DM_1 / Деталі машин КЛ [Стадник В. А

ланка виконана із двох пластин, напресованих на втулки 3 (у внутрішніх ланок) або осі (валики) 4 (у зовнішніх ланок). Втулки і осі створюють шарніри, які забезпечують "гнучкість" ланцюга. Для зменшення зношування зубців зірочок на втулку перед складанням надівають ролик 5, який вільно обертається на ній. Деталі втулково-роликового ланцюга показані на рис. 14.4.

Рис. 14.4. Деталі втулково-роликового ланцюга:

а– зовнішня (валикова) ланка;

б– внутрішня (роликова) ланка

Кінці ланцюга з'єднують за допомогою з'єднувальної ланки зі шплінтами (рис. 14.5, а) або розрізних фасонних шайб, якщо ланцюг має парне число кроків.

320

Рис. 14.5. З'єднувальні і перехідні ланки роликового ланцюга:

а– з парним числом кроків;

б– з непарним числом кроків

Ланцюг 3 непарним числом кроків з'єднується через перехідну ланку (рис. 14.5, б). Перехідна ланка менш міцніша, ніж з'єднувальна, тому намагаються використовувати ланцюги з парним числом кроків.

Приводні роликові ланцюги бувають одно- (ПР) (рис. 14.3, а), дво- (2ПР) (рис. 14.3, б), три- (3ПР) та чотирирядні (4ПР).

Втулковий ланцюг за конструкцією не відрізняється від роликового, за винятком того, що він не має роликів. Приводні втулкові ланцюги бувають однорядними – ПВ та дворядними – 2 ПВ. Такі ланцюги прості за конструкцією, мають меншу масу, більш дешеві, але вони менш стійкі проти спрацювання. Основним розмірним параметром приводного роликового ланцюга є його крок

p′ .

Зубчастий ланцюг (рис. 14.6, а) складається з набору пластин двох типів. Основні пластини 1 мають зовнішні бічні плоскі поверхні, якими вони спрягаються з двома зубцями зірочки. Напрямні пластини 2 забезпечують центрування ланцюга відносно зірочок. Основні 1 і напрямні 2 пластини з'єднані між собою сегментними призмами (рис. 14.6,)., б). Робоча пластина має

321

а)

Рис. 14.6. Зубчастий ланцюг зубоподібну форму і два фасонних отвори для призм. Напрямна пластина 2 не

має вирізу в середині, вона запобігає від зміщення ланцюга вздовж осі зірочок під час роботи.

Робочими поверхнями зубців ланцюга є бокові зовнішні сторони зубчастих виступів пластин, окреслених площинами. Цими площинами кожна ланка сідає на два зубці зірочок, що мають трапецеїдальну форму. Зубчасті ланцюги мають обмежене застосування, вони складні у виготовленні і важчі роликових ланцюгів.

14.2. Конструкція зірочок.

Конструкція зірочок нагадує конструкцію зубчастого колеса. Профілювання зірочок здійснюється за стандартом. Ширина b зубчастого

322

вінця приймається дещо меншою відстані Bbн (рис.14.3) між внутрішніми пластинами ланцюга. Шарніри ланок ланцюга, що знаходяться у зачепленні з зірочкою, розміщуються на ділильному колі зірочки діаметром d .

Рис. 14.7. Конструкції зірочок: а – суцільні; б – зварні; в – складені

Зірочки порівняно невеликих розмірів виготовляють із штампованих заготовок (рис. 14.7, а). Зірочки середніх і великих діаметрів виготовляють складеними, з'єднуючи маточини і диски зваркою (рис. 14.7, б) або болтами (рис. 14.7, в). В останній час стали застосовувати зірочки з зубчастим вінцем із пластмас. Основною перевагою пластмасових зірочок у порівнянні з металічними є зменшення інтенсивності зношування ланцюгів і значне зменшення шуму передач.

14.3. Матеріали деталей ланцюгових передач.

