Детали машин и основы конструирования

Число зубьев малой звездочки принимают из условия минимальных габаритов и плавного хода передачи по эмпирическим зависимостям: для роликовых втулочных цепей

z1min = 29 – 2 u, для зубчатых цепей z1min = 35 – 2 u (u – передаточное число).

11.4. ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Цепь за один оборот звездочки проходит путь pZ, следовательно, скорость цепи (м/с)

Из равенства скоростей цепи на звездочках передаточ-

ное число

11.5. ОСНОВНЫЕГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ

Основной параметр цепи – шаг «р». Чем больше р, тем выше нагрузочная способность цепи, но сильнее удары и ниже долговечность. При больших скоростях применяют цепи с малым шагом.

При проектных расчетах шаг (мм) определяют по эмпирическим зависимостям

elib.pstu.ru

тации передачи; ν – число рядов цепи; z1 – число зубьев на первой звездочке; [ pц ] – допускаемое давление в шарнирах

цепи, Н/мм2.

Оптимальное межосевое расстояние принимают из условия долговечности:

11.6. СИЛЫ В ВЕТВЯХ ЦЕПИ

Окружная сила, передаваемая цепью,

где d – делительный диаметр звездочки.

Предварительное натяжение от провисания цепи

где kf – коэффициент провисания (kf = 6 для горизонтальных передач; kf = 3 для передач, наклоненных к горизонту на 40°; kf = 1 для вертикальных передач); q – масса 1 м цепи, кг/м; g = 9,81 м/с2, a – межосевое расстояние.

152

elib.pstu.ru

Натяжение цепи от центробежных сил

Натяжение ведущей ветви работающей передачи

Натяжение ведомой ветви F2 равно большему из на-

тяжений F0 и FV.

где kв – коэффициент нагрузки на вал (1,05–1,15).

11.7. КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Отказ передачи может наступить в результате износа шарнира цепи, разрушения пластин, а также недостаточной долговечности цепи, если число ударов ее при входе в зацепление превысит допускаемое значение.

Давление в шарнирах цепи (втулочная цепь)

где d1 и d3 – диаметр валика и ширина внутреннего звена це-

пи (см. рис. 11.2), мм.

Коэффициент эксплуатации Kэ представляют в виде

где Kд – коэффициент динамичности нагрузки: при равномерной нагрузке Kд = 1 (ленточные, цепные конвейеры), при толчках Kд = 1,2… 1,5 ( металлорежущие станки, компрессоры);

153

elib.pstu.ru

Kс – коэффициент, учитывающий способ смазывания передачи: при непрерывном смазывании Kс = 0,8, при регулярном капельном – Kс = 1, при периодическом – Kс = 1,5; Kθ – коэффициент наклона передачи к горизонту: при θ < 45° Kθ = 1,

при θ > 45° Kθ = 0,15 θ (см. рис. 11.1); Kрег – коэффициент способа регулирования натяжения цепи: при регулировании положения оси одной из звездочек Kрег = 1, при регулировании оттяжными звездочками или нажимными роликами Kрег = 1,1, для нерегулируемой передачи Kрег = 1,25; Kр – коэффициент режима работы: при односменной работе Kр = 1, при двухсменной Kр = 1,25, трехсменной Kр = 1,45.

Условие прочности цепи:

где Fp – разрушающая нагрузка цепи; Kд – коэффициент нагрузки вала.

Контрольные вопросы

1.Каковы достоинства и недостатки цепных передач по сравнению с другими передачами?

2.Каковы причины выхода из строя цепных передач?

3.Что является основным критерием работоспособности цепных передач?

4.Как производится проверка передачи с роликовой (втулочной) цепью на износостойкость?

5.Чему равно передаточное число цепной передачи?

6.Чем вызвана необходимость применения натяжных устройств в цепных передачах? Каковы способы натяжения цепи?

7.Каково назначение ролика в передаче с роликовой

цепью?

154

elib.pstu.ru

8.В чем состоит преимущество роликовой цепи перед втулочной?

9.Как рассчитывается делительный диаметр звездочки цепной передачи?

