112. Цепные передачи

Цепные передачи могут работать при меньших межосевых расстояниях и больших передаточных отношениях, а также передавать мощность (одного ведущего вала и нескольким ведомым).

Цепные передачи имеют и некоторые недостатки. Основной причиной этих недостатков является то, что цепь состоит из отдельных жестких звеньев и располагается на звездочке не по окружности, а по многоугольнику. Поэтому даже при равномерном вращении ведущей звездочки с угловой скоростью ₁ цепь движется по контуру неравномерно(она колеблется в пределах неравномерности скорости).

Цепные передачи используют поэтому как понижающие частоту вращения. В таких передачах ведущая звездочка имеет меньшее число зубьев , чем ведомая. Для обеспечения плавности работы, высокой долговечности, ограничения шума в передачах со средними и высокими скоростями рекомендуют применять z₁ = 29 — 2u  19 с округлением полученных значений до целого нечетного числа. Излишне большие значения z₁ способствуют повышенному износу шарниров и увеличению шага цепи.

Основные параметры передачи.

Мощность

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. где z — число зубьев звездочки; р_ц — шаг цепи, м; n — частота вращения звездочки, мин ^-1.

Число зубьев z₂ ограничивают по соображениям износостойкости. Для звездочек с профилем зуба по ГОСТ 591 — 69

для зубчатых цепей z_{2 max} = 140.

Быстроходность передач ограничена потерей работоспособности цепи. При скорости v  20 м/с часто происходит разрушение шарниров звеньев, а у роликов цепи — раскалывание роликов, ослабление запрессовки втулок и осей в пластинах, обусловленное внутренними динамическими и ударными нагрузками. Поэтому на основании эксплуатации передач установлены для каждой цепи предельно допустимые частоты вращения ведущих звездочек (см. справочники).

При быстроходных двигателях цепную передачу, как правило, устанавливают после редуктора. Передаточное отношение.

Межосевое расстояние а между звездочками влияет на работоспособность цепи. При малом а, цепи быстро изнашиваются, а при большом — ведомая ветвь начинает колебаться из-за сильного провисания. На практике стремятся к тому, чтобы а =(30 ...50) p_t. Обычно межосевое расстояние а находится в пределах 0,01а  p_t  0,04 а.

Минимальное межосевое расстояние а_min= 0,5(d₁+d₂)+(30 ...50) (м) при u  3; (м) — при u  3; и ограничивается минимально

допустимым зазором.

Между тем передача работает лучше при небольшом провисании холостой ветви цепи. Число зубьев звездочек выбирают из условия минимальных габаритов и более плавного хода. Потребное число звеньев цепи w (длина цепи в шагах) определяют по предварительно выбранным значениям a, p_t, z₁, z₂:

и его округляют до ближайшего целого значения — желательно четного, во избежание использования менее прочных соединительных звеньев. Поэтому расчетное межосевое расстояние рекомендуют уменьшать примерно на (0,002...0,004) a. Длина цепи увеличивается по мере износа шарниров, поэтому в конструкции должны быть предусмотрены специальные устройства для регулирования провисания цепи. Обычно это достигается перемещением опор одного из валов или установкой специальных натяжных звездочек.

Приводные цепи. 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.

Зубчатые цепи состоят из набора пластин с двумя зубообразными выступами. Пластины цепи зацепляются с зубьями звездочки своими торцовыми плоскостями. Угол вклинивания — принят равным 60°. Конструкция зубчатых цепей позволяет изготовлять их широкими и передавать большие нагрузки. Зубчатые цепи работают плавно, с меньшим шумом. Их рекомендуют применять при сравнительно высоких скоростях — до 35 м/с.

Зубчатые цепи различают в основном по конструкции шарниров. Применяют шарниры скольжения и шарниры качения. Шарниры качения разработаны сравнительно недавно, они не имеют валика. их изготавливают с двумя сегментными вкладышами, которые при повороте не скользят, а перекатываются, что позволяет повысить к.п.д. передачи и долговечность цепи. Зубчатые цепи с шарнирами качения стандартизованы ГОСТ 13552 — 81.

Материалы. Пластины цепей изготавливают из среднеуглеродистых и легированных сталей 45, 50, 40Х, 40ХН, и др. и затем закаливают до твердости не менее HRCэ 32. Оси, втулки и призмы обычно изготавливают из сталей 15, 15Х, 20Х, 12ХН3А и др., цементуют и подвергают закалке до твердости не менее HRCэ 45. Звездочки тихоходных слабонагруженных передач изготавливают из чугуна СЧ 20 с закалкой или из других антифрикционных высокопрочных марок чугуна.

Звездочки быстроходных и тяжелонагруженных передач изготавливают из углеродистых и легированных сталей (45, 40Х, 40ХН) или из сталей 15, 20, 12Х2Н4А и др. с цементацией венцов на глубину 1 ... 1,5 мм, твердость поверхности зубьев HRCэ 45 ... 55.

Критерии работоспособности и расчета цепных передач.

Работоспособность цепных передач во многом зависит от условий ее работы, что вызывает различные повреждения элементов цепи.