рефераты бесплатно
 

МЕНЮ


Цепные передачи

распределения нагрузки по рядам:

zp=1 . . . . 2 3

тp,=1 .... 1,7 2,5

Допустимый момент (Н*м) на малой звездочке

T1=Fd1/2*103=FPz1/2(103

Отсюда шаг цепи

Р=18,5 3(T1Кэ/(cz1mp[p]o).

Ориентировочное значение шага однорядной цепи (мм)

P=(12,8…13,5) 3(T1/z1

где коэффициент 12,8 — для цепей ПР, а коэффициент 13,5 — для цепей ПРЛ,

Т\—момент, Н*м.

Подбор цепных передач производят в следующем порядке. Сначала определяют

или выбирают число зубьев малой звездочки и проверяют число зубьев большой.

Затем задаются шагами цепи с учетом частоты вращения малой звездочки по

табл. 12.3 или предварительно определяют шаг по одной из приведенных выше

формул, в частности, задавшись ориентировочным значением Kэ.

Затем в порядке проверочного расчета определяют момент на малой

звездочке, который может передавать цепь, и сопоставляют его с заданным.

Обычно эти расчеты делают при нескольких, близких к оптимальным сочетаниям

параметров и выбирают оптимальный вариант.

Долговечность цепей наиболее реально оценивать по методу подобия на

основе установленного из опыта эксплуатации или испытаний ресурса передачи

принимаемой за эталонную. Этот ресурс по И. И. Ивашкову умножается на

отношение уточненных корректирующих коэффициентов для эталонной и

рассчитываемой передач.

Корректирующие коэффициенты:

по твердости шарниров при работе со смазкой и загрязнением абразивами:

поверхности без термообработки 2, при объемной закалке 1, при цементации

0,65;

по давлению в шарнирах (р/р'о), где при непрерывной смазке х= 1,5...2,5,

при периодической смазке без загрязнения абразивами x=1, то же с абразивным

загрязнением при объемной закалке х=0,6;

по условию работы при смазывании маслом: без абразивного загрязнения 1, в

абразивной среде 10... 100;

по характеру смазывания: периодическое нерегулярное 0,3. регулярное 0,1,

в маслянной ванне 0,06 и т. д.

Передачи зубчатыми цепями с шарнирами качения подбирают по фирменным

данным или же полуэмпирическим завиcимостям из критерия износостойкости.

При определении коэффициента эксплуатации Кэ допускается ограничиваться

учетом коэффициента угла наклона Kн и при и>10 м/с коэффициента влияния

центробежных сил Кv=1+1,1*10-3v2

§ 6. ПОСТОЯННЫЕ СИЛЫ В ВЕТВЯХ ЦЕПИ И НАГРУЗКИ НА ВАЛЫ

Ведущая ветвь цепи в процессе работы испытывает постоянную нагрузку F1,

соcтоящую из полезной силы F и натяжения ведомой ветви F2:

F1=F+F2

Натяжение ведомой ветви с заведомым запасом обычно принимают

F2=Fq+Fц

где Fq — натяжение от действия силы тяжести; Fц — натяжение от действия

центробежных нагрузок на звенья цепи.

Натяжение Fq(Н) определяется приближенно, как для абсолютно гибкой

нерастяжимой нити:

Fq=ql2/(8f)g cos(

где q — масса одного метра цепи, кг; l — расстояние между точками подвеса

цепи, м; f — стрела провеса, м; g — ускорение свободного падения, м/с2; ( —

угол наклона к горизонту линии, соединяющей точки подвеса цепи, который

приближенно принимают равным углу наклона передачи.

Принимая l равным межосевому расстоянию а и f=0,02а, получаем упрощенную

зависимость

Fq=60qa cos((10q

Натяжение цепи от центробежных нагрузок Fц(Н) для цепных передач

определяют по аналогии с ременными передачами, т. е.

Fц=qv2,

где v — скорость движения цепи, м/с.

Центробежная сила, действующая по всему контуру цепи, вызывает

дополнительный износ шарниров.

Расчетная нагрузка на валы цепной передачи несколько больше полезной

окружной силы вследствие натяжения цепи от массы. Ее принимают RmF. При

горизонтальной передаче принимают Rm = 1,15, при вертикальной Rm=1,05.

Цепные передачи всех типов проверяют на прочность по значениям

разрушающей нагрузки Fразр (см. табл. 12.1) и натяжению наиболее

нагруженной ветви F1max, определяя условную величину коэффициента запаса

прочности

K=Fразр/F1max,

Где F1max=F+Fq+Fц+Fд (определение Fд см. § 12.7).