Пластини ланцюгів виготовляють із середньовуглецевих і легованих сталей 45, 50, 40Х, 40ХН і гартують до твердості не менше 32HRC. Осі, втулки і призми виготовляють із сталей 15, 15Х, 20Х, 12ХН3А та ін., цементують і

323

піддають гартуванню до твердості не менше 45HRC. Зірочки виготовляють із середньовуглецевих або легованих сталей 45, 40Х, 40ХН, 50Г2, 35ХГСА із поверхневим або об'ємним гартуванням до твердості 45 – 55 HRC або цементованих сталей 15, 20Х,12ХН3А на глибину 1,0 – 1,5 мм і гартованих до 55 – 60 HRC. Зірочки тихохідних передач (V < 3 м/с) при відсутності ударних навантажень можна виготовляти з високоміцного або антифрикційного чавунів.

14.4. Натяжні пристрої.

В результаті зношування і припрацювання шарнірів ланцюг витягується, стріла провисання f веденої вітки (див. рис. 14.1. в) збільшується, що викликає проковзування, нахльостування і зіскакування ланцюга з зірочок. Оптимальну стрілу провисання ( f ≈0,02а) одержують натягом ланцюга, яке здійснюється переміщенням вала однієї із зірочок, натискними або відтяжними зірочками, установлюваними на веденій вітці (рис. 14.2, в) в місцях найбільшого її провисання.

Діаметр відтяжної зірочки повинен бути більшим діаметра меншої зірочки передачі і вона повинна входити в зачеплення не менше ніж з трьома ланками ланцюга. Натяжні пристрої повинні компенсувати подовження ланцюга в границях двох ланок. При більшому подовженні дві ланки ланцюга вилучають.

14.5. Мащення ланцюгових передач.

Для попередження швидкого зношування ланцюги необхідно добре змащувати. Тихохідні передачі (V ≤ 2 м/с) змащують періодично (через 4 – 6 год. роботи) ручною маслянкою. В середньошвидкісних передачах (V =2 – 6 м/с), що не мають мастильної ванни, застосовується краплинне або внутрішньо шарнірне мащення, яке здійснюється періодичним зануренням ланцюга в нагріте пластичне мастило (через 120 – 180 год. роботи). У швидкохідних передачах (V ≤ 10 м/с) мащення здійснюється зануренням нижньої частини ланцюга в мастильну ванну на глибину не більше ширини пластини. Для потужних швидкохідних передач застосовується циркуляційне мащення.

324

14.6. Основні розрахункові параметри ланцюгових передач.

Крок ланцюга (див. рис. 14.1, в; 14.3, а). Крок ланцюга є вихідною характеристикою, через яку виражають всі геометричні параметри передачі. Деякі дані стандартних приводних роликових ланцюгів із кроком p =(12,7…38,1) мм наведені в табл. 5.1 [14]. Серед інших розмірних параметрів ланцюгів у табл. 5.1 [14] дана площа опорної поверхні шарніра Aоп , яка дорівнює добутку діаметра валика і ширини внутрішньої ланки. Цей параметр ланцюга враховується у розрахунках шарнірів на стійкість проти спрацювання. Зі збільшенням кроку підвищується навантажувальна здатність ланцюга, але при цьому зростають динамічні навантаження (удари ланок ланцюга по зубцях при набіганні на зірочку) і шум в процесі роботи. При великих швидкостях рекомендуються ланцюги з малим кроком.

Швидкість ланцюга і частота обертання зірочок. Для ланцюгових передач характерна не постійна, а середня швидкість руху ланцюга. Це пояснюється тим, що ланцюг складається із окремих ланок і розташований на зірочці не по колу, а по багатокутнику з числом вершин, рівним числу зубців зірочки(рис. 14.8).

Рис. 14.8. До визначення швидкостей ланцюга:

а– швидкості шарніра в зачепленні з зірочкою;

б– до визначення ділильного кола зірочки

325

Під час роботи ланцюгові передачі з постійною кутовою швидкістю обертання ω1 ведучої зірочки швидкість руху ланцюга і передатне число передачі не залишаються постійними. Швидкість шарніра ланцюга, який ввійшов у зачеплення з зубом зірочки, дорівнює коловій швидкості зірочки Vз

в точці, що співпадає з центром шарніра. Цю швидкість можна розкласти на дві складові (рис. 14.8. а): V1 - миттєву швидкість руху ланцюга, направлену вздовж вітки ланцюга, і V2 - миттєву швидкість вертикального переміщення ланцюга на зірочці, направлену перпендикулярно до вітки. Із рис. 14.8, а витікає:

V1 = Vз × cos ϕ1 = ω1 × r1 × cos ϕ1 ;

V2 = Vз × sinϕ1 = ω1 × r1 × sinϕ1 ,

де r1 - ділильний радіус ведучої зірочки.

Із трикутника ОСВ (див. рис. 14.8, б) одержуємо

p = d sin 2π , звідки

2 2 2 Z

діаметр ділильного кола зірочки

d = pπ ,

(14.1)

sin

Z

де Z - число зубців зірочки.

Діаметр кола вершин зубців зірочки визначають за формулою

зубців ведучої зірочки), то швидкість ланцюга є змінною величиною. Оскільки кутова швидкість ведучої зірочки ω1 постійна, а швидкість ланцюга змінна, то кутова швидкість ω2 веденої зірочки також величина змінна. Непостійність кутової швидкості веденої зірочки обумовлює змінність передатного числа

326

( u = ω1 ). Оскільки коливання швидкості руху ланцюга і передатного числа

передачі невеликі, то розрахунок ланцюгових передач прийнято виконувати за середньою швидкістю руху ланцюга V і за середнім значенням передатного числа u . Непостійність швидкостей V1 і V2 є причиною нерівномірності ходу передачі, коливання віток ланцюга і виникнення додаткових динамічних навантажень.

Середня швидкість ланцюга. За один оберт зірочка переміщається на значення периметра багатокутника, сторони якого дорівнюють кроку ланцюга (рис. 14.8, а), а число сторін дорівнює числу зубців Z зірочки. Таким чином, середня швидкість при кутовій швидкості зірочки ω або частоті обертання n

Зауважим, що передатне число в ланцюгових передачах не виражають через діаметри ділильних кіл зірочок: u ¹ d2 d1 .

Передатне число ланцюгової передачі змінне в границях повороту зірочки

на один зуб, що практично помітно при малому числі Z1 . Непостійність u

(звичайно в межах 1…2%) спричиняє нерівномірність ходу передачі і коливання ланцюга. Середнє передатне число за один оберт постійне. Рекомендується u ≤4, допускається u ≤7.

Число зубців зірочок. Для зменшення маси і габаритних розмірів ланцюгових передач при проектуванні число зубців у меншої зірочки

327

внаслідок зношування шарніра, в результаті чого ланки ланцюга переміщаються по робочому профілю до вершини зубців і ланцюг зіскакує з зірочки. Для запобігання порушення зачеплення ланцюга з зубцями зірочки допустиме максимальне число зубців великої зірочки рекомендується приймати для роликового ланцюга Z2 £ 120, для втулкового - Z2 £ 90, для зубчастого

Z2 £ 140. Число зубців зірочок доцільно приймати непарним, щоб не було постійного контактування одного зуба з однією і тією ж ланкою. Це сприяє рівномірному зношуванню зубців зірочки і шарнірів ланцюга.

Міжосьова відстань ланцюгової передачі. Міжосьову відстань

ланцюгової передачі попередньо приймають в границях a =(30…50) р. Мінімальна міжосьова відстань обмежується умовою забезпечення кута обхвату меншої зірочки α1 ³ 120˚. Нижні значення a для u =1…2, верхні – для u =6…7. Дотримування цієї умови сприяє підвищенню зносостійкості передачі. Мінімальна міжосьова відстань визначається за залежністю

Одночасно обмежують і максимальну міжосьову відстань ( amax ≤80р)

для запобігання надмірного натягу ланцюга під дією власної сили тяжіння.

Знайдену довжину ланцюга у кроках l p або кількість ланок ланцюга

округляють до цілого парного числа, що в поєднанні з непарним числом зубців зірочок сприяє більш рівномірному зношуванню ланцюга і виключає застосування спеціальної з'єднувальної ланки. Довжина ланцюга в мм:

Сили у ланцюговій передачі

Сили у вітках ланцюга. Силова схема ланцюгової передачі аналогічна силовій схемі пасової передачі. Тут також розрізняють натяг F1 ведучої і F2

веденої віток ланцюга (рис. 14.9). Однак у ланцюговій передачі на відміну від

Рис. 14.9. Силова схема ланцюгової передачі пасової попередній натяг ланцюга не вимагається. При цій умові сили, діючі на

ведучу зірочку F1 = Ft + F2 ; F2 = F0 + FV . Тут Ft - колова сила, передавана ланцюгом,

Ft = 2T , d

F0 - початковий натяг ланцюга від провисання веденої вітки, Н

329