Лекции

 

 

Главная

Раздел 14. Цепные передачи.

 

Содержание

Общие сведения

Классификация

Достоинства и недостатки

Область применения

Конструкции приводных цепей и звездочек

Тяговые цепи

Цепные вариаторы

Основы работы передачи

Основные геометрические и кинематические соотношения, КПД передачи

Силы в ветвях цепи

Методика подбора и проверки цепей с учетом их долговечности

Расчет передачи зубчатой цепью

Критерии работоспособности и виды повреждений цепных передач

Материалы цепей

Потери на трение. Конструирование передач

Натяжение цепей

Картеры

Смазывание

Рекомендации по конструированию цепных передач

Конструирование звездочек

Вопросы для самопроверки  

 

Общие сведения

Передачу вращательного движения между параллельными валами, осуще­ствляемую с помощью двух колес звездочек 1 и 2 и охватывающей их бесконечной цепи 3, называют цепной передачей (рис. 1). Служат для передачи вращения между удаленными друг от друга параллельными валами. Цепь в отличие от ремней изгибается только в одной плоскости, поэтому звездочки устанавливаются на строго параллельных валах.

 

 

image002

Рис.1. Цепная передача: 1 — ведущая звездочка; 2 — ведомая звездочка;

3 — цепь; 4 — натяжное устройство

 

Цепная передача, как и ременная, принадлежит к числу передач с гиб­кой связью. Гибким звеном в этом случае является цепь, входящая в зацеп­ление с зубьями звездочек. Цепь состоит из соединенных шарни­рами звеньев, которые обеспечивают по­движность или «гибкость» цепи. Зацепление обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с ременной передачей.

Цепную передачу можно классифицировать как передачу зацеплением с гибкой связью (ременная — трением с гибкой связью). Зацепление позволя­ет обойтись без предварительного натяжения цепи. В конструкции цепных передач для компенсирования удлинения цепи при вытяжке и обеспечения эксплуатационной стрелы провисания f ведомой ветви иногда предусмат­ривают специальные натяжные устройства (см. рис.1). Кроме перечисленных основ­ных элементов, цепные передачи включают смазочные устрой­ства и ограждения.

Угол обхвата звездочки цепью не имеет такого решающего значения, как угол обхвата шкива ремнем в ременной передаче.

Цепные передачи можно использовать как при больших, так и при малых межосевых расстояниях. Они могут передавать мощность от одного ве­дущего звена 1 нескольким звездочкам 2 (рис.2.1).    

Их выполняют как понижающими, так и повышающими (например, повышающая передача к заднему колесу велосипеда). В приводах их устанавливают как понижающие, обычно после редуктора.

 


 


 


Рис.2.1. Схема многозвенной передачи: 1 — ве­дущая звездочка;

2 — три ведомых звездочки

 

Рис.2.2. Многозвенная передача


Классификация

В машиностроении и народном хозяйстве находят применение следующие группы цепей:

грузовые (рис.3.1), применяемые для подвески, подъема и опускания груза в различных подъемно-транспортных механизмах при скоростях, не превышающих 0,25...0,5 м/с и больших нагрузках, их выполняют круглозвенными или  простыми пластинчатыми.

Рис.3.1. Грузовая цепь

 

тяговые (рис.3.2), применяемые для транспортировки грузов (транспортеры, элеваторы, бревнотаски, приводные рольганги, эскалаторы) при небольших скоростях – до 2…4 м/с. Состоят из пластин простой формы и осей со втулками или без них. Эти цепи имеют  большие шаги, т. к. общая длина цепи значительна и их зубья  взаимодействуют со звездочками, габариты которых нежестко ограничены.

Рис.3.2. Тяговая цепь

 

приводные, используемые для передачи энергии в широком диапазоне скоростей с постоянным передаточным отношением. Они  выполняются с малым шагом для уменьшения динамических нагрузок и с износоустойчивыми шарнирами для обеспечения необходимой долговечности цепи.

В дальнейшем будем рассматривать только приводные цепи, которые используются в цепных передачах.

Цепные передачи разделяют по следующим основ­ным признакам:

По типу цепей: с роликовыми (рис.4, а); с втулочными (рис.4, б); с зубчатыми (рис.4, в).

По числу рядов роликовые цепи делят на однорядные (см. рис.4, а) и многорядные (например, двухрядные, см. рис.4, б).

По числу ведомых звездочек: нормальные двухзвенные (см. рис.1, 4, 5); специальные — многозвенные (см. рис. 2, 3).

По расположению звездочек: горизонтальные (рис.5, а); наклон­ные (рис.5, б); вертикальные (рис.5, в) (требуется систематическое регулирование межосевого расстояния).

 


 


 


a)                               б)                                       в)

Рис. 4. Типы цепных передач: а — с роликовой цепью;

б — с втулочной цепью; вс зубчатой цепью

 

Рис. 5. Виды цепных передач: а — горизон­тальная;

бнаклонная; в — вертикальная

 

Рис. 6. Цепная передача с на­тяжным роликом

 

5.  По способу регулирования провисания цепи: с натяжным устройст­вом (см. рис. 1); с натяжной звездочкой (роликом, рис.6).