10.Какими причинами обусловлена вытяжка цепи в процессе эксплуатации цепной передачи?

11.Каким образом оценивают нагрузочную способность цепи?

12.Какой геометрический параметр является базовым для расчета цепной передачи?

13.От какого геометрического параметра передачи зависит величина провисания цепи?

155

elib.pstu.ru

ТЕМА 12. ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

12.1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Взубчатой передаче вращательное движение передается зацеплением пары зубчатых колес. Меньшее из колес передачи принято называть шестерней, большее – колесом.

Достоинства: высокий КПД (0,97–0,98); компактность; надежность и простота в обслуживании; постоянство передаточного числа; возможность применения в широком диапазоне нагрузок и скоростей.

Недостатки: необходимость высокой точности изготовления и сборки; шум в работе при больших скоростях; ограниченность ряда передаточных чисел вследствие того, что число зубьев колес должно быть целым; передача не предохраняет механизм от перегрузок.

По взаимному расположению геометрических осей ва-

лов зубчатые передачи бывают: цилиндрические – при параллельных осях; конические – при пересекающихся осях; винтовые – при скрещивающихся осях. Винтовые зубчатые передачи характеризуются повышенным скольжением в зацеплении

инизкой нагрузочной способностью, поэтому имеют ограниченное применение. Для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот применяют реечную передачу, которая является частным случаем цилиндрической зубчатой передачи.

По расположению зубьев на поверхности колеса различают прямозубые, косозубые, шевронные передачи и передачи с круговым зубом.

Взубчатых передачах применяются эвольвентные,

циклоидальные и круговые профили зубьев. Наибольшее при-

менение имеет эвольвентный профиль.

156

elib.pstu.ru

По окружной скорости различают передачи: тихоходные (V = < 5 м/с), скоростные (V = 5…15 м/с), быстроходные

(V > 15 м/с).

По конструктивному исполнению различают: закрытые

и открытые передачи. Закрытая передача, предназначенная для понижения угловой скорости, называется редуктором.

В зависимости от относительного движения валов раз-

личают: рядовые передачи (оси не перемещаются в пространстве) и планетарные (с перемещающимися осями валов).

12.2. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

12.2.1. Геометрия и кинематика цилиндрических передач

Если в цилиндрической зубчатой передаче диаметры вершин каждого колеса мысленно уменьшить на одинаковую величину до их взаимного касания, получим две окружности, которые перекатываются при работе зубчатой пары одна по другой без скольжения. Такие окружности называют начальными с диаметром dw (рис. 12.1).

При изменении межосевого расстояния aw меняются и диаметры начальных окружностей шестерни dw1 и колеса dw2. Следовательно, у пары зубчатых колес может быть множество начальных окружностей, в то время как у отдельно взятого колеса начальной окружности не существует.

Окружность, на которой шаг p и угол зацепления αw равны шагу и углу профиля α инструментальной рейки, называется делительной с диаметром d. Эта окружность принадлежит отдельно взятому колесу. При изменении межосевого расстояния ее диаметр остается неизменным.

У передач без смещения и при суммарном смещении, равном нулю, начальные и делительные окружности совпадают (см. рис. 12.1).

157

elib.pstu.ru

Основная окружность – это окружность, разверткой которой являются эвольвенты зубьев. Шаг pb, измеренный по основной окружности, называется основным.

Передаточное число зубчатой передечи:

Коэффициентом торцового перекрытия εα называется отношение длины активной линии зацепления (ограниченной окружностями выступов зубьев с диаметрами da1 и da2) к ос-

Непрерывность работы зубчатой передачи обеспечивается, когда последующая пара зубьев входит в зацепление до выхода предыдущей, то есть ga > pb .

Рис. 12.1

158

elib.pstu.ru

В первом случае получим окружной шаг pt, во втором – нормальный шаг p, при этом

Для косозубой передачи модуль определяется также в нормальном направлении и называется в этом случае нормальным модулем,

Значения m и mt для косозубой передачи связаны соотношением

Рис. 12.3

160

elib.pstu.ru