8. Цепные передачи
8.1. Общие сведения
Цепная передача – это механизм, предназначенный для передачи движения между параллельными валами посредством зацепления многозвенной гибкой связи (цепи) с жесткими звеньями (звездочками).
Применяют цепные передачи с одной или несколькими ведомыми звездочками. Кроме перечисленных основных элементов цепные передачи также включают в себя натяжные устройства, смазочные устройства и ограждения.
Цепь состоит из соединенных шарнирами звеньев, которые обеспечивают ее гибкость или подвижность.
В зависимости от назначения различают:
– приводные цепи, предназначенные для передачи движения от источника энергии к приемному органу;
– грузовые цепи, предназначенные для подъема груза;
– тяговые цепи, предназначенные для передачи тягового усилия.
Цепные передачи широко используются в сельскохозяйственных и подъемнотранспортных машинах, нефтебуровом оборудовании, мотоциклах, велосипедах, автомобилях.
Достоинства:
– возможность работы в широком диапазоне межосевых расстояний (до 8 м или до 80t, где t – шаг цепи);
– меньшие габариты по сравнению с ременными передачами;
– отсутствие скольжения;
– сравнительно высокий КПД (0,96…0,98);
– малые нагрузки на валы по сравнению с ременными передачами, так как нет необходимости в большом начальном натяжении;
– легкость замены цепи;
– возможность передачи движения от одной ведущей нескольким ведомым звездочкам с разным направлением вращения.
Недостатки:
– значительный износ шарниров цепи и зубьев звездочек;
– неравномерность движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек и больших шагах, что вызывает колебание передаточного отношения, хотя эти колебания незначительные;
– шум и вибрации при работе, особенно при высоких скоростях и передачах с втулочными и роликовыми цепями;
– недостаточная защищенность от попадания пыли и грязи (увеличивается износ);
– плохие условия смазки (увеличивается износ);
– необходимость регулировки натяжения цепи;
– необходимость тщательного монтажа передачи для обеспечения параллельности осей звездочек и совпадения средних плоскостей их зубчатых венцов.
В сочетании с зубчатыми передачами цепные передачи устанавливают на тихоходной более нагруженной ступени.
8.2. Приводные цепи и область их применения
Основными типами приводных цепей являются: роликовые; втулочные и зубчатые.
Для приводных цепей характерны малые шаги (для уменьшения динамических нагрузок) и износоустойчивые шарниры (для повышения долговечности). Основными геометрическими характеристиками цепей являются шаг t и ширина В, основной силовой характеристикой – разрушающая нагрузка, устанавливаемая опытным путем. В соответствии с международными стандартами шаг цепей принят кратным 25,4 мм, т.е. одному дюйму.
8.21. Приводные роликовые цепи
По ГОСТ 13568-97 изготавливают следующие типы приводных роликовых цепей:
ПРА – приводная роликовая однорядная нормальной точности;
ПР – приводная роликовая однорядная повышенной точности;
2ПР – приводная роликовая двухрядная повышенной точности;
3ПР – приводная роликовая трехрядная повышенной точности;
4ПР – приводная роликовая четырехрядная повышенной точности;
ПРД – приводная роликовая длиннозвенная;
ПРИ – приводная роликовая с изогнутыми пластинами.
Конструкция приводной роликовой цепи показана на рис. 8.1. В роликовых цепях внешние звенья напрессованы на валики, внутренние – на втулки. Втулки надеваются на валики сопряженных звеньев, образуя тем самым шарниры. Благодаря роликам трение скольжения между цепью и звездочками заменяется трением качения, что уменьшает износ зубьев звездочек.
Рис. 8.1. Приводная роликовая однорядная цепь:
1 – внешнее звено; 2 – внутреннее звено; 3 – валик; 4 – втулка; 5 – ролик
При больших нагрузках и скоростях для снижения динамических нагрузок в место однорядных цепей с большими шагами применяют многорядные цепи с меньшим шагом. Передаваемые мощности и разрушающие нагрузки почти пропорциональны числу рядов.
Роликовые цепи применяют при окружных скоростях до 20 м/с.
Цепи приводные роликовые длиннозвенные выполняют с удвоенным шагом по сравнению с обычными роликовыми цепями. Поэтому они легче и дешевле. Их целесообразно применять при малых скоростях, например, в сельскохозяйственном машиностроении.
Пластины в цепях типа ПРИ (рис. 8.2) работают на изгиб и поэтому обладают повышенной податливостью. Их применяют при динамических нагрузках (ударах, частых реверсах и т.д.).
Рис. 8.2. Цепь приводная роликовая c изогнутыми пластинами
В обозначении цепи указывают: тип, шаг, разрушающую нагрузку и номер стандарта. Например, Цепь ПР-19,05-3180 ГОСТ 13568-97 цепь приводная роликовая однорядная с шагом 19,05 мм, разрушающей нагрузкой 31, 8 кН.