Назначение цепных передач.

Применяются для передачи движения между параллельными валами при значительных межосевых расстояниях, когда зубчатые передачи не применимы, а ременные недостаточно надежны.

В зависимости от назначения цепи делятся на три группы: грузовые - для подъема грузов при V< 0,25 м/с; тяговые, применяемые для транспортирования грузов, например, в пластинчатых конвейерах V< 4 м/с; приводные, применяемые в приводах различных машин при мощностях до 100 кВт и более при V < 35 м/с и i _max< 8.

Наиболее распространены типы приводных цепей - это роликовые, втулочные и зубчатые. Роликовые цепи составляют до 90% от выпускаемых приводных цепей, их собирают из внутренних и наружных звеньев. Внутренние звенья состоят из пластин, напрессованных на втулки, а наружные звенья - из пластин, напрессованных на валики. Относительный поворот звеньев происходит за счет скольжения валиков во втулке, т.к. они соединяются по подвижной посадке, вследствие чего между зубьями звездочек и цепью создается трение качения и уменьшается износ зубьев звездочек и звеньев цепей.

Втулочные цепи не имеют роликов, поэтому они легче и дешевле роликовых, но подвержены большому износу, их применяют при меньших нагрузках и скоростях.

Зубчатые цепи с шарнирами качения состоят из набора рабочих пластин, соединенных между собой призмами или вкладышами качения. Зубчатые цепи зацепляются с зубьями звездочек торцовыми поверхностями, они применяются при больших скоростях и неравномерной нагрузке.

Для обеспечения износостойкости и сопротивляемости ударным нагрузкам детали цепей и звездочек изготавливают из термически обработанных или цементованных углеродистых и легированных сталей (детали цепей, пластины - 40ХН, 60, 65Г, 20, 20Х и др., звездочки - 45, 45Х и др.). Для повышения долговечности цепной передачи применяют смазку окунанием, разбрызгиванием и циркуляционно - струйную. Способ смазки определяется скоростью цепи и передаваемыми нагрузками. Ответственные цепные передачи, требующие циркуляционной смазки, выполняют в картерах в виде цепных редукторов.

3.10.2 Основные параметры цепных передач.

В цепных передачах вращение от одного вала к другому передается за счет зацепления цепи с ведущей и ведомой звездочками (Рисунок 86).

По сравнению с ременными передачами, при прочих равных условиях, цепные передачи имеют меньшие габариты и выше КПД η =0,96...0,98, меньше нагрузку на валы, т.к. отсутствует предварительное натяжение. Недостатки: значительный износ шарниров, нарушающий правильность зацепления; неравномерность движения цепи из-за геометрических особенностей ее зацепления со звездочками - появляются дополнительные динамические нагрузки, шум при работе; более высокие по сравнению с ременной передачей требования к точности монтажа.

Рис 86.

Основными параметрами цепной передачи служат:

1) Шаг цепи t, шаг зубьев звездочек измеряют по хорде (Рисунок 86);

2) Межосевое расстояние рекомендуется принимать: ;

3) Основным параметром, определяющим габариты звездочки, является диаметр делительной окружности, которая проходит через центры шарниров цепи. Из треугольника аО₂b следует, что диаметр делительной окружности ; также ;

4) Число звеньев цепи: .

5) Так как звенья цепи на звездочках имеют переменную скорость, то в качестве расчетной принимают среднюю скорость цепи:

;

6) Передаточное отношение и ценных передачах определяют ил равенства скоростей цепи на звездочках: .

3.10.3 Силы, действующие в цепных передачах.

При работе цепной передачи более нагруженной является ведущая ветвь, полное натяжение которой:

где

- окружная сила, Р - мощность, V- скорость цепи.

- натяжение от центробежных сил (учитывается при v > 5 м/с),

q - вес 1 м погонного цепи, кг/м;

- натяжение от провисания f цепи;

- коэффициент, зависящий от угла наклона линии центров цепной передачи.

Провисание ветвей цепи увеличивается с увеличением межцентрового расстояния, но уменьшение «а» может привести к недопустимому уменьшению угла обхвата ведущей звездочки цепью. В зацеплении со звездочкой должно находиться не менее 5-6 звеньев цепи. Нормальные условия работы цепной передачи обеспечиваются при .

Натяжение ведомой ветви для практических расчетов можно принять F₂= 0. В цепных передачах нагрузки натяжения от воздействия центробежных сил на валы не передаются. Поэтому валы нагружаются только окружной силой F_t и натяжением от провисания цепи 2 F_f, тогда

, где

- коэффициент, учитывающий влияние провисания цепи (меньшее значение принимают для вертикальных передач, большее - для горизонтальных),

К₁ - коэффициент, учитывающий влияние характера нагрузки. Направление силы F_Q принимают совпадающим с линией, соединяющей оси валов.

3.10.4 Проектирование цепных передач.

При проектировании цепных передач, целесообразно, чтобы линия, соединяющая центры звездочек, была бы под углом не более 60° к горизонту. Ведущую ветвь располагают всегда сверху. Основным критерием работоспособности цепных передач является износ шарниров цепи. Поэтому главной целью проектирования передач является подбор такой цепи, которая в заданных условиях работы будет обладать достаточной долговечностью.

Проектирован цепных передач базируется главным образом на опытных данных. Для проектирования должны быть заданы: мощность, частота вращения валов или одного вала и передаточное отношение, назначение, условия работы, предполагаемые габариты и расположение передачи.

Рассмотрим одну из методик проектирования.

Кинематическим расчетом передачи окончательно устанавливают значения n₁, n₂, u_1.2, T₁.

Принимают число зубьев ведущей звездочки: должно быть ≥ 9, при z_m_i_n уменьшаются габариты цепи и вес ее, но увеличивается шум и ударная нагрузка.

Определяют число зубьев ведомой звездочки

- округляют до целого четного числа

Уточняют передаточное число , и частоту вращения ,

Определяют коэффициент эксплуатации:

Уточняют межосевое расстояние:

, мм.

Для обеспечения свободного провисания цепи необходимо предусмотреть уменьшение межосевого расстояния а' на 0,4 %, тогда монтажное межосевое расстояние будет а = 0,996 а', мм.

Определяют делительные диаметры звездочек :

; .

Наружные диаметры звездочек:

при ,