Примеры обозначения точности зубчатых передач Проверочный расчет на выносливость при изгибе Расчет червяка на прочность и жесткость Цепная передача Проектный расчет валов Подшипники качения Муфты продольно-разъемные


Выполнение машиностроительных расчетов. Курс детали машин

ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Цепная передача – это механизм, предназначенный для передачи движения между параллельными валами посредством зацепления многозвенной гибкой связи (цепи) с жесткими звеньями (звездочками).

Применяют цепные передачи с одной или несколькими ведомыми звездочками. Кроме перечисленных основных элементов цепные передачи также включают в себя натяжные устройства, смазочные устройства и ограждения.

Цепь состоит из соединенных шарнирами звеньев, которые обеспечивают ее гибкость или подвижность.

В зависимости от назначения различают:

– приводные цепи, предназначенные для передачи движения от источника энергии к приемному органу;

– грузовые цепи, предназначенные для подъема груза;

– тяговые цепи, предназначенные для передачи тягового усилия.

Цепные передачи широко используются в сельскохозяйственных и подъемнотранспортных машинах, нефтебуровом оборудовании, мотоциклах, велосипедах, автомобилях.

Достоинства:

– возможность работы в широком диапазоне межосевых расстояний (до 8 м или до 80t, где t – шаг цепи);

– меньшие габариты по сравнению с ременными передачами;

– отсутствие скольжения;

– сравнительно высокий КПД (0,96…0,98);

– малые нагрузки на валы по сравнению с ременными передачами, так как нет необходимости в большом начальном натяжении;

– легкость замены цепи;

– возможность передачи движения от одной ведущей нескольким ведомым звездочкам с разным направлением вращения.

Недостатки:

– значительный износ шарниров цепи и зубьев звездочек;

– неравномерность движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек и больших шагах, что вызывает колебание передаточного отношения, хотя эти колебания незначительные;

– шум и вибрации при работе, особенно при высоких скоростях и передачах с втулочными и роликовыми цепями;

– недостаточная защищенность от попадания пыли и грязи (увеличивается износ);

– плохие условия смазки (увеличивается износ);

– необходимость регулировки натяжения цепи;

– необходимость тщательного монтажа передачи для обеспечения параллельности осей звездочек и совпадения средних плоскостей их зубчатых венцов.

В сочетании с зубчатыми передачами цепные передачи устанавливают на тихоходной более нагруженной ступени.

Приводные цепи и область их применения

Основными типами приводных цепей являются: роликовые; втулочные и зубчатые.

Для приводных цепей характерны малые шаги (для уменьшения динамических нагрузок) и износоустойчивые шарниры (для повышения долговечности). Основными геометрическими характеристиками цепей являются шаг t и ширина В, основной силовой характеристикой – разрушающая нагрузка, устанавливаемая опытным путем. В соответствии с международными стандартами шаг цепей принят кратным 25,4 мм, т.е. одному дюйму.

Приводные роликовые цепи

По ГОСТ 13568-97 изготавливают следующие типы приводных роликовых цепей:

ПРА – приводная роликовая однорядная нормальной точности;

ПР – приводная роликовая однорядная повышенной точности;

2ПР – приводная роликовая двухрядная повышенной точности;

3ПР – приводная роликовая трехрядная повышенной точности;

4ПР – приводная роликовая четырехрядная повышенной точности;

ПРД – приводная роликовая длиннозвенная;

ПРИ – приводная роликовая с изогнутыми пластинами.

Конструкция приводной роликовой цепи показана на рис. 8.1. В роликовых цепях внешние звенья напрессованы на валики, внутренние – на втулки. Втулки надеваются на валики сопряженных звеньев, образуя тем самым шарниры. Благодаря роликам трение скольжения между цепью и звездочками заменяется трением качения, что уменьшает износ зубьев звездочек.

Рис. 8.1. Приводная роликовая однорядная цепь:

1 – внешнее звено; 2 – внутреннее звено; 3 – валик; 4 – втулка; 5 – ролик

При больших нагрузках и скоростях для снижения динамических нагрузок в место однорядных цепей с большими шагами применяют многорядные цепи с меньшим шагом. Передаваемые мощности и разрушающие нагрузки почти пропорциональны числу рядов.

Роликовые цепи применяют при окружных скоростях до 20 м/с.

Цепи приводные роликовые длиннозвенные выполняют с удвоенным шагом по сравнению с обычными роликовыми цепями. Поэтому они легче и дешевле. Их целесообразно применять при малых скоростях, например, в сельскохозяйственном машиностроении.

Пластины в цепях типа ПРИ (рис. 8.2) работают на изгиб и поэтому обладают повышенной податливостью. Их применяют при динамических нагрузках (ударах, частых реверсах и т.д.).

Рис. 8.2. Цепь приводная роликовая c изогнутыми пластинами

В обозначении цепи указывают: тип, шаг, разрушающую нагрузку и номер стандарта. Например, Цепь ПР-19,05-3180 ГОСТ 13568-97 цепь приводная роликовая однорядная с шагом 19,05 мм, разрушающей нагрузкой 31, 8 кН.

8.2.2. Приводные втулочные цепи

Приводные втулочные цепи типов ПВ и 2ПВ по конструкции аналогичны роликовым цепям, за исключением отсутствия роликов. Поэтому износ цепи и зубьев звездочек увеличивается, но уменьшаются стоимость, масса и габариты цепи. Приводные втулочные цепи изготавливают также по ГОСТ 13568-97, но только с шагом 9,525 мм, и применяют, в частности, в мотоциклах и автомобилях (привод к распределительному валу).

Кинематические параметры ременных передач

Силы и силовые зависимости

Силы, действующие на валы и опоры Принимают, что материал ремней следует закону Гука. Тогда после приложения полезной нагрузки сумма натяжений ветвей остается постоянной. Действие центробежной силы в упрощенных расчетах не учитывают, так как она уравновешивается в ремне и может вызвать лишь разгрузку валов.

Критерии работоспособности и расчета

Приводные зубчатые цепи изготавливают с шарнирами качения типов ПЗ-1 и ПЗ-2 по ГОСТ 13552-81 (получили большее распространение) и с шарнирами скольжения. Цепи типа ПЗ-1 рассчитаны на одностороннее зацепление, цепи типа ПЗ-2 рассчитаны на двухстороннее зацепление.


Расчеты деталей машин на прочность, жесткость и устойчивость