5.2. Виды приводных цепей

Приводные цепи бывают роликовые (рис. 5.2, а), втулочные (рис. 5.2, б), зубчатые и фасонно-звенные; первые три вида цепей стандартизованы.

Роликовые приводные цепи (тип цепи – ПР) состоят из двух рядов наружных и внутренних пластин (см. рис. 5.2, а); в наружных пластинах 3 расклепаны валики (оси) 2, пропущенные через втулки 1, запрессованные во внутренние пластины 4; на втулки предварительно надеты свободно вращающиеся закаленные ролики 5.

Рис. 5.2. Цепи: а – роликовая; б – втулочная: 1 – втулка; 2 – валик; 3 – пластина внешняя; 4 – пластина внутренняя; 5 – ролик

Валик проворачивается во втулке, образуя шарнир с трением скольжения. Ролик, поворачиваясь на втулке, перекатывается по зубу (рис. 5.3, а) звездочки (рис. 5.3, б).

Рис. 5.3. Ролик перекатывается по зубу звездочки

Роликовые цепи имеют широкое распространение. Их приме-няют при скоростях м/с.

Втулочные приводные цепи (тип цепи – ПВ) не имеют роликов (см. рис. 5.2, б). Это удешевляет цепь и уменьшает ее массу, но увеличивает износ втулок цепи и зубьев звездочек.

Втулочные цепи выпускают только одного шага и применяют в условиях хорошей защищенности от пыли и обильной смазки (например, в приводах газораспределительных механизмов двигателей внутреннего сгорания).

В неответственных передачах втулочные цепи используют при 1 м/с.

Втулочные и роликовые цепи изготавливают однорядными (см. рис. 5.2) и многорядными с числом рядов 2 (рис. 5.4), 3, 4 и более.

Рис. 5.4. Двухрядная роликовая цепь Рис. 5.5. Зубчатая цепь

Многорядная цепь с меньшим шагом позволяет заменить однорядную с большим шагом и тем самым уменьшить диаметры звездочек, снизить динамические нагрузки в передаче. Многорядные цепи могут работать при существенно больших скоростях движения цепи. Нагрузочная способность цепи возрастает почти прямо пропорционально числу рядов

Зубчатые приводные цепи (тип цепи – ПЗ) состоят из звеньев, составленных из набора пластин, шарнирно соединенных между собой (рис. 5.5).

Рис. 5.6. Звездочка зубчатой цепи

Каждая пластина имеет по два зуба и впадину между ними для размещения зуба звездочки (рис. 5.6); рабочими являются грани пластин, наклоненные одна к другой под углом 60°.

Зубчатые цепи работают плавно, с малым шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку и допускают высокие скорости.

Но эти цепи сложнее и дороже в изготовлении, тяжелее по сравнению с роликовыми, поэтому постепенно вытесняются последними.

Материал цепей. Цепи должны быть износостойкими и прочными. Пластины цепей изготавливают из сталей марок 50, 40Х и других с закалкой до твердости 40...50 НRС. Валики, втулки, ролики – из цементуемых сталей марок 20, 15Х и других с закалкой до твердости 52...65 НRС.

Преимущественное применение в настоящее время имеют передачи роликовыми и втулочными цепями.

5.3. Особенности работы цепных передач

Особенностью работы цепной передачи является расположение цепи на звездочке не по окружности, а по многоугольнику (рис. 5.7). Это приводит к неравномерности движения цепи.

Рис. 5.7. Скорость движения цепи: ВЩ – ведущая ветвь

Окружная скорость на зубе ведущей звездочки 1 (см. рис. 5.7)

, (5.1)

где делительный диаметр звездочки 1 (см. рис. 5.3) , – число зубьев звездочки 1.

Из рис. 5.7 и с учетом (5.1) следует, что скорость движения цепи

, (5.2)

где α₁ – текущий угол поворота ведущей звездочки относительно перпендикуляра к ведущей ветви. Этот угол меняется в пределах одного углового шага в диапазоне

.

Окружная скорость на зубе ведомой звездочки 2 из рис. 5.7

,

отсюда мгновенная угловая скорость ведомой звездочки

, (5.3)

где угол α₂ на ведомой звездочке меняется в пределах

;

делительный диаметр звездочки 2 , – число зубьев звездочки 2.

Мгновенное передаточное отношение (с учетом (5.2) и (5.3))

, (5.4)

Таким образом, передаточное отношение цепной передачи переменно в пределах поворота каждой звездочки на один зуб.

Это вызывает неравномерность движения передачи, динамическое нагружение вследствие ударов звеньев о зубья цепи, колебания цепи.

Средняя скорость движения цепи (за время t одного оборота звездочки цепь проходит путь l)

(5.5)

где – шаг цепи, мм; – числа зубьев звездочек; – частота вращения соответственно вала меньшей, большей звездочки, об/мин.

Среднее передаточное отношение за оборот

. (5.6)

Для повышения равномерности движения, уменьшения ударных нагрузок, то есть увеличения долговечности цепи, необходимо по возможности увеличивать число зубьев звездочек, При этом уменьшается центральный угол между зубьями (см. рис. 5.3, 5.6 и 5.7) и соответственно снижается переменная составляющая скорости движения цепи.

Число зубьев малой звездочки для роликовых и втулочных цепей

, (5.7)

где .

Максимальное число зубьев большой звездочки:

для втулочной цепи, (5.8)

для роликовой цепи. (5.9)