Конструкции приводных цепей и звездочек

Цепи, применяемые в машиностроении, по характеру выполняемой ими работы подразделяют на две группы: приводные и тяговые. Цепи стандартизованы, их производят на специализированных заво­дах. Выпуск только приводных цепей в России превышает 80 млн. м в год. Ими оснащается ежегодно более 8 млн. машин.

Приводные цепи осуществляют передачу движения непосредственно от источника энергии к рабочему органу или через промежуточные устройст­ва. Конструктивно они делятся на роликовые, втулочные и зубчатые (табл.1). В СНГ приводные цепи стандартизованы и изготовляются на специализированных заводах. Для них характерны малые шаги (для уменьшения динамических нагрузок) и износоустойчивые шарниры (для обеспе­чения долговечности).

Основными геометрическими характе­ристиками цепей являются шаг и ширина, основной силовой характеристикой — разрушающая нагрузка, устанавливаемая опытным путем. В соответствии с между­народными стандартами применяют цепи с шагом, кратным 25,4 мм (т. е. ~ 1 дюйму)

В России изготовляют следующие при­водные роликовые и втулочные цепи по ГОСТ 13568—75*:

ПРЛ — роликовые однорядные нор­мальной точности;

ПР — роликовые повышенной точно­сти;

ПРД — роликовые длиннозвенные;

ПВ — втулочные;

ПРИ — роликовые с изогнутыми пластинами,

В машиностроении чаще применяют однорядные роликовые цепи (см. рис.4, а и 9). При больших нагрузках и скоростях во избежание применения цепей с большими шагами, неблагоприятных в отно­шении динамических нагрузок, применяют многорядные цепи. Многорядные цепи (двухрядные — см. рис.4, б) содер­жат несколько ветвей однорядных цепей, соединенных удлиненными вали­ками. Передаваемые мощности и разрушающие нагрузки многорядных цепей почти пропорциональны числу рядов.

Роликовые цепи нормальной точности ПРЛ стандартизированы в диа­пазоне шагов 15,875...50,8 и рассчитаны на разрушающую нагрузку на 10…30% меньше, чем у цепей повышенной точности.

     Длиннозвенные роликовые цепи ПРД выполняют в удвоенным шагом по сравнению с обычными роли­ковыми. Поэтому они легче и дешевле обычных. Их целесообразно применять при малых скоростях, в частности, в сельскохозяйственном машиностроении.

Втулочные цепи (рис.10) по конструкции аналогичны предыдущим. Эти цепи отличаются от роликовых отсутствием ролика, что удешевляет цепь и уменьшает габариты и массу при уве­личенной площади проекции шарнира. В зацепле­ние с зубьями звездочки входит непосредственно втулка; изнашивание звездочки значительно большее, чем при использо­вании роликовой цепи. Эти цепи изготовляют с шагом только 9,525 мм и применяют, в частности, в мотоциклах и в автомоби­лях (привод к распределительному валу). Цепи показывают достаточную работо­способность.

Роликовые цепи с изогну­тыми пластинами ПРИ наби­рают из одинаковых звеньев, подобных переходному звену. В связи с тем, что пластины работают на изгиб и поэтому обладают повышен­ной податливостью, эти цепи применяют при динамических нагрузках (ударах, частых реверсах и т. д.).

Зубчатые цепи (рис. 11) состоят из набора зубчатых пластин 1, шарнирно соединенных между собой с помощью валиков 2 (рис. 11, а). Каждая пластина имеет по два зуба со впадиной между ними для размещения зуба звездочки. Рабочие (внешние) поверхности зубьев этих пластин (поверхности контакта со звездочками, ограничены плоскостями и наклонены одна к другой под углом вкли­нивания , равным 60°). Этими поверхностями каждое звено садится на два зуба звездочки. Зубья звездочек имеют тра­пециевидный профиль. Основные геометрические и кинематические соотношения, КПД передачи

Геометрические параметры передачи (см. рис.15).

1. Межосевое расстояние

   ,                                                                                 (1)

где t — шаг цепи.

   Шаг цепи является основным параметром цепной передачи и принимается по ГОСТу. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи, но сильнее удар звена о зуб в период набегания на звездочку, меньше плавность, бесшумность и долговечность передачи.