Если значение коэффициента запаса прочности К>5...6, то полагают, что

цепь удовлетворяет условиям статической прочности.

§ 7. КОЛЕБАНИЯ ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ И ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

При работе цепной передачи движение цепи определяется движением шарнира

звена, вошедшего последним в зацепление с ведущей звездочкой. Каждое звено

ведет цепь при повороте звездочки на один угловой шаг, а потом уступает

место следующему звену. В связи с этим скорость цепи при равномерном

вращении звездочки не постоянна. Скорость цепи максимальна в положении

звездочки, при котором радиус звездочки, проведенный через шарнир,

перпендикулярен ведущей ветви цепи.

В произвольном угловом положении звездочки, когда ведущий шарнир повернут

относительно перпендикуляра к ведущей ветви под углом, продольная скорость

цепи (рис. 12.6, а)

V=(1R1 cos(

Где (1 — постоянная угловая скорость ведущей звездочки; R1 - радиус

расположения шарниров цепи (начальной окружности) ведущей звездочки.

Так как угол ( изменяется в пределах от 0 до (/z1, то скорость цепи

изменяется от Vmax до Vmax cos (/z1

Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки

(2=v/(R2 cos()

где R2 — радиус начальной окружности ведомой звездочки; ( - угол

поворота шарнира, примыкающего к ведущей ветви цепи (по отношению к

перпендикуляру на эту ветвь), изменяющийся в пределах от 0 до (/z2

Отсюда мгновенное передаточное отношение

u=(1/(2=R2/R1 cos(/ cos(

Из этой формулы и рис. 12.6, б можно видеть, что:

1) передаточное отношение не постоянно;

2) равномерность движения тем выше, чем больше числа зубьев звездочек,

так как тогда cos( и cos( ближе к единице; основное значение имеет

увеличение числа зубьев малой звездочки;

3) равномерность движения можно заметно повысить, если сделать так, чтобы

в ведущей ветви укладывалось целое число звеньев; при соблюдении этого

условия равномерность тем выше, чем ближе одно к другому числа зубьев

звездочек; при z1=z2 u=const.

Переменность передаточного отношения можно иллюстрировать коэффициентом

неравномерности вращения ведомой звездочки при равномерном вращении ведущей

звездочки.

Например, для передачи с z1=18 и z2 =36 ( изменяется в пределах 1,1...2,1

%. Меньшее значение соответствует передаче, у которой в ведущей ветви

укладывается целое число W1 звеньев, а большее - передаче, у которой и

W1+0,5 звеньев.

Динамические нагрузки цепных передач вызываются:

а) переменным передаточным отношением, приводящим к ускорениям масс,

соединяемых цепными передачами;

б) ударами звеньев цепи о зубья звездочек при входе в зацепление новых

звеньев.

Сила удара при входе звеньев н зацепление оценивается из равенстве

кинетической энергии удара набегающего звена цепи энергии деформации

системы.

Приведенную массу рабочего участка цепи оценивают равной массе 1,7…2

звеньев. Обильное смазывание может существенно снижать силу удара.

§ 8. ПОТЕРИ НА ТРЕНИЕ. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧ

Потери на трение в цепных передачах складываются из потерь: а) на трение

в шарнирах; б) на трение между пластинами; в) на трение между звездочкой и

звеньями цепи, а в роликовых цепях также между роликом и втулкой, при входе

звеньев в зацепление и выходе из зацепления; г) на трение в опорах; д)

потерь на разбрызгивание масла.

Основными являются потери на трение в шарнирах и опорах.

Потери на разбрызгивание масла существенны только при смазывании цепи оку-

нанием на предельной для этого вида смазки скорости v=10…15 м/с.

Средние значения КПД при передаче полной расчетной .мощности достаточно

точно изготовленных и хорошо смазываемых передач составляют 0,96...0,98.

Цепные передачи располагают так, чтобы цепь двигалась в вертикальной

плоскости, причем взаимное положение по высоте ведущей и ведомой звездочек

может быть произвольным. Оптимальными расположениями цепной передачи

являются горизонтальное и наклонное под углом до 45° к горизонту.

Вертикально расположенные передачи требуют более тщательной регулировки

натяжения цепи, так как ее провисание не обеспечивает самонатяжения;

поэтому целесообразно хотя бы небольшое взаимное смещение звездочек в

горизонтальном направлении.

