Геометрические параметры цепной передачи

ЛЕКЦИЯ 11

 

Цепные передачи

 

Цепная передача относится к передачам зацеплением с гибкой связью. Состоит из ведущей и ведомой звездочек, огибаемых цепью (рис. 19.1).

Достоинства:

1. По сравнению с зубчатыми передачами цепные передачи могут передавать движение между валами при значительных расстояниях (до 8 м). 2. По сравнению с ременными передачами:

а) более компактны; б) могут передавать большие мощности (до 3000 кВт); в) силы, действующие на валы, значительно меньше, так как предварительно натяжение цепи мало; г) могут быть одной цепью передавать движение несколькими звездочками; д) отсутствует проскальзывание при работе.

а б

 

Рис. 19.1. Цепная передача: а – роликовой цепью; б – зубчатой цепью

 

Недостатки:

1. Значительный шум при работе, особенно при больших скоростях, малом числе зубьев звездочек и большом шаге. Этот недостаток ограничивает применение зубчатых передач при больших скоростях. 2. Сравнительно быстрый износ цепи вследствие затруднительного подвода смазки. 3. Удлинение цепи из-за износа шарниров, что требует натяжных устройств.

Применение. Наибольшее применение получили цепные передачи, мощностью до 120 кВт при окружной скорости до 15 м/c. В станках, транспортных и других машинах, когда зубчатые передачи непригодны (большое межосевое расстояние), а ременные передачи ненадежны.

 

Приводные цепи

 

Приводная цепь - главный элемент цепной передачи, она состоит из соединенных шарнирами звеньев.

Основные типы приводных цепей:

· втулочная;

· роликовая;

· зубчатая.

Эти цепи стандартизированы и изготавливаются специализированными заводами.

Роликовые цепи - состоят из двух рядов наружных и внутренних пластин (рис. 19.2). В наружные пластины запрессованы валики, пропущенные через втулки. На втулки 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. Ролик выравнивает давление зуба на втулку и предохраняет ее от износа.

Рис. 19.2. Приводная роликовая однорядная цепь: 1 - соединительное звено; 2 – переходное звено

 

Роликовые цепи имеют широкое применение, рекомендуется при скоростях м/c.

Втулочные цепи. По конструкции аналогичны роликовым цепям, но не имеют роликов, что удешевляет и облегчает цепь, но увеличивает износ. Применяются при скоростях м/c в неответственных передачах.

В зависимости от передаваемой мощности бывают однорядными или многорядными с числом рядов .

Зубчатые цепи. Состоят из набора пластин зубообразной формы, шарнирно соединенных между собой. Зубчатые цепи по сравнению с другими работают более плавно, с меньшим шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку, тяжелее и дороже. Рекомендуются при м/c.

Материалы цепей. Цепи должны быть износостойкими и прочными. Пластины цепей изготавливают из сталей 50, 40Х и др. с закалкой до твердости HRC 40-50. Оси, втулки, ролики, вкладыши и призмы - из цементируемых сталей - 15, 20, 15Х и др. с закалкой до твердости HRC 52-60/

 

Шаг цепи

 

Шаг цепи p - является основным параметром цепной передачи и принимается по ГОСТ. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи, сильнее удар звена о зуб, меньше плавность, бесшумность и долговечность передачи.

При больших скоростях принимают цепи с малым шагом.

В быстроходных передачах при больших мощностях рекомендуется применять цепи малого шага, роликовые и втулочные многорядные, зубчатые большой ширины.

 

Звездочки

 

По конструкции отличаются от зубчатых колес лишь профилем зубьев, размеры и форма которых зависят от типа цепи (рис. 19.3 и рис. 19.4).

Рис. 19.3. Звездочки роликовой и втулочной цепей

 

Делительная окружность звездочек проходит через центры шарниров цепи.

Рис. 19.4. Звездочка зубчатой цепи

 

Для увеличения долговечности цепной передачи принимают по возможности бóльшее число зубьев меньшей звездочки. Но при очень большом числе зубьев даже у малоизношенной цепи в результате радиального сползания по профилю зубьев нарушается зацепление со звездочкой. Поэтому максимальное число зубьев большой звездочки ограничено:

· для втулочной цепи ;

· для роликовой ;

· для зубчатой .

Предпочтительно принимать нечетные числа зубьев звездочек, что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует более равномерному ее износу.

Материал звездочек должен быть износостойким и хорошо сопротивляться ударным нагрузкам. Звездочки изготавливают из сталей 45, 40Х и др. с закалкой или из цементируемых сталей 15, 20Х и др.

 

Геометрические параметры цепной передачи

 

1. Оптимальное межосевое расстояние передачи (рис. 19.5) принимают из условия долговечности цепи

 

, (19.1)

 

где p - шаг цепи; для малых передаточных отношений ; для больших передаточных отношений .

 

Рис. 19.5. Схема цепной передачи

 

2.Длину цепи вычисляют по формуле, аналогичной формуле для определения длины ремня.

 

. (19.2)

 

3. Межосевое расстояние передачи при окончательно выбранном числе шагов

. (19.3)

 

Для нормальной работы передачи ведомая ветвь должна иметь небольшое провисание, для чего расчетное межосевое расстояние уменьшают на .

 

Силы в ветвях цепи

 

1. Окружная сила, передаваемая цепью

 

, (19.4)

 

где d - диаметр делительной окружности звездочки.

2. Предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви:

 

, (19.5)

 

где q - вес 1 м цепи; a - межосевое расстояние; - коэффициент провисания, - для горизонтальных цепей, - для вертикальных, - для наклонных и горизонтальных до 40°.

3. Натяжение цепи от центробежных сил

 

. (19.6)

 

4. Натяжение ведущей ветви цепи работающей передачи (рис. 4.41)

 

. (19.7)

5. Нагрузка на валы

 

, (19.8)

 

где - коэффициент нагрузки на вал, выбирается в зависимости от наклона линии центров звездочек к горизонту и характера нагрузки.

 

 

Рис. 19.6. Эпюра сил в звеньях цепи при работе передачи