Область применения

Цепные передачи применяют при значительных межосевых рас­стояниях, а также для передачи движения от одного ведущего вала нескольким ведомым (см. рис. 12.2) в тех случаях, когда зубчатые передачи не применимы, а ременные недостаточно надежны. Наиболь­шее распространение цепные передачи получили в сельскохозяйст­венном, транспортном и химическом машиностроении, в станкострое­нии, горнорудном оборудовании и подъемно-транспортирующих уст­ройствах.

Основные характеристики

Мощность N = F_tvl 102.

Современные цепные передачи применяют в диапазоне мощностей от долей до нескольких тысяч кВт. Наибольшее распространение по­лучили передачи до 100 кВт, так как при больших мощностях прогрес­сивно возрастает стоимость цепной передачи по сравнению с зубчатой

Скорость цепи и частота вращения звездочки

v = nzt/(60 • 1000),

где z — число зубьев звездочки; t — шаг цепи, мм; п — частота вра­щения звездочки, об/мин; v — м/с.

Со скоростью цепи и частотой вращения звездочки связаны износ, шум и динамические нагрузки привода. Наибольшее распростране­ние имеют тихоходные и среднескоростные передачи с v до 15 м/с и п до 500 об/мин. Однако встречаются передачи с п до 3000 об/мин. При быстроходных двигателях цепную передачу, как правило, уста­навливают после редуктора

Передаточное отношение

i = n1/n₂ =z2/z1

Распространенные значения i до 6 (10). При больших значениях I становится нецелесообразным выполнять одноступенчатую передачу из-за больших ее габаритов.

К. п. д. передачи

Потери в цепной передаче складываются из потерь на трение в шар­нирах цепи, на зубьях звездочек и опорах валов. При смазке погру­жением цепи в масляную ванную учитывают также потери на пере­мешивание масла. Среднее значение к. п. д. ή=0,96-0,98

Межосевое расстояние и длина цепи

Минимальное межосевое расстояние ограничивается минимально допустимым зазором между звездочками (30 ч- 50 мм):

amin = ((Dh1+Dh2)/2)+ (30 ٪ 50).

Основными типами современных приводных цепей являются шар­нирные роликовые, втулочные и зубчатые цепи. Они стандартизованы и изготовляются специализированными заводами. Главными характе­ристиками цепи являются шаг, ширина и разрушающая нагрузка.

Роликовая цепь, Втулочные цепи, Зубчатые цепи

СИЛЫ В ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧЕ

Силовая схема цепной передачи аналогична силовой схеме ремен­ной передачи. Здесь также можно различать: S1и S₂ — натяжения ведущей и ведомой ветвей цепи; F_t— окружную силу; S₀ — силу предварительного натяжения; S_v— натяжения от центробежных сил.

где q — масса единицы длины цепи (по каталогу), кг/м; v — окруж­ная скорость, м/с; S_v — Н.

Для цепной передачи величину S_lt принято определять как натя­жение от силы тяжести свободной ветви цепи

So = Кfaqg, , где а — длина свободной ветви цепи, м, приближенно равная меж­осевому расстоянию; g — ускорение силы тяжести, м/с²; Kf — коэф­фициент провисания, зависящий от расположения привода и стрелы провисания цепи f.

Натяжение ведомой ветви <S₂ равно большему из натяжений So и S„.

Для цепной передачи, работающей по принципу зацепления, а не трения, величина S₀ не имеет такого решающего значения, как для ременной передачи. Обычно S₀ составляет всего несколько процен­тов от F_t. Для распространенных на практике тихоходных и средне- скоростных передач (v < 10 м/с) также не велико и натяжение S_v

Кинематика цепной передачи

Скорость цепи и частота вращения звездочки

где z – число зубьев звездочки; рц – шаг цепи, мм; п – частота вращения звездочки, мин-1.

о 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.

Передаточное отношение

Распространенные значения i до 6. При больших значениях i становится нецелесообразным выполнять одноступенчатую передачу из-за больших ее габаритов.

28. Критерии работоспособности. Долговечность цепи, определяемая износом шарниров – основной критерий для цепных передач.

Цепи, выбранные из условия износостойкости, обладают, как правило, достаточной прочностью.

расчета принят по износостойкости шарниров, за основной расчетный критерий

p = F_t/(dB)≤[p}

где р — удельное давление в шарнире; F_t — окружная сила; d и В—диаметр валика и ширина цепи, равная длине втулки

Износ шарниров цепи и его связь с основными параметрами передачи

При работе цепного привода в шарнирах совершаются повороты на угол

Ф = 2 n/z.

За один пробег цепи в каждом шарнире совершается четыре пово­рота; два на ведущей и два на ведомой звездочках. Эти повороты вызывают износ втулок и валиков шарниров

Срок службы цепи по износу зависит от величины межосевого рас­стояния а, числа зубьев малой звездочки z_lt величины нагрузки или давления в шарнирах р, условий смазки или величины коэффициента трения f, износостойкости материала деталей шарниров, допускаемой величины относительного износа

Срок службы цепи увеличивается с уве­личением межосевого расстояния a_t, так как при этом увеличивается длина цепи L и умень­шается число пробегов цепи в единицу времени, т. е. уменьшается число поворотов в каждом Рис. 12.10

шарнире цепи.

Решающее влияние на долговечность цепи по износу шарниров оказывает величина давления в шарнирах р. Опытами установлено, что влияние р на долговечность цепи проявляется в степенной форме (во второй и даже в третьей степени в зависимости от условий смазки [35]) и значительно превышает влияние всех других факто­ров. Не менее существенно влияние смазки и загрязнения цепи

Последовательность расчета:

1. В зависимости от передаваемой мощности Р1, предполагаемой скорости цепи и условий работы передачи выбирают тип цепи.

2. Определяют передаточное число передачи i.

3. По передаточному числу i принимают число зубьев малой звездочки z1 (по таблице из справочника) и определяют число зубьев большой звездочки z2

4. Определяют крутящий момент на малой звездочке Т1.

5. Выбирают допускаемое давление в шарнирах [р], ориентируясь на меньшее значение при заданной w1

6. Задаются расчетными коэффициентами Кд, Ка, Кн, Кс,Крег, Кр (по рекомендациям из справочников) и определяют коэффициент эксплуатации К по формуле

7. Определяют шаг цепи из условия износостойкости шарниров по формуле (9.16) и принимают ближайшее значение по стандарту.

8. Принятый шаг проверяют по допустимой угловой скорости малой звездочки 1 (по таблице из справочника). Если условие не соблюдается, то увеличивают число рядов втулочной (роликовой) или ширину зубчатой цепи и расчет повторяют. В отдельных случаях принимают другой тип цепи.

9. Определяют скорость цепи v по формуле (9.2) и передаваемое окружное усилие Ft по формуле (9.8).

10.Проверяют износостойкость цепи по формуле (9.14). Если условие р≤ [р] не соблюдается, то увеличивают шаг цепи или ее ширину и расчет повторяют.

11.Определяют геометрические размеры передачи по формулам (9.6) и (9.7).

КПД передачи зависит от потерь на трение в шарнирах цепи, на зубьях звездочек и на перемешивание масла при смазке окунанием. При нормальных условиях работы среднее значение КПД = 0,92 – 0,97

1

2