    При больших скоростях выбирают цепи с малым шагом. В быстроходных передачах при больших мощностях рекомендуются также цепи малого шага: зубчатые большой ширины или роликовые многорядные. Максимальное значение шага цепи ограничивается угловой скоростью малой звездочки.

Минимальное межосевое расстояние  (мм) выбирают из условия минимально допустимого зазора между звездочками:

   ,                                                   (2)

где ,  — диаметры вершин зубьев ведущей и ведомой звездочек.

Максимальное межосевое расстояние = 80Л

Рис.15. Схема цепной передачи

 

При известной длине цепи межосевое расстояние

   ,                  (3)

 

где L_p — длина цепи в шагах (или число звеньев цепи); z ₁ , z ₂ — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.

2. Число звеньев цепи определяют по приближенной формуле

   .                                           (4)

Значение L_p округляют до целого числа, которое желательно брать четным, чтобы не применять специальных соединительных звеньев.

    Передача работает лучше при небольшом провисании холостой ветви цепи. Поэтому расчетное межосевое расстояние рекомендуют уменьшить примерно на (0,002 – 0,004)а.

3. Допускаемая величина стрелы провисания

   .                                                                 (5)

4. Делительный диаметр звездочки

    .                                                                                  (6)

5. Диаметр вершин зубьев: для втулочных и роликовых цепей

    ;                                             (7)

для зубчатых цепей

    .

Среднее передаточное число определяют из равенства средних ско­ростей цепи . Для цепной передачи скорость цепи

    ,                                                       (8)

где  — шаг цепи, мм; z ₁ и z ₂ — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек;  и  — средние угловые скорости ведущей и ведомой звездочек, рад/с.

      Со скоростью цепи и частотой вращения звездочки связаны износ, шум и динамические нагрузки привода. Наибольшее распространение получили тихоходные и среднескоростные передачи с v до 15 м/с и n до 500 мин^-1. В быстроходных двигателях цепную передачу, как правило, устанавливают после редуктора.

Из формулы (8) имеем передаточное отношение

                                                                            (9)

43. Причины выхода из строя и меры повышения долговечности цепей в процессе эксплуатации цепных передач.

Критерии работоспособности:

1) износ шарниров;

2) усталостное разрушение пластин;

3) проворачивание валиков и втулок в пластинах;

4) усталостное выкрашивание и разрушение роликов;

5) износ зубьев звездочек;

6) недопустимое провисание ведомой ветви цепи.

Основные параметры цепных передач:

Средняя скорость цепи:  z₁ – число зубьев малой звездочки; n₁ – частота ее вращения, P – шаг.

Передаточное отношение:

В соответствии с приведенными причи­нами выхода цепных передач из строя можно сделать вывод о том, что срок службы передачи чаще всего ограничи­вается долговечностью цепи.

Долговечность же цепи в первую оче­редь зависит от износостойкости шарни­ров.

В ответственных случаях проверяют коэффициент запаса проч­ности ( s >[ s ]), число входов шарниров цепи в зацеплении в 1 с ( U ≤ [ U ]).

Материал и термическая об­работка цепей имеют решающее зна­чение для их долговечности.

Пластины выполняют из среднеуглеродистых или легированных закаливаемых сталей: 45, 50, 40Х, 40ХН, ЗОХНЗА твердостью преимущественно 40...50HRCэ; пластины зубчатых цепей - преимущественно из стали 50. Изогнутые пла­стины, как правило, изготовляют из леги­рованных сталей. Пластины в зависимости от назначения цепи закаливают до твер­дости 40.-.50 HRCэ. Детали шарниров валики, втулки и призмы - выполняют преимущественно из цементуемых ста­лей 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХНЗ, 20ХИЗА, 20Х2Н4А, ЗОХНЗА и подвергают закалке до 55-65 HRCэ. В связи с высокими требованиями к современным цепным передачам целесообразно применять легиро­ванные стали. Эффективно применение га­зового цианирования рабочих поверхно­стей шарниров. Многократного повышения ресурса цепей можно достигнуть диффу­зионным хромированием шарниров. Усталостную прочность пластин роликовых цепей существенно повышают обжатием краев отверстий. Эффективна также дро­беструйная обработка.

В шарнирах роликовых цепей для ра­боты без смазочного материала или при скудной его подаче начинают применять пластмассы.

Ресурс цепных передач в стационарных машинах должен составлять 10...15 тыс. ч работы.

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться: