ТЕМА 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ.ЛЕКЦИЯ № 11. Цепные передачи (ЦП)

Вопросы, изложенные в лекции

1 Цепная передача. Общие сведения

2 Классификация ЦП. Устройство звеньев ЦП.

3 Геометрия и кинематика ЦП.

4 Критерии работоспособности и расчета ЦП.

5 Обслуживание ЦП. Натяжные устройства.

6 Фрикционные вариаторы.

Цепная передача. Общие сведения Цепная передача – механизм для передачи вращательного движения между параллельными валами. Основана на зацеплении тягового органа, выполненного в виде бесконечной замкнутой цепи, со звездочками, представляющими собой колеса с зубьями специального профиля..

Рисунок 1 – Цепная передача. Кинематическая схема

Рисунок 2 – Типы цепных передач

Цепная передача. Общие сведения

Рисунок 3 – Многозвенная цепная передача: а) – общий вид; б) – кинематическая схема: 1– ведущая звездочка; 2 – три ведомых звездочки

а)

б)

Достоинства : 1 Возможность передачи движения на достаточно большие

расстояния (до 8 м). 2 Возможность передачи движения нескольким валам одной цепью.

3 Отсутствие проскальзывания, а следовательно, и стабильность передаточного отношения при уменьшенной нагрузке на валы и их опоры.

4 Относительно высокий КПД (0,96…0,98 при достаточной смазке).

Недостатки : 1 Повышенная шумность и виброактивность при работе вследствие

пульсации скорости цепи и возникающих при этом динамических нагрузок.

2 Интенсивный износ шарниров цепи из-за ударного взаимодействия с впадиной звездочки, трения скольжения в самом шарнире и трудности смазки.

3 Вытягивание цепи (увеличение шага) вследствие износа шарниров и удлинения пластин.

4 Сравнительно высокая стоимость.

Цепная передача. Общие сведения

По назначению:1 тяговые (для перемещения грузов по горизонтальной или наклонной

поверхности);2 грузовые (для закрепления и подъема грузов);3 приводные (для передачи движения).

Цепная передача. Классификация

По числу рядов:1 однорядная;2 многорядная.

По типу приводных цепейПо типу приводных цепей::1 роликовая (рисунок а);2 втулочная (рисунок б);3 зубчатая (рисунок в);4 фасоннозвенная (рисунок г).

а)

б)в) г)

Рисунок 4 – Конструкция роликовой цепи

Роликовая цепь (рисунок 4 а) состоит из звеньев с наружными пластинами 1, соединенными между собой двумя осями 2, и звеньев с внутренними пластинами 3, которые втулками 4 тоже соединены между собой. Втулки 4 надеты на оси 2 с возможностью вращения, образуя таким образом шарнир цепи. На каждой из втулок 4 сидит свободно вращающийся ролик 5. Цепь обычно проектируется с четным числом звеньев, тогда замыкающим звеном, соединяющим концы цепи в замкнутое кольцо, является звено с наружными пластинами, оси которого могут выниматься и крепятся при сборке разрезной шайбой или шплинтом (рисунок 4 б). При нечетном числе звеньев цепи для её замыкания применяется специальное звено с разными концевыми частями (рисунок 4 в).

Роликовая ЦП. Устройство

Цепная передача. Звездочки

Рисунок 5 – Звездочка втулочной и роликовой цепи

Рисунок 6 – Звездочка зубчатой цепи

Основные геометрические соотношения в ЦП (рисунок 7):t шаг цепи;a межосевое расстояние;d1 делительный диаметр ведущей звездочки;d2 делительный диаметр ведомой звездочки; угол наклона цепной передачи;f величина провисания цепи.

Рисунок 7 – Схема цепной передачи

Межосевое расстояние передачи выбирается в зависимости от шага цепи по следующему соотношению:

Меньшие значения коэффициента в правой части соответствуют меньшим передаточным числам и наоборот.

Геометрия ЦП

Передаточное отношение ЦП:

Число зубьев ведущей звездочки:для роликовых и втулочных цепей: при z1 13;

для зубчатых цепей при условии z1 17;

где u – передаточное число.

Число зубьев ведомой звездочки: с округлением до ближайшего большего нечетного числа.

Геометрия ЦП

Длину цепи Lр , выраженную в шагах (число звеньев цепи), для известного межосевого расстояния определяют по выражению:

Ограничение по износу:

; для роликовой: для втулочной:

для зубчатой:

Оптимальная стрела провисания (рисунок 7):

при:при:

Рисунок 8 – Схема совместного движения цепи и звездочки

Основные кинематические характеристики ЦП:– линейная скорость переме-щения цепи;– угловая скорость вращения ведущей звездочки;– угловая скорость вращения ведомой звездочки.

Передаточное отношение u является средним за оборот, но в пределах поворота звездочки на один угловой шаг (2/z) не остается постоянным.

Горизонтальная составляющая окружной скорости:

Вертикальная составляющая окружной скорости:

Угол изменяется при повороте звездочки на один шаг от до

. При скорость - , при - . (Рисунок 9 а)

Периодические изменения горизонтальной и вертикальной составляющих окружной скорости являются причиной непостоянства передаточного числа и дополнительных динамических нагрузок. В точках разрывов функции ускорения имеют место динамические проявления в виде ударов.

Рисунок 9 – График изменения линейной скорости (а) и ускорения (б) цепи

Величина пульсации скорости цепи, равная отношению разности этих двух скоростей к средней скорости цепи, в этом случае составит:

При работе цепной передачи на цепь действуют:

1 Окружная (тангенциальная для звездочек) сила Ft , участвующая в передаче мощности от ведущей звездочки к ведомой.

2 Сила предварительного натяжения F0, обусловленная провисанием ведомой ветви цепи. 3 Натяжение FV, от действия центробежных сил на элементы цепи при обегании ими звездочек.

При проектном расчете ЦП выбирается шаг цепи. Основной критерий работоспособности и расчета цепных передач – долговечность работы цепи на износостойкость шарниров звеньев цепи. Расчет выполняется как проверочный.

В ведущей ветви цепи все эти силы суммируются:

Для получения необходимой долговечности определяется среднее давление в шарнирах:

- окружная сила;

- коэффициент, учитывающий условия эксплуатации;

- коэффициент, учитывающий число рядов цепи;

- площадь проекции опорной поверхности шарнира.

Выбор смазки зависит от скорости цепи:

– периодически ручной масленкой;

– непрерывная капельная;

– непрерывная картерная:

– окунание цепи в масляную ванну;

– циркуляционная под давлением.

Для открытых ЦП (без картера) применяют внутришарнирную смазку, которая осуществляется погружением снятой цепи в подогретую пластичную смазку через каждые 150 – 200 часов работы. 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 при-меняют масла индустриальные И-Г-А-46...И-Г-А-68, а при малых наг-рузках - Н-Г-А-32.

По мере изнашивания и контактных обмятий шарниров цепь вытягивается, стрела провисания ведомой ветви увеличивается, что вызывает захлестывание звездочки цепью. Натяжные устройства должны компенсировать удлинение цепи в пределах двух звеньев, при большей вытяжке — два звена цепи удаляют. Увеличение шага цепи вследствие износа в шарнирах не компенсируется ее натяжением. По мере изнашивания цепи шарниры располагаются все ближе к вершинам зубьев и возникает опасность соскакивания цепи со звездочек. Регулирующие звездочки

и ролики следует по возможности устанавливать на ведомой ветви цепи в местах ее наибольшего провисания. При невозможности установки на ведомой ветви (рисунок 10 б), их ставят на ведущей, но для уменьшения вибраций - с внутренней стороны (рисунок 10 в), где они работают как оттяжные.

Рисунок 10 – Способы натяжения цепи: (а) – перемещением одной из звездочек; (б) – прижимной звездочкой; (в) – оттяжной звездочкой

Предназначен для бесступенчатого изменения передаточного числа. Регулирование передаточного числа осуществляется сближением одной пары звездочек-конусов и раздвижением другой.

Предназначен для бесступенчатого изменения передаточного числа. Регулирование передаточного числа осуществляется сближением одной пары звездочек-конусов и раздвижением другой.

Рисунок 11 – Цепной вариатор: 1, 2- звездочки-конусы; 3 - цепь специальной конструкции с выдвижными пластинами, входящими в пазы конусов

Лекция окончена.Спасибо за внимание!