Звездочки

Работоспособность цепной передачи во многом зависит от качества изготовления звездочек. Особое значение имеет точность изготовления рабочих элементов звездочки, качество поверхности, материал и термообработка. Звездочки изготавливают из серого чугуна (СЧ18-36; СЧ1-40; СЧ24-44; СЧ28-48) из цементуемых сталей (15, 15Х) с последующей закалкой или закаливаемых сталей (40, 40Х) и др.

Звездочки цепных передач профилируются в зависимости от типа цепи по ГОСТ 591-69, предусматривающему износоустойчивые профили без смещения (рис. 11.4, а) для кинематически точных передач и со смещением для остальных передач (рис. 11.4, б). Профиль со смещением отличается тем, что впадина между зубьями очерчена из двух центров, смещенных на величину ℓ = 0,03t.

Рис. 11.6. Профиль зубьев звездочки
без смещения (а), со смещением (б)

Делительная окружность звездочек приходит через центры шарниров цепи. Диаметр делительной окружности:

d_q = . (11.1)

Диаметр окружности выступов звездочки:

D = t(0,5+ctg . (11.2)

Ширина зубчатого венца звездочки для однорядной, двух- и трехрядной цепи:

B ≈ 0,9 В_ВН – 0,15, мм

где В_ВН – расстояние в свету между внутренними пластинами.

Для увеличения долговечности цепной передачи необходимо по возможности принимать большее число зубьев меньшей (ведущей) звездочки, так как при малом числе зубьев в зацеплении находится небольшое число звеньев, что снижает плавность работы передачи и увеличивает износ цепи из-за большого угла поворота шарнира.

Поэтому число зубьев малой звездочки Z₁ принимают из условия обеспечения минимальных габаритных размеров и плавности хода передачи по эмпирическим зависимостям.

Для роликовых (втулочных цепей):

Z_1min = 29 – 2u ≥ 13, (11.3)

для зубчатой цепи:

Z_1min = 35 – 2u . (11.4)

В зависимости от частоты вращения Z_1min выбирают при высоких частотах вращения Z_1min=19…23; средних 17…19, а при низких 13…15. В передачах зубчатыми цепями Z_1min следует принимать на 20…30% больше.

Однако по мере износа и вытягивания цепи ее шарниры поднимаются по профилю звездочки от ножки к вершине, причем тем больше, чем больше число зубьев звездочки. При весьма большом числе зубьев даже у мало изношенной цепи в результате радиального сползания по профилю зубьев цепь соскальзывает со звездочки. Поэтому максимальное число зубьев звездочки ограничивают: для втулочной цепи Z₂ ≤ 90, для роликовой Z₂ ≤ 120, для зубчатой Z₂ ≤ 140.

Предпочтительно принимать нечетное число зубьев звездочек (особенно малой), что в сочетании с четным числом звеньев цепи соответствует более равномерному ее изнашиванию. Еще более благоприятно, с точки зрения износа, выбирать число зубьев малой звездочки из ряда простых чисел.

Профилирование звездочек передач с зубчатыми цепями (ГОСТ 13576-81) значительно проще, так как рабочие профили зубьев прямолинейны (рис. 11.5).

Диаметр делительной окружности звездочки определяется по формуле (11.2), что и для роликовых цепей, а диаметр окружности выступов звездочек равен:

D_e = t ctg .

Рис. 11.7. Определение диаметра
делительной окружности звездочки

Угол вклинивания цепи α = 60°.

Двойной угол впадины зуба

2β = α – φ.

Угол заострения зуба

γ = 30˚ – φ,

где φ = 360°/ Z.

Ширина зубчатого венца звездочки

В = b + 2S,

где S – толщина пластины цепи.

Основными материалами для изготовления звездочек являются среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА, 40ХН с поверхностной или объемной закалкой до твердости 45…55НRC_э или цементуемые стали 15, 20Х, 12ХН3А с цементацией на 1…1,5 мм и закалкой до НRC_э 55…60.

Звездочки с большим числом зубьев тихоходных передач (до 3 м/с) при отсутствии ударных нагрузок допустимо изготавливать из чугуна СЧ 20, СЧ 30 с закалкой.