3.9.3. Проектирование звездочек

Работоспособность цепной передачи во многом зависит от качества изготовления звездочек. Особое значение имеют точность изго­товления элементов звездочки, качество поверхности, материал и термообработка. Звездочки изготавливают из серого чугуна (СЧ 18; СЧ 21; СЧ 24; СЧ 28 ГОСТ 1412-85) и из цементируе­мых сталей (15; 15X) с последующей закалкой или закаливаемых (40; 40X) и др. Зубья звездочек профилируют в зависимости от типа цепи по ГОСТу 951-69. Предусматривается профиль без смещения (для реверсивных передач) и со смещением (для нереверсивных) (рис. 5). Профиль со смещением является, основным и характеризуется тем, что впадина очерчена из двух центров смещенных на величину (где — величина смещения центров, описывающих впадину; — шаг цепи, мм).

Профили зуба состоят из:

а) впадины, очерчиваемой радиусом мм, т.е. немного больше половины диаметра ролика ;

б) дуги, очерчиваемой радиусом ;

в) прямолинейного переходного участка;

г) головки, очерчиваемой радиусом .

Рис. 4. Зубчатый ремень

Рис. 5. Профиль звездочки роликовой цепной передачи со смещением

Радиус выбирают таким, чтобы ролик цепи не катился по всему профилю зуба, а плавно входил в соприкосновение с зубом в рабочем положении на дне впадины или немного выше.

Ширина зубчатого венца звездочки однорядной цепи равна

,

где — ширина зубчатого венца звездочки однорядной цепи, мм;

— расстояние между внутренними пластинками в свету.

Ширина зубчатого венца двух- и трех рядной звездочки

.

Радиус зуба в продольном сечении (служит для плавного набегания цепи) и координату центра кривизны принимают

и ,

где — радиус зуба в продольном сечении;

— координата центра кривизны;

— диаметр ролика.

Диаметр делительной окружности находится из построений:

,

где — диаметр делительной окружности;

— число зубьев звездочки.

Диаметр окружности выступов равен:

,

где — диаметр окружности выступов.

3.9.4. Критерии работоспособности и расчета цепных передач

Причинами выхода из строя цепных передач является:

- износ шарниров, приводящий к удлинению цепи. Допустимое удлинение — 1,5  2,5 (для всех цепей);

- усталостное разрушение пластин по проушинам (основной крите­рий для быстроходных тяжело нагруженных роликовых цепей);

- проворачивание осей и втулок в пластинах в местах запрессовки;

- выкрашивание и раскалывание роликов;

- износ зубьев звездочек.

В качестве основного расчета передач следует принять расчет, обеспечивающий высокую износостойкость шарниров. Ресурс цепи тыс. часов работы (где — ресурс цепи).

3.9.5. Расчет основных геометрических параметров цепных передач

СКОРОСТЬ ЦЕПЕЙ и ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЕ звездочек ограничиваются износом цепей. Средняя скорость цепи определяется по формуле

,

где — скорость цепи (средняя), м/с;

— частота вращения звездочки, об/мин;

— шаг цепи, мм.

Считают, что ограничивается напряжениями при ударе цепи о звездочку. Рекомендуемые значения , в зависимости от типа цепи, величины ее шага приводятся в табл. 61 /2/.

ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО (среднее) определяется из условия равенства средней скорости цепи на звездочках:

,

отсюда

,

где — передаточное число (отношение);

— частоты вращения быстроходной и тихоходной звездочек, об/мин;

— числа зубьев быстроходной и тихоходной звездочек.

Передаточное число ограничивается допускаемыми габаритами передачи, углами обхвата и числами зубьев.

Обычно , но в тихоходных передачах .

ЧИСЛА ЗУБЬЕВ ЗВЕЗДОЧЕК. Минимальные числа зубьев звездочек ограничиваются износом шарниров, динамическими нагрузками и шумом передач. С уменьшением возрастают неравномерность скорости движения цепи и скорость удара цепи о звездочку. Минимальные числа зубьев в силовых передачах роликовыми цепя­ми при максимальных частотах вращения: ; при средних: ; при низких: .

В передачах зубчатыми цепями увеличивают на 2050%. Следует выбирать нечетное число (особенно малой звездочки), что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует ее равномерному износу.

РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ОСЯМИ ЗВЕЗ­ДОЧЕК

И ДЛИНА ЦЕПИ

Минимальное межосевое расстояние определяется из условия, при котором угол обхвата цепью малой звездочки должен быть (где — угол обхвата цепью малой звездочки). При

,

где — минимальное межосевое расстояние передачи;

— диаметр окружности выступов быстроходной и тихоходной звездочек.

При

.

Оптимальное межосевое расстояние

,

где — оптимальное межосевое расстояние.

Максимальное межосевое расстояние

,

где — максимальное межосевое расстояние.

Количество звеньев в цепи определяют по предварительно выбранному межосевому расстоянию , шагу и и

,

где — число звеньев цепи (потребное).

Первые два члена формулы определяют потребное число звеньев при , когда ветви цепи параллельны; третий член учитыва­ет наклон ветвей. Число звеньев , полученное по формуле округ­ляется до ближайшего четного числа. После этого находится уточнен­ное межосевое расстояние

Полученное значение следует уменьшить на (0,0020,004) для обеспечения провисания цепи.

Шаг цепи является основным параметром цепной передачи. Цепи с боль­шими шагами имеют большую несущую способность, но допускают меньшие частоты вращения, работают с большими динамическими наг­рузками и шумом.

Обычно

.