11.4 Передаточное число цепной передачи

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

Из равенства скоростей цепи на звездочках передаточное число

11.5 Основные геометрические соотношения

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

При проектных расчетах шаг определяют по эмпирическим зависимостям:

где – вращательный момент на 1-й звездочке, Нм; – коэффициент эксплуатации, учитывает условия эксплуатации передачи; – число рядов цепи; – число зубьев на первой звездочке; – допускаемое давление в шарнирах цепи, .

Оптимальное межосевое расстояние принимают из условия долговечности:

Длина цепи в шагах:

Межосевое расстояние:

11.6 Силы в ветвях цепи

Окружная сила, передаваемая цепью:

где – делительный диаметр звездочки.

Предварительное натяжение от провисания цепи:

где – коэффициент провисания ( для горизонтальных передач; для наклоненных к горизонту на ; для вертикальных); – масса 1м цепи в кг/м; =9,81м/с2, – межосевое расстояние.

Натяжение цепи от центробежных сил:

Натяжение ведущей ветви работающей передачи:

Натяжение ведомой ветви равно большему из натяжений .

Нагрузка на валы звездочек:

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

11.6 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 – диаметр валика и ширина внутреннего звена цепи (рис. 11.2), мм.

Коэффициент эксплуатации представляют в виде:

где – коэффициент динамичности нагрузки: при равномерной нагрузке = 1 (ленточные, цепные конвейеры), при толчках = 1,2... 1,5 (металлорежущие станки, компрессоры); - коэффициент, учитывающий способ смазывания передачи: при непрерывном смазывании = 0,8, при регулярном капельном = 1, при периодическом = 1,5; – коэффициент наклона передачи к горизонту: при θ < 45° = 1, при θ > 45° = 0,15 (рис. 11.1); – коэффициент способа регулирования натяжения цепи: при регулировании положения оси одной из звездочек = 1, при регулировании оттяжными звездочками или нажимными роликами = 1,1, для нерегулируемой передачи = 1,25; - коэффициент режима работы: при односменной работе =1, при двухсменной = 1,25, трехсменной = 1,45.

Условие прочности цепи:

где – разрушающая нагрузка цепи; - коэффициент нагрузки вала.

Основные сведения о планетарных и волновых передачах

12.4.1 Планетарные передачи

Планетарными называют передачи, имеющие зубчатые колеса с перемещающимися осями. Наиболее распространенная однорядная планетарная передача (рис. 12.22) состоит из центрального колеса с наружными зубьями 1, неподвижного центрального колеса 3 с внутренними зубьями и водила Н, на котором закреплены оси планетарных колес или сателлитов 2.

Рис. 12. 1

При неподвижном колесе 3 движение передается от колеса 1 к водилу Н или наоборот. Если в планетарной передаче сделать подвижными все звенья, то есть оба колеса и водило, то такую передачу называют дифференциалом.

Достоинства: малые габариты и масса (мощность передается по нескольким потокам, равным числу сателлитов, поэтому нагрузка на зубья уменьшается в несколько раз); удобство компоновки благодаря соосности ведущих и ведомых валов; малые нагрузки на опоры; возможность получения больших передаточных чисел.

Недостатки: высокие требования к точности изготовления и монтажа передачи; резкое снижение КПД передачи с ростом передаточного числа.

При определении передаточного числа планетарной передачи используют метод Виллиса или метод остановки водила. По этому методу всей планетарной передаче сообщается дополнительное вращение со скоростью водила , но в обратном направлении. При этом водило Н как бы останавливается, а закрепленное колесо 3 освобождается. Получается так называемый обращенный механизм – обычная непланетарная передача с неподвижными осями колес.

Передаточное число для обращенного механизма:

где – угловые скорости колес 1 и 3 относительно водила Н; – числа зубьев колес 1 и 3.

Передаточное число считается положительным, если в обращенном механизме ведущее и ведомое звенья вращаются в одну сторону, и отрицательным, если в разные стороны.

Для реальной передачи () получим:

Таким образом, передаточное число планетарной передачи:

Для получения больших передаточных чисел применяют многоступенчатые планетарные передачи.

На рис. 12.23 изображена схема планетарной передачи с двухрядным сателлитом

Рис. 12. 2

При передаче движения от колеса 1 к водилу Н при передаточное число:

На рис. 12.24 планетарная передача составлена из двух последовательно соединенных однорядных планетарных передач

Рис. 12. 3

Передаточное число для данной передачи

Расчет на прочность зубьев планетарных передач ведут по формулам обыкновенных зубчатых передач.

Выбор числа зубьев колес зависит не только от передаточного числа , но и от условия собираемости передачи. По этому условию сумма зубьев центральных колес должна быть кратной числу сателлитов.