Конструирование звездочек для приводных зубчатых цепей

Профили зубьев и конструкция звездочек зубчатых цепей представлена на рис. 8.8, 8.9. Основные геометрические параметры звездочек представлены в табл. 8.7.

Рис. 8.9 Основные параметры звездочек зубчатых цепей: а – цепи типа 1; б – цепи типа 2.

Таблица 8.7

Основные параметры звездочек зубчатых цепей

Параметры	Расчетная формула
Шаг цепи t, мм	Приложение 2, табл. 3
Количество зубьев Z звездочки*
Вспомогательный коэффициент kвс*	Табл. 8.8
Радиальный зазор e, мм
Высота зуба h1 цепи, мм	Приложение 2, табл. 3
Высоту зуба h2, мм
Ширина цепи b, мм	Приложение 2. табл. 3
Толщина пластины s, мм	Приложение 2. табл. 3
Делительный диаметр d звездочки, мм*

Окончание табл. 8.7

Параметры	Расчетная формула
Диаметр начальной окружности De звездочки, мм*
Диаметр окружности впадин Di звездочек, мм*
Угол поворота звена φ0*
Угол наклона рабочих граней α зубьев	α=600
Угол впадины зуба 2β0 (для цепи типа 1)
Половина угла заострения зуба γ звездочки *
Ширина зуба b3 звездочки, мм
для цепи типа 1
для цепи типа 2
Ширина венца b4 звездочки, мм
для цепи типа 1
для цепи типа 2
Расстояние от вершины зуба до линии центров c1, мм
Радиус закругления торца зуба и направляющей проточки r, мм
для цепи типа 1	r ≈ t
для цепи типа 2	r = 50.
Глубину проточки h3, мм
Ширину проточки s1, мм
Диаметр вала dв под звездочкой, мм*	См. п. 9
Диаметр ступицы dст, мм*	dст=(1,6–1,8)dв
Длина ступицы lст, мм*	lст=(1,6–1,8)dв
Толщина диска с, мм	с=(1,2–1,3)t

Примечание. 1. Высоту зуба h₂ и зазор e вычисляют с точностью до 0,1 мм, прочие линейные размеры – с точностью до 0,01 мм, угловые – с точностью до 1΄. 2. ^* – параметры рассчитываются для ведущей и ведомой звездочки.

Таблица 8.8

Значение коэффициента kвс

Количество зубьев	Тип цепи 1	Тип цепи 2
до 40	1	0,99
св. 40	1	0,995

8.5. Определение параметров шкивов ременных передач

Шкивы ременных передач изготовляют из чугуна, стали, легких сплавов, пластмасс и дерева. Наружная часть шкива, на которой устанавливают ремень (ремни), называется ободом, а центральная часть, насаживаемая на вал, называется ступицей (рис. 8.10). Обод со ступицей соединяется диском (рис. 8.10, а, б) или спицами (рис. 8.10, в). Если шкив можно надеть на вал с конца, его делают неразъемным (рис. 8.10, а, б, в); если шкив надеть на вал с конца нельзя или если он большого диаметра, что затрудняет перевозку и установку на месте, его делают разъемным. Разъем шкива может быть выполнен как по спицам, так и между ними. Наиболее целесообразно делать с разъемом по спицам.

Обод шкива плоскоременной передачи выполняют либо цилиндрическим (рис. 8.10, в), либо слегка выпуклым (рис. 8.10, а) или с двумя конусами (рис. 8.10, г). Выпуклость делают в целях удержания ремня в средней плоскости шкива, т. е. для центрирования ремня. Так как выпуклость на ободе вредно отражается на долговечности ремня, то обычно лишь один шкив имеет выпуклый обод. Обод шкива клиноременной передачи выполняют с канавками клиновой формы (рис. 8.10, б), в которых помещают клиновые ремни.

Чугунные шкивы (рис. 8.10) – самые распространенные. Основные марки чугуна: при окружной скорости передачи V≤15 м/с – СЧ15, при V = 15–30 м/с – СЧ18 и при V = 30–35 м/с – СЧ20. Для усиления обода в плоскости спиц предусматривают ребро (рис. 8.10, в). Чугунные шкивы диаметром до 300–350 мм изготовляют с диском, в котором предусматривают отверстия круглой формы (рис. 8.10, а, б) для уменьшения массы и удобства крепления шкива на станке при его механической обработке. Шкивы больших диаметров выполняют со спицами в один ряд (рис. 8.10, в) при ширине обода В<300 мм и в два ряда при ширине обода В>300 мм. Спицы чугунных шкивов изготовляют обычно эллиптического сечения (рис. 8.10, в), так как по сравнению со спицами круглого сечения они прочнее (при той же площади поперечного сечения) и сопротивление воздуха движению спиц меньше. Так как изгибающий момент, возникающий в поперечных сечениях спиц, у обода меньше, то сечение спиц возле обода принимают на 20% меньше, чем у ступицы. Для удобства формования при отливке шкивов внутреннюю поверхность обода и наружную поверхность ступицы делают от середины к краям с линейным уклоном 1:25–1:50.

