарту выбранная передача проверяется на износостойкость по формуле:(2.7.3),

где — окружная сила, d1 — делительный диаметр звездочки; – площадь проекции опорной поверхности шарнира, d0 – диаметр оси рис. 2.7.5, В – длина втулки.

Рисунок 2.7.5 К расчету цепи

Ответьте на контрольные вопросы

СОДЕРЖАНИЕ | СЛЕДУЮЩИЙ РАЗДЕЛ

The requested URL /bottom.php was not found on this server.

Additionally, a 404 Not Found
error was encountered while trying to use an ErrorDocument to handle the request.

Основные параметры цепных передач

Критерии работоспособности цепных передач

Цепные передачи выходят из строя по следующим причинам:

1. Износ шарниров, приводящий к удлинению цепи, увеличению шага цепи и, как следствие, к нарушению ее зацепления с зубьями звездочек.

2. Усталостное разрушение пластин по проушинам, характерное для закрытых быстроходных тяжелонагруженных передач, работающих при хорошем смазывании, когда износ шарниров не является определяющим.

3. Проворачивание валиков и втулок в пластинах в местах запрессовки, связанное с низким качеством изготовления.

4. Усталостное выкрашивание и разрушение роликов.

5. Недопустимое провисание ведомой ветви цепи, характерное для передач с нерегулируемым межосевым расстоянием при отсутствии натяжных устройств.

6. Износ зубьев звездочек.

Ресурс цепных передач в стационарных машинах должен составлять 10…15 тыс. ч., он чаще всего ограничивается долговечностью цепи.

Материалы и термическая обработка деталей цепей

Пластины цепей должны обладать высоким сопротивлением усталости, поэтому их изготовляют из среднеуглеродистых качественных или легированных сталей 40, 45, 50, 40Х, 40ХН, 30ХН3А, термообработка – объемная закалка с низким отпуском, твердость обычно 40…50HRCЭ.

Основное требование к деталям шарниров – валикам и втулкам – износостойкость рабочих поверхностей. Валики и втулки преимущественно выполняют из цементуемых сталей 15, 20, 15Х, 12ХН3, 18ХГТ и др.

, после цементации или газового цианирования детали закаливают до твердости поверхности 56…65HRCЭ.

Термодиффузионное хромирование деталей шарниров повышает ресурс цепи по износу в 3…12 раз по сравнению с цементацией.

Твердость поверхности роликов должна быть не ниже 43,5HRCЭ.

Основные параметры цепных передач

Мощности, для передачи которых применяют цепные передачи, изменяются от долей до сотен киловатт, обычно до 100 кВт; межосевые расстояния достигают 8 м.

Частоты вращения звездочек и скорость цепи ограничиваются величиной силы удара в зацеплении, износом шарниров и шумом передачи. Скорость цепи обычно до 15 м/с, но в передачах высокого качества при эффективном смазывании достигает 35 м/с.

Средняя скорость цепи, м/c,

где – число зубьев малой звездочки; – частота ее вращения, мин-1; P – шаг цепи, мм.

Передаточное отношение определяют из условия равенства средней скорости цепи на звездочках (см. рис. 13.1):

Отсюда передаточное отношение

Здесь — число зубьев большой (ведомой) звездочки; — частота ее вращения, мин-1.

Передаточное отношение ограничивается габаритами передачи, диаметром большой звездочки, малостью угла охвата цепью малой звездочки. Обычно u не превышает 7.

Числа зубьев звездочек. Минимальные числа зубьев звездочек ограничиваются износом шарниров, динамическими нагрузками и шумом передачи. Чем меньше число зубьев звездочки, тем больше износ, так как угол поворота звена при набегании цепи на звездочку и сбегании с нее равен .

Минимальное число зубьев малой звездочки для силовых передач общего назначения выбирают по эмпирической зависимости

Число зубьев большой (ведомой) звездочки:

( 13.4 ).

По мере износа шаг цепи увеличивается и ее шарниры поднимаются по профилю зуба звездочки на больший диаметр, что может привести в конечном счете к выходу цепи из зацепления со звездочкой. При этом предельно допустимое увеличение шага цепи тем меньше, чем больше число зубьев звездочки. Поэтому максимальное число зубьев большой звездочки:

( 13.5 )

Предпочтительно принимать нечетное число зубьев звездочек (особенно малой), что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует равномерному износу шарниров цепи и зубьев звездочек. По этой же причине желательно выбирать число зубьев малой звездочки из ряда простых чисел.

Рис. 13.5

Делительные диаметры звездочек определяют по расположению центров шарниров цепи на зубьях звездочек. Из рассмотрения треугольника АОВ на схеме малой звездочки цепной передачи (рис. 13.5) следует:

• ,
• где — угловой шаг, , — число зубьев малой звездочки. Тогда делительные диаметры малой и большой звездочек (мм):
• , ( 13.6 )
• Межосевое расстояние и длина цепи. Минимальное межосевое расстояние определяют из условий:
• 1. размещения звездочек
• ,
• где и — наружные диаметры звездочек.
• 2. , где
• — угол охвата цепью малой звездочки.
• Оптимальное межосевое расстояние

. ( 13.7 )

При наблюдается ускоренный износ шарниров цепи в связи с повышенной частотой входа каждого шарнира в зацепление. При даже небольшой износ каждого шарнира цепи вызывает значительное удлинение цепи, что приводит к нарушению зацепления цепи с зубьями звездочек. Обычно межосевое расстояние ограничивают величиной

( 13.8 )

Формула для определения длины цепи получена по аналогии с формулой для длины ремня (см. 14.5), число звеньев получают делением длины цепи на шаг. Число звеньев цепи зависит от межосевого расстояния , шага и чисел зубьев звездочек и :

. ( 13.9 )

Полученное значение округляют до ближайшего большего четного числа. Четное число звеньев цепи позволяет избежать применения переходных звеньев при соединении концов цепи.