Ведущей в цепных передачах может быть как верхняя, так и нижняя ветви.

Ведущая ветвь должна быть верхней в следующих случаях:

а) в передачах с малым межосевым расстоянием (а 2) и в

передачах, близких к вертикальным, во избежание захвата провисающей верхней

ведомой ветвью дополнительных зубьев;

б) в горизонтальных передачах с большим межосевым расстоянием (а> 60Р) и

малыми числами зубьев звездочек во избежание соприкосновения ветвей.

Натяжение цепей. Цепные передачи в связи с неизбежным удлинением цепи в

результате износа и контактных обмятий в шарнирах, как правило, должны

иметь возможность регулирования ее натяжения. Предварительное натяжение

существенно в вертикальных передачах. В горизонтальных и наклонных

передачах зацепление цепи со звездочками обеспечивается натяжением от

собственной силы тяжести цепи, но стрела провисания цепи должна быть

оптимальной в указанных выше пределах.

Для передач с углом наклона до 45° к горизонту стрелу провисания f

выбирают приближенно равной 0,02а. Для передач, близких к вертикальным,

f=(0,01... 0,015)а.

Натяжение цепи регулируют:

а) перемещением оси одной из звездочек;

б) регулирующими звездочками или роликами.

Желательна возможность компенсировать удлинение цепи в пределах двух

звеньев, после чего два звена цепи удаляют.

Регулирующие звездочки и ролики следует по возможности устанавливать на

ведомой ветви цепи в местах ее наибольшего провисания. При невозможности

установки на ведомой ветви их ставят на ведущей, но для уменьшения вибраций

- с внутренней стороны, где они работают как оттяжные. В передачах с

зубчатой цепью ПЗ-1 регулирующие звездочки могут работать только как

оттяжные, а ро лики как натяжные. Число зубьев регулирующих звездочек

выбирают равным числу малой рабочей звездочки или большим. При этом в

зацеплении с регулирующей звездочкой должно быть не меньше трех звеньев

цепи. Перемещение регулирующих звездочек и роликов в цепных передачах

аналогично таковому в ременных передачах и осуществляется грузом, пружиной

или винтом. Наибольшее распространение имеет конструкция звездочки с

эксцентрической осью, поджимаемой спиральной пружиной.

Известно успешное применение цепных передач роликовыми цепями повышенного

качества в закрытых картерах при хорошем смазывании с неподвижными осями

звездочек без специальных натяжных устройств.

Картеры. Для обеспечения возможности непрерывного обильного смазывания

цепи, защиты от загрязнений, бесшумности работы и для обеспечения

безопасности эксплуатации цепные передачи заключают в картеры (рис. 12.7).

Внутренние размеры картера должны обеспечивать возможность провисания

цепи, а также возможность удобного обслуживания передачи. Для наблюдения за

состоянием цепи и уровнем масла картер снабжают окном и указателем уровня

масла.

§ 9. ЗВЕЗДОЧКИ

Профилирование звездочек роликовых цепей в основном производят по ГОСТ

591—69, предусматривающему износоустойчивые профили без смещения (рис.

12.8, а) для кинематических точных передач и со смещением для остальных

передач (рис. 12.8, б) Профиль со смещением отличается тем, что

впадинаочерчена из двух центров, смещенных на величину е=0,03P

Шарниры звеньев цепи, находящиеся в зацеплении со звездочкой, располагают

на делительной окружности звездочки.

Диаметр делительной окружности из рассмотрения треугольника с вершинами в

центре звездочки и в центрах двух смежных шарниров

Dд=P/(sin (1800/z))

Диаметр окружности выступов

De=P(0,5+ctg (1800/z))

Профили зуба состоят из: а) впадины, очерчиваемой радиусом

r=0,5025d1+0,05 мм, т. е. немного большим половины диаметра ролика d1; б)

дуги, очерчиваемой радиусом r1=0,8d1+r ; в) прямолинейного переходного

участка; г) головки, очерчиваемой радиусом r2. Радиус r2 выбирают таким,

чтобы ролик цепи не катился по всему профилю зуба, а плавно входил в

соприкосновение с зубом звездочки в рабочем положении на дне впадины или

немного выше. Профиль звездочки обеспечивает зацепление с цепью, имеющей до

определенной степени увеличенный шаг вследствие износа. При этом ролики

цепи контактируют с участками профиля зубьев, более удаленными от центра

звездочек.