Рис. 8.10. Конструкция шкивов

Количество спиц определяется по формуле

,

где D – диаметр шкива, мм. Если n≤3, то шкив выполняют с диском, если n>3, то шкив делают со спицами, причем их число рекомендуется брать четным.

Длина большей оси эллипса h спицы (рис. 8.10, в) равна

,

где F_t – окружная сила, Н (п. 7); [σ_и]– допускаемое напряжение изгиба, МПа (для чугуна [σ_и]=30 МПа.

Полученное значение округлить до целого h_пр.

Длина малой оси эллипса определяется по формуле:

.

Шкивы из легких сплавов изготовляют преимущественно из алюминиевого литья. По конструкции они такие же, как и чугунные, но с более тонкими стенками. Так как масса шкивов из легких сплавов по сравнению с чугунными и стальными значительно меньше, то их рационально применять в первую очередь в быстроходных передачах.

Шкивы быстроходных передач подвергают балансировке.

Вычисление диаметра d шкива ременной передачи подробно рассмотрено в п.7. Наружный диаметр d_ст (рис. 8.10) определяется по формуле:

.

где d_в – диаметр вала.

Длину ступицы l_cт (рис. 8.10) определим по формуле:

Остальные размеры шкива определяют следующим образом.

Для шкивов плоскоременных передач (см. рис. 8.10, а, в, г) диаметр d, ширину обода В и стрелу выпуклости h принимают по ГОСТ 17383 в зависимости от ширины b ремня (табл. 8.9 и 8.10).

Таблица 8.9

Размеры шкивов плоскоременных передач

b	40	50	63	71	80	90	100	112	125
B	50	63	71	80	90	100	112	125	140
b	140	160	180	200	224	250	280	315	355
B	160	180	200	224	250	280	315	355	400

Толщину обода δ (рис. 8.10, г), мм, у края шкивов принимают равной:

для чугунных шкивов

;

для стальных свертных шкивов

.

Таблица 8.10

Стрела выпуклости h шкивов

Ширина обода, мм	Диаметр шкива D, мм
	250-280	315-355	400-450	500-560	630-1000	1120-1250
B≤125	0,8	1,0	1,0	1,0	1,0	1,2
125<B≤160	0,8	1,0	1,2	1,5	1,5	1,8
160<B≤200	0,8	1,0	1,2	1,5	2,0	2,2

Для клиноременных шкивов размеры профиля канавок (рис. 8.11) b_min, h_min, B_p, t, f , α, h₁ и r регламентированы ГОСТ 20898 в зависимости от профиля сечения ремня (табл. 8.11).

Рис. 8.11. Конструкция обода шкива ременной передачи клиновым ремнем

Пределы расчетных диаметров и числа канавок шкивов клиноременных передач стандартизованы ГОСТ 20889 –20897 в зависимости от профиля сечения ремня и конструкции шкива. Ширина обода B, мм, клиноременного шкива (рис. 8.11) равна

Таблица 8.11

Обозначение сечения ремня	Конструкция шкива при d, мм			Размеры профиля канавок, мм
	Монолитная	С диском	Со спицами	bmin	hmin	Bp	t	f
Z	63–90	80–160	≥180	2,5	7,0	8,5	12,0±0,3
A	90–100	112–200	≥224	3,3	8,7	11,0	15,0±0,3
B		125–250	≥280	4,2	10,8	14,0	19,0±0,4
C		200–355	≥400	5,7	14,3	19,0	25,5±0,5
D		315–400	≥450	8,1	19,9	27,0	37,0±0,6

Обозначение сечения ремня	d для угла наклона α0				Другие размеры, мм
	α=340	α=360	α=380	α=400	α±	h1	r
Z	50–71	80–100	112–160	>180	α±10	6	0,5
A	75–112	125–160	180–400	>450	α±10	6	1,0
B	125–160	180–224	250–500	>560	α±10	8	1,0
C		200–315	355–630	>710	α±30’	10	1,5
D		315–450	500–900	>1000	α±30’	12	2,0

, (8.1)

где Z – число канавок.

Для поликлиновых шкивов размеры профиля канавок t, h₀, h₁, δ, f, r₁ и r₂ определяют в зависимости от профиля сечения ремня (табл. 8.12).

Ширина обода B, мм, поликлинового шкива определяется по формуле (8.1).

Таблица 8.12