5.9.1 Особенности и область применения цепных передач

Цепная передача относится к числу передач с промежуточным звеном (гибкой связью). Цепная передача (рис. 1) осуществляется при помощи бесконечной цепи, охватывающий две (или более) звездочки — колеса с зубьями специального профиля.

Она служит для передачи движения только между параллельными валами. В отличие от ременной передачи цепная передача работает подобно зубчатой без проскальзывания.

Основные достоинства цепной передачи:
- компактность;
- меньшая, чем в ременных передачах, нагрузка на валы;
- возможность передачи движения на значительные расстояния (до 5—8 м);
- возможность передачи движения одной цепью нескольким валам (рис. 2);

Недостатки цепной передачи:
- увеличение шага цепи (цепь вытягивается) вследствие износа шарниров, что требует применения натяжных устройств;
- более сложный уход по сравнению с ременными передачами (смазка, регулировка, устранение перекоса валов);
- повышенный шум.

Цепные передачи широко применяются в станках для обработки металла и дерева, в транспортных устройствах и др. Современные цепные передачи используются при передаточных отношениях i < 10, при скоростях цепи до v = 25 м/с и для передачи мощности до 150 кВт. Они, как зубчатые, бывают открытыми и закрытыми.

По характеру выполняемой работы цепи делятся на три основные группы: приводные, грузовые и тяговые. Каждая группа, в свою очередь, по конструктивным признакам делится на различные типы. В дальнейшем рассматриваются только приводные цепи; из них наиболее распространены роликовые, втулочные и зубчатые (так называемые бесшумные) цепи.

Роликовые цепи (рис. 3, а) состоят из двух рядов внутренних и внешних пластин. В наружные пластины заделаны оси, которые пропущены через втулки, запрессованные во внутренние пластины. На втулки насажены рабочие ролики, катящиеся в процессе зацепления по зубьям звездочки. Втулочные цепи имеют сходную конструкцию, но без роликов. Втулочные и роликовые цепи бывают однорядными и многорядными. Их предельная скорость v ≤ 15 м/с.

Зубчатые цепи имеют пластины особого профиля, соответствующего профилю зубьев звездочек (рис. 3, б).

Все приводные цепи стандартизованы: роликовые и втулочные по ГОСТ 13568—75, зубчатые цепи по ГОСТ 13552—68.

5.9.2 Выбор приводных цепей и звездочек

Передаточное отношение цепной передачи

где — угловые скорости и частоты вращения ведущего и ведомого валов; — число зубьев ведущей и ведомой звездочек.

Необходимо отметить, что передаточное отношение цепной передачи за один оборот ведущей звездочки не остается постоянным, т. е. происходит колебание угловой скорости ведомой звездочки. Постоянно только среднее передаточное число цепной передачи.

увеличением угла обхвата увеличивается число зубьев звездочки, находящихся в зацеплении с цепью.

Основным размером цепи является ее шаг t, определяемый из расчета цепи на износостойкость по величине давления в шарнирах цепи. Предварительно шаг (в мм) определяют по формулам;

где M1 — вращающий момент на меньшей звездочке, Н*мм; k — коэффициент нагрузки; Z1 — число зубьев меньшей звездочки;[p] — допускаемое давление в шарнирах, MПа; m — число рядов цепи; — коэффициент ширины цепи (b — ширина цепи), .

Линейная скорость цепи определяется по формуле

где t — шаг, мм; n — частота вращения звездочки, об/мин.

Полученную величину шага следует округлить до ближайшего стандартного значения для данного типа приводной цепи.

Межцентровое расстояние а передачи выбирают в пределах а = (30 ±50) t; максимальное межцентровое расстояние = 80t.

Число звеньев цепи (длина цепи, выраженная в шагах) определяется из выражения

Чем меньше число зубьев звездочки, тем больше износ цепи, так как при этом увеличивается угол поворота шарнира. Наименьшее число зубьев звездочки рекомендуется принимать для роликовых и втулочных цепей и для зубчатых цепей. Обычно применяют звездочки с числом зубьев в 1,5 — 2 раза (в зависимости от передаточного отношения) больше Zmin.

После определения шага следует проверить, не превышает ли угловая скорость ω1 предельно допускаемой .

Выбранную цепь проверяют на износостойкость по формуле

Коэффициент нагрузки k равен произведению трех коэффициентов

где — коэффициенты, учитывающие характер нагрузки, влияние способа смазки и соответственно продолжительность работы (одно-, двух-и трехсменная).

Проекция опорной поверхности шарнира:

где d — диаметр оси шарнира; с — расстояние между внутренними пластинами цепи; s — толщина пластины; b — ширина цепи.

Затем определяют фактический коэффициент запаса прочности и сравнивают его с допускаемым:

Здесь — разрушающая нагрузка; — расчетное усилие в ведущей ветви цепи

где — окружное усилие; — натяжение от центробежных сил инерции, = qv²; q — масса 1 м цепи; v — скорость цепи, м/с, натяжение от провисания цепи, ; — коэффициент, учитывающий влияние расположения цепной передачи; при угле наклона к горизонту ; при ; а — расстояние между осями звездочек; [n] — нормативный коэффициент запаса прочности приводных роликовых цепей, [n] = 7÷15.

Долговечность цепи зависит от рационального устройства смазки. При недостаточной смазке в шарнирах Цепи и вследствие этого трения цепь быстро срабатывается и вытягивается.

К. п. д. правильно смонтированных передач колеблется в пределах 0,96—0,97.

Предыдущий раздел

Главная Содержание

Следующий раздел