В уточнении ГОСТ 591—б9* коэффициент высоты зуба изменяется от 0,48 при

отношении шага к диаметру ролика цепи Р/d1=1,4...1,5 до 0,565 при Р/d1=

1,8... 2,0.

Ширина (мм) зубчатого венца звездочки для однорядной, двух- и трехрядной

b1(0,95Bвн—0,15, где Ввн — расстояние между внутренними пластинами.

Радиус Rз зуба в продольном сечении (для плавного набегания цепи) и

координату h центра кривизны от окружности вершин зубьев принимают Rз=1,7d1

и h=0,8d1.

При скорости цепи до 5 м/с допустимо по ГОСТ 592—81 применять упрощенный

профиль звездочек, состоящий из впадины, очерченной по дуге, прямолинейного

рабочего участка и закругления по дуге у вершин. Профиль позволяет

сократитькомплект инструмента для нарезания звездочек.

Профилирование звездочек передач с зубчатыми цепями по ГОСТ 13576—81

(рис. 12.9) значительно проще, так как рабочие профили зубьев прямолинейны.

В передаче полезной нагрузки участвуют 3...7 зубьев (в зависимости от

общего числа зубьев звездочки), затем следует переходный участок с

ненагруженными зубьями и, наконец, 2...4 зуба, работающих тыльной стороной.

Диаметр делительной окружности звездочек определяется по той же

зависимости, что и для роликовых цепей.

Диаметр окружности выступов

De=P ctg (1800/z)

Высота зуба h2=h1+е, где h1 — расстояние от линии центров пластины до ее

основания; е — радиальный зазор, равный 0,1 Р.

Угол вклинивания цепи (=60°. Двойной угол впадины зуба 2(=(-(, угол

заострения зуба (=30°-(, где (=360°/z.

Звенья неизношенной зубчатой цепи входят в зацепление с зубьями звездочки

рабочими гранями обоих зубьев. В результате вытяжки от износа в шарнирах

цепь располагается на большем радиусе, и звенья цепи контактируют с зубьями

звездочки только по одной рабочей грани.

Ширина зубчатого венца звездочек с внутренним направлением В=b+2s, где s-

толщина пластины цепи.

Звездочки с большим число зубьев тихоходных передач (до 3 м/с) при

отсутствии ударных нагрузок допустимо изготовлять из чугуна марки СЧ 20, СЧ

30 с закалкой. В неблагоприятных условиях с точки зрения износа, например в

сельскохозяйственных машинах, применяют антифрикционный и высокопрочный

чугун с закалкой.

Основные материалы для изготовления звездочек: среднеуглеродистые или

легированные стали 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА, 40ХН с поверхностной или общей

закалкой до твердости 45...55 НКСэ или цементуемые стали 15, 20Х, 12ХНЗА с

цементацией на 1...1,5 мм и закалкой до НКСэ 55...60. При необходимости

бесшумной и плавной работы передач мощностью Р(5 кВт и v(8 м/с можно

изготовлять венцы звездочек из пластмасс — текстолита, полиформальдегида,

полиамидов, что приводит к снижению шума и к повышению долговечности цепей

(в связи со снижением динамических нагрузок).

Вследствие невысокой прочности пластмасс применяют также

металлопластмассовые звездочки.

Звездочки по конструктивному оформлению аналогичны зубчатым колесам. В

связи с тем, что зубья звездочек в роликовых передачах имеют относительно

небольшую ширину, звездочек в роликовых передачах имеют относительно

небольшую ширину, звездочки нередко изготовляют из диска и ступицы,

соединяемых болтами, заклепками или сваркой.

Для облегчения замены после износа, звездочки, устанавливаемые на валах

между опорами, в машинах с трудной разборкай делают разъемными по

диаметральной плоскости. Плоскость разъема проходит через впадины зубьев,

для чего числи зубьев звездочки приходится выбирать чётным.

§ 10. СМАЗЫВАНИЕ

Для ответственных силовых передач следует по возможности применять

непрерывное картерноё смазывание видов:

а) окунанием цепи в масляную ванну, причем погружение цепи в масло в

самой глубокой точке не должно превышать ширины пластины; применяют до

скорости цепи 10 м/с во избежание недопустимого взбалтывания масла;

б) разбрызгивание с помощью специальных разбрызгивающих выступов или

колец и отражающих щитков, по которым масло стекает на цепь, применяют при

скорости 6...12 м/с в случаях, когда уровень масла в ванне не может быть

поднят до расположения цепи;

в) циркуляционное струйное смазывание от насоса, наиболее совершенный

способ, применяют для мощных быстроходных передач;

г) циркуляционное центробежное с подачей масла через каналы в валах и

звездочках непосредственно на цепь; применяют при стесненных габаритах

передачи, например, в транспортных машинах;

д) циркуляционное смазывание распылением капель масла в струе воздуха под

давлением; применяют при скорости более 12 м/с.

