76. Цепные передачи
Часто бывает необходимо передать вращательное движение без проскальзывания между валами, расположенными друг от друга на значительном расстоянии. В этом случае применение как ременной, так и зубчатой передач исключается.
На рисунке 60а показан пример, когда требуется передать вращение между валами А к Б, вращающимися по часовой стрелке с передаточным отношением L = 2 и заданным межосевым расстоянием.
Одна пара колёс 1 и 2 не обеспечивает требуемого направления вращения, а при заданном межосевом расстоянии А сами колёса получаются весьма громоздкими. Передача посредством трёх зубчатых колёс 3, 4, 5 обеспечивает заданное направление, но требуется дополнительная ось для паразитного колеса 4 и опоры для неё, усложняющие конструкцию передачи.
Наиболее простой, удовлетворяющей поставленным требованием, является передача посредством цепи. На рисунке 60 показана схематическая цепь.
Колёса цепных передач в отличие от зубчатых называются звёздочками.
Цепные передачи по сравнению с другими имеют следующие достоинства:
возможность передавать вращательное движение на большие по сравнению с зубчатыми передачами расстояния;
возможность привода в движение одной цепью нескольких валов ( рис. 61 );
возможность передавать большие мощности и большие окружные усилия;
компактность по сравнению с ременной передачей;
меньшее давление на валы;
большой диапазон окружных скоростей;
сравнительно высокий КПД – 0,96-0,98.
Недостатками передачи являются:
удлинение цепи вследствие износа шарниров;
более тщательный монтаж по сравнению с ременными передачами;
сложность подвода смазки к шарнирам цепи;
невозможность передачи движения между непараллельными валами;
повышенный по сравнению с ременными шум при работе.
Приводные цепи, применяемые в машиностроении, по роду выполняемой работы делят на приводные для передачи вращательного движения, грузовые, используемые в грузоподъёмных машинах, и тяговые, применяемые в транспортирующих устройствах.
Рис. 60. Передача вращения между валами
Рис. 61. Привод в движение одной цепью нескольких валов
77. Оси и валы
Оси служат для поддержания вращающихся деталей. Оси бывают вращающимися и невращающимися. На рис. 62а изображён канатный блок 4, вращающийся относительно неподвижной оси 1, а сама ось своими концами закреплена в серьгах 2 посредством шпонок 3. Эта ось невращающаяся. Между ступицей блока и серьгой помещена втулка 5, фиксирующая положение блока на оси. На рисунке 62б блок закреплён шпонкой на оси, а ось вращается в серьгах. Эта ось вращающаяся. Оси подвергаются только изгибу: они не воспринимают и не передают вращающих моментов. Невращающиеся оси рассчитывают по первому случаю нагрузки, когда она постоянная, и по второму случаю нагрузки, когда она меняется от . Вращающиеся оси независимо от рода нагрузки всегда рассчитывают по третьему роду нагрузки, так как меняется положение волокон осей: они то растягиваются, то сжимаются. Валы, как и оси, служат для поддержания деталей, чаще всего закреплённых на них.
Рис. 62. Оси и валы
Во время работы машины валы всегда вращаются: они воспринимают и передают вращающие моменты. Валы бывают прямые, кривошипные и коленчатые. Их рассчитывают на кручение, на кручение с изгибом, растяжением, сжатием. На осях и валах имеются участки, носящие определённые названия. На рисунке 63 изображён вал ( или ось ). Участки, помещающиеся в опорах, называют цапфами. Если цапфа расположена на конце оси или вала, то её называют шипом, а если в средней части, то шейкой. Опоры, в которых помещаются цапфы, называются подшипниками. Участки, на которых крепят вращающиеся детали, называют подступичными частями ( головками ).
Рис. 63. Схема вала
На рисунке 64 изображён вертикальный вал ( или ось ), торцовая часть которого воспринимает реакцию R опоры. Эту часть называют пятой, а её опору – подпятником.
Рис. 64. Вертикальный вал