Механика работы и основы расчёта цепной передачи

При вращении ведущей звёздочки (рис. 10.20) её зубья взаимодействуют с шарнирами цепи, приводя её в движении. На ведомой звёздочке – обратный процесс, т. е. шарниры цепи ударяют о зубья ведомой звёздочки, приводя её в движение. Чем больше зубьев на звёздочках, тем плавнее и равномернее движется цепь, но зубья чаще взаимодействуют с шарнирами цепи, снижая её долговечность. Опытным путём установлено, что максимальное число зубьев на звёздочке .

Исходными данными для расчёта ЦП являются: частота вращения и мощность на ведущей звёздочке, передаточное число и условия эксплуатации.

Основные параметры при проектировании ЦП: число зубьев звёздочек и ; шаг цепи ; диаметры вершин зубьев звёздочек и ; делительные диаметры звёздочек и ; межосевое расстояние .

После проектирования ЦП её проверяют на прочность по критерию – износостойкость шарниров. Подробный расчёт приведён в [5].

11 Детали и узлы, обслуживающие механические передачи

К ним относятся валы и оси, опоры осей и валов (подшипники скольжения и качения) и механические муфты.

11.1 Валы и оси

11.1.1 Общие сведения и классификация

Оси предназначены для поддержания вращающихся вместе с ними или на них различных деталей и узлов машин. Оси воспринимают нагрузки от расположенных на них деталей и работают только на изгиб.

Валы в отличие от осей передают крутящие моменты и работают на изгиб и кручение. При действии на валы осевых нагрузок (косозубые цилиндрические, конические зубчатые колёса и т. д.) они дополнительно работают на растяжение или сжатие. Отдельные валы не поддерживают вращающихся деталей (карданные валы и др.) и поэтому работают только на кручение.

Валы классифицируются по следующим признакам:

По назначению. Различают валы передач и коренные валы. Валы передач несут на себе различные детали и узлы передач (зубчатые колёса, шкивы, звёздочки и т. д.). Коренные валы несут на себе другие детали.

По форме продольного сечения. Различают прямолинейные (рис. 11.1, а, б); непрямолинейные (рис. 11.1, в) и криволинейные, гибкие или торсионные (рис. 11.1, г).

По форме поперечного сечения. Валы различаются: сплошного круглого (рис. 11.2, а); кольцевого (рис. 11.2, б); со шпоночной канавкой (рис. 11.2, в); со шлицами (рис. 11.2, г); фасонные (треугольные, квадратные, овальные) – (рис. 11.2, д).

Опорный участок вала для восприятия радиальной нагрузки называется цапфой. Цапфа, расположенная на конце вала, – шип. Цапфа, расположенная на некотором расстоянии от конца вала, – шейка. Поверхность плавного перехода от одного диаметра к другому называется галтелью. Концы валов выполняются по конической поверхности ограниченной длины – фаске.

Рис. 11.1. Форма продольного сечения валов:

а – прямолинейная гладкая; б – ступенчатая; в – непрямолинейная; г – криволинейная

а) б) в) г) д)

Рис. 11.2. Форма поперечного сечения валов:

а – сплошная круглая; б – кольцевая; в – со шпоночной канавкой; г – со шлицами; д – фасонная

Рис. 11.3. Элементы вала

Фаски предназначены для облегчения установки деталей на валы, а также для защиты рук от повреждения. Опорный участок вала, предназначенный для восприятия осевой нагрузки называется пятой. Пята опирается на подпятник (рис. 11.4). Цапфы по форме могут быть кольцевыми (рис. 11.4, а) или гребенчатыми (рис. 11.4, б).

а) б)

Рис. 11.4. Осевые опоры

Длина осей не превышает 2…3 м. Валы могут быть длиннее – до 6…7 м. Диаметры посадочных участков осей и валов нормализованы по СТ СЭВ 514–77.

Материалами для изготовления осей и валов могут быть все виды углеродистых и легированных сталей, а также модифицированный чугун.