В среднескоростных передачах, не имеющих герметичных картеров, можно

применять пластичное внутришарнирное или капельное смазывание. Пластичное

внутришарнирное смазывание осуществляют периодическим, через 120...180 ч,

погружением цепи в масло, нагретое до температуры, обеспечивающей его

разжижение. Пластичный смазочный материал применим при скорости цепи до 4

м/с, а капельное смазывание - до 6 м/с.

В передачах с цепями крупных шагов предельные скорости для каждого

способа смазывания несколько ниже.

При периодической работе и низких скоростях движения цепи допустимо

периодическое смазывание с помощью ручной масленки (через каждые 6...8 ч).

Масло подается на нижнюю ветвь у входа в зацепление со звездочкой.

При капельном ручном, а также струйном смазывании от насоса необходимо

обеспечивать распределение смазочного материала по всей ширине цепи и

попадание его между пластинами для смазывания шарниров. Подводить смазку

предпочтительно на внутреннюю поверхность цепи, Откуда под действием

центробежной силы она лучше подается к шарнирам.

В зависимости от нагрузки для смазывания цепных передач применяют масла

индустриальные И-Г-А-46...И-Г-А-68, а при малых нагрузках Н-Г-А-32.

За рубежом начали выпускать для работы при легких режимах цепи, не

требующие смазывания, трущиеся поверхности которых покрыты

самосмазывающимися антифрикционными материалами.

§ 11. ЦЕПИ “О-РИНГ” и “X-РИНГ”

В настоящее время на современных мотоциклах применяют цепи имеющие

защитные сальники-колпачки на каждом звене. Такие мотоциклы ездят с

открытыми цепями, которые совершенно не боятся ни воды, ни грязи. Условно,

по форме уплотнительных колечек, они получили название “О-ринг”. Такая

конструкция цепи, обладающая сплошными достоинствами, имеет лишь один

недостаток: по сравнению с обычными цепями, она имеет повышенное трение,

ухудшающее КПД передачи в “суставах” с сальниками. Поэтому “О-ринг” не

применется в мотоциклах для кросса и шоссейно-кольцевых гонок (в них

чрезвычайно важна динамика, а ресурс цепи не имеет значения из-за

непродолжительности заездов), а также на малокубатурной технике.

Однако имеются так же цепи, названные создателями “X-ринг”. В них

уплотнительные кольца сделаны уже не в форме обучного бублика, а имеют в

поперечном сечении форму, напоминающую букву “X”. Благодаря такому

новшеству потери от трения в шарнирах цепи удалось снизить на 75% по

сравнению с “О-ринг”.

ЛИТЕРАТУРА

1. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических

специальностей вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение,

1989. – 496 с.

2. МОТО № 7/98, Ублажайте хорошие цепи, с84…85. ( “За рулем”, 1998.

ОГЛАВЛЕНИЕ

| |Стр. |

§ 1

|. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ |2 |

|§ 2. ЦЕПИ |2 |

|§ 3. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИВОДНЫХ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ |4 |

§ 4. КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И РАСЧЕТА ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ. МАТЕРИАЛЫ ЦЕПЕЙ

| |5 |

§ 5. НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ И РАСЧЕТ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ

| |6 |

§ 6. ПОСТОЯННЫЕ СИЛЫ В ВЕТВЯХ ЦЕПИ И НАГРУЗКИ НА ВАЛЫ

| |8 |

§ 7. КОЛЕБАНИЯ ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ И ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

| |8 |

§ 8. ПОТЕРИ НА ТРЕНИЕ. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧ

| |9 |

§ 9. ЗВЕЗДОЧКИ

| |10 |

§ 10. СМАЗЫВАНИЕ

| |11 |

§ 11

|. ЦЕПИ “О-РИНГ” и “X-РИНГ” |12 |

ЛИТЕРАТУРА

| |12 |

Страницы: 1, 2


ИНТЕРЕСНОЕ



© 2009 Все права защищены.