60. Цепные передачи. Основные характеристики. Межосевое расстояние и длина.

Цепные передачи состоят из ведомой и ведущей звездочек, огибаемых гибкой связью – цепью.

Цепная передача компактнее ременной и может работать при больших нагрузках без проскальзывания. Меньше нагруженность валов, т.к. предварительное натяжение цепи незначительно.

Недостатки: сравнительно быстрое изнашивание шарниров и, как следствие, удлинение цепи, приводящее к нарушению ее зацепления; неравномерность движения цепи; значительный шум при работе с высокими скоростями.

По назначению цепи подразделяются на:

• Приводные, используемые в приводах машин (роликовые, втулочные и зубчатые цепи)

• Тяговые. Применяемые в качестве тягового органа в конвейерах

• Грузовые, используемые в грузоподъемных машинах для подъема грузов

Оптимальное межосевое расстояние по условию долговечности цепи определяют в зависимости от шага t: а=(30…50)t. Здест а тем больше чем выше i.

Длина цепи (в шагах): Lt=2a/t + (z1+z2)/2 + (z2 – z1)²/4п² * t/a

Диаметр делительной окружности звездочки: d=t/sin(п/z) (t-шаг цепи)

61. Силы в цепной передаче. Материалы цепей и звездочек.

Силы в передаче: Окружная сила на звездочке Ft=2T/d

Где Т- вращающий момент, d - делительный диаметр звездочки.

Предварительное натяжение цепи (в ньютонах) под действием силы тяжести ведомой ветви Fo=9,81Kf qa

Где Kf - коффициент провисания, зависящий от расположения передачи: =6 для горизонтальных передач и =1 для вертикальных,

q – масса 1 м цепи, кг/м; а – межосевое расстояние, м.

Натяжение цепи от центробежных сил: Fv=qv²

Натяжение наиболее нагруженной ведущей ветви цепи : F1=Ft+Fo+Fv

Для ответственных передач выбранную цепь проверяют по запасу прочности: s=Q/(KД Ft + Fo + Fv) ≥[s], Q – разрушающая нагрузка принимаемая по ГОСТу, KД - коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки.

Материалы изготовления: Цепи и звездочки изготавливаются из углеродистых или легированных сталей с последующей их обработкой.

Пластины изготавливаются из сталей 45. 50. 40ХН и других с последующей закалкой до твердости 40…56НRCэ

Валики, втулки, ролики и вкладыши – из сталей 15, 15Х. 12ХН3А, 38ХМЮА.

Звездочки из сталей 45, 40Х, 15Х, 12ХНЗА и др с последующей их термообработкой до твердости HRCэ>45. Для звездочек тихоходных передач используют чугуну СЧ20, СЧ18, подвергаемые закалке.

62. Кинематика цепной передачи.

Передаточное отношение i=W1/W2=n1/n2=z2/z1 – передаточное отношение (W1 - угловая скорость, n1 - частота вращения, z1 - число зубьев ведущей звездочки), W2, n2, z2 – для ведомой звездочки.

Обычно i≤8, для тихоходных передач допускают i≤15. Максимальное число зубьев ведомой звездочки z2 в целях предупреждения выхода из зацепления принимают не более 120.

Средняя скорость движения цепи: V=wzt/2П=nzt

Вектор скорости движения цепи можно разложить на две составляющие – параллельную ветви цепи и перпендикулярную к ней соответственно:

V1=Vcos φ1 ; V2=Vsin φ1

При вращении ведущей звездочки угол φ1 изменяется от нуля до п/z, вследствие чего скорость движения цепи не остается постоянной. Так как угловая скорость вращения ведущей звездочки постоянна, угловая скорость вращения ведомой звездочки и передаточное отношение передачи тоже изменяются. Отклонения передаточного отношения не превышают 1…2% и в расчетах не учитываются.

При работе передач возникают поперечные колебания ветвей цепи. Что приводит к появлению дополнительных динамических нагрузок на элементы передачи. Для уменьшения этих нагрузок рекомендуется уменьшать шаг цепи.