Межосевое расстояние (без учета провисания цепи) определяют из (13.9) как больший корень квадратного уравнения:

. ( 13.10 )

Цепь должна иметь некоторое провисание во избежание повышенной нагрузки на цепь и валы от силы натяжения и радиального биения звездочек. Для этого межосевое расстояние уменьшают на (0,002…0,004) .

1. Окружная сила на звездочках (Н):
2. , ( 13.11 )
3. где — вращающий момент на ведущей звездочке, ,
4. — делительный диаметр ведущей звездочки, ,
5. — мощность на ведущей звездочке, ,
6. — скорость движения цепи, .
7. Расчет цепных передач
8. Предварительный расчет начинают с определения величины статической разрушающей силы проектируемой цепи
9. ( 13.12 ),

где — коэффициент безопасности, зависящий от степени ответственности передачи, точности определения действующих нагрузок и коррозионного воздействия на передачу. Минимальные значения коэффициента безопасности принимают при отсутствии коррозии , при активной коррозии .

По найденному значению по стандартам на приводные цепи находят несколько вариантов цепи, для которых разрушающая сила несколько больше требуемой . Найденные варианты различаются шагом, числом рядов и типом цепи. Предварительный расчет, как правило, не позволяет выбрать единственный наиболее целесообразный вариант, а лишь очерчивает область возможных решений.

• Основной расчет передачи проводят по условию износостойкостишарниров цепи.
• Давление в шарнирах не должно превышать допустимого в данных условиях эксплуатации. Давление в шарнирах связывают с путем трения зависимостью
• , ( 13.13 )
• где — для конкретных условий эксплуатации некоторая постоянная величина, — показатель степени, зависящий от вида трения в шарнирах, при хорошем смазывании , при недостаточном смазывании находится в пределах от 1 до 2.
• Условное давление в шарнирах цепи в предположении нулевого зазора между валиком и втулкой и равномерного распределения давления в шарнире
• , ( 13.14 )
• где — коэффициент эксплуатации; — окружная сила на звездочках, Н; — площадь проекции шарнира на диаметральное сечение, мм2, — допустимое давление, МПа, для средних эксплуатационных условий, при которых .
• Площадь проекции шарнира
• , ( 13.15 )

где — диаметр валика; — длина втулки (рис. 13.3). Для стандартных цепей определяется по таблицам в зависимости от шага .

Коэффициент эксплуатации представляют в виде частных коэффициентов:

. ( 13.16 )

Коэффициент учитывает динамичность нагрузки, при спокойной нагрузке ; при нагрузке с толчками 1,2…1,5; при сильных ударах 1,8.

Коэффициент учитывает влияние длины цепи (межосевого расстояния), чем длиннее цепь, тем реже каждое звено входит в зацепление со звездочкой и тем меньше износ в шарнирах; при принимают ; в других случаях , где — длина цепи при , — длина рассчитываемой цепи.

Коэффициент учитывает влияние наклона линии центров звездочек передачи к горизонту; чем больше наклон передачи, тем меньше допустимый суммарный износ цепи; при угле наклона при .

Коэффициент учитывает влияние регулировки цепи; для передач с регулировкой положения оси одной из звездочек , для передач с нерегулируемым положением звездочек .

Коэффициент учитывает влияния характера смазывания; при непрерывном смазывании в масляной ванне или от насоса ;при регулярном капельном или внутришарнирном смазывании , при нерегулярном смазывании 1,5. Коэффициент учитывает влияние режима работы передачи, из зависимости (13), учитывая пропорциональность пути трения и числа смен работы передачи в сутки, получают . Коэффициент учитывает влияние температуры окружающей среды, при принимают ; при экстремальных условиях .

Если по расчету значение коэффициента , то возможности передачи используются недостаточно и следует принять меры по улучшению условий работы.

Проверочные расчеты передачи проводят при значительных отличиях реальных условий эксплуатации от средних. Проверку на прочность при пиковыхперегрузках проводят для передач землеройных, сельскохозяйственных и других машин, при работе которых возникают неучитываемые предельные состояния (встреча с непрогнозируемым препятствием). Условие прочности

, ( 13.17 )

где — кратность кратковременной перегрузки.

Для тяжелонагруженных быстроходных передач (при скорости цепи м/с) проводят расчет деталей на сопротивление усталости. По этому критерию разрушающую силу определяют раздельно для пластин , валиков , втулок и роликов . Допускаемая окружная сила на звездочках по условию сопротивления усталости

, ( 13.18 )

где — меньшая сила из и ; — коэффициент безопасности.

Точное определение ресурса цепи по износу шарниров весьма затруднительно. Интенсивность изнашивания шарниров цепей при изменении конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов в пределах, характерных для реальных машин, изменяется от 0,00001 до 1000 мкм на 1 м пути трения. Поэтому расчет приводных цепей на износ по единой зависимости пока невозможен.

1. С достаточной точностью такие расчеты выполняют по методу подобия, согласно которому срок службы рассчитываемой приводной цепи
2. , ( 13.19 )
3. где — ресурс цепи в эталонной передаче, ч; — коэффициент, учитывающий отличия в конструкции, технологии и эксплуатации реальной передачи от эталонной.