6.  По конструктивному исполнению: открытые (см. рис.3), закрытые (рис.7).

7. По характеру изменения частоты вращения ведомого вала – понижающие и повышающие.

8. По количеству ведомых звездочек – нормальные (одна ведомая звездочка) и специальные (несколько ведомых звездочек).

Рис.7. Установка с цепной передачей

Достоинства и недостатки                                      

Достоинства:

- большая прочность стальной цепи по сравнению с ремнем позволяет передать цепью большие нагрузки с постоянным передаточным чис­лом и при значительно меньшем межосевом расстоянии (передача более компактна);

- возможность передачи движения одной цепью нескольким звездоч­кам;

- по сравнению с зубчатыми передачами — возможность передачи вра­щательного движения на большие расстояния (до 8 м);

- меньшая в 2 раза, чем в ременных передачах, радиальная нагрузка на валы;

- сравнительно высокий КПД (ηmax>> 0,9÷0,98);

- могут осуществлять передачу значительных мощностей (до нескольких тысяч киловатт);

- допускают скорости движения цепи до 35 м/с и передаточные числа до u=10.

- отсутствие скольжения;

- меньшие габариты, чем у ременных передач, особенно по ширине;

- малые силы, действующие на валы, так как нет необхо­димости в большом начальном натяжении;

- возможность легкой замены цепи.

 

Недостатки:

- сравнительно высокая стоимость цепей;

- невозможность использования передачи при реверсировании без ос­тановки;

- пере­дачи требуют установки на картерах;

- сложность подвода смазочного материала к шарнирам цепи;

- скорость движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек, не посто­янна, что вызывает колебания переда­точного отношения. Основной причиной этого недостатка является то, что цепь состоит из отдельных звеньев и располагается на звездочке не по окружности, а по многоугольнику. В связи с этим скорость цепи при равномерном вращении звездочки не постоянна. На рис. 8 показаны скорости шарниров цепи и зубьев звездочки. В данный момент, когда шарнир А находится в зацеплении, скорость шарнира vц и окружная скорость звездочки vз в точке, совпадающей с центром, шарнира, равны. Разложим эту скорость на две составляющие:  направленную вдоль ветви цепи, и  перпендикулярную к цепи. Движение ведомой звездочки определяется скоростью . Поскольку величина угла α изменяется в пределах от –π/z1 (момент входа в зацепление шарнира А) до π/z1 (момент входа в зацепление шарнира В), то изменяется и скорость , а это является причиной непостоянства передаточного отношения i и дополнительных динамических нагрузок в передаче.

Рис.8

                                                               

- повышенный шум, особенно на высоких скоростях, вследствие удара звена цепи при входе в зацепле­ние и дополнительные динамические нагрузки из-за многогранности звездочек; Со скоростью  связаны поперечные колебания ветвей цепи. В момент входа в зацепление шарнира В с зубом С вертикальные составляющие их скоростей  и , направлены навстречу друг другу, соприкосновение шарнира с зубом сопровождается ударом. Последовательные удары являются причиной шума передачи и paзpyшения шарниров цепи и зубьев звездочек. Для ограничения вредного влияния ударов выработаны рекомендации по выбору шага цепи в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки.

 - они работают в условиях отсутствия жидкостного трения в шарни­рах и, следовательно, с неизбежным их износом, существенным при плохом сма­зывании и попадании пыли и грязи. За один пробег в каждом шарнире совершаются четыре поворота: два на ведущей и два на ведомой звездочках. Эти повороты вызывают износ втулок и валиков шарниров. Износ цепи и зубьев звездочек связан и с перемещением шарниров по профилю зуба в процессе зацепления. Это приводит к вытягиванию цепи, для устранения последствий которого требуется применение натяжных устройств. Для уменьшения износа необходимо следить за удовлетворительной смазкой шарниров.

- они требуют более высокой точности установки валов, чем клиноременные передачи, во избежание соскакивания цепи со звездочки и более сложного ухо­да — смазывания, регулировки.

 

 Область применения

Современные цепные передачи могут переда­вать большие мощности (до 5 тыс. кВт) при сравнительно высоких скоро­стях (до 25—30 м/с). Цепные передачи применяют: а) при средних межосевых расстояниях, при которых зубчатые передачи требуют промежуточных ступеней или паразитных зубчатых колес, не вызываемых необхо­димостью получения нужного передаточ­ного отношения; б) при жестких требованиях к габаритам или в) при необхо­димости работы без проскальзывания (препятствующего применению клиноременных передач).

Цепные передачи широко распространены в транспортирующих устройст­вах (конвейерах, элеваторах, мотоциклах, велосипедах), в приводах станков и сельскохозяйственных машин, в химическом, горнорудном и нефтепро­мысловом машиностроении.

Кроме цепных приводов, в машино­строении применяют цепные устройства, т.е. цепные передачи с рабочими орга­нами (ковшами, скребками) в транспор­терах, элеваторах, экскаваторах и дру­гих машинах.

Ответственные цепные передачи выполняют закрытыми, заключенными в жесткий корпус, который служит масляной ванной.

Наибольшее применение получили цепные передачи мощностью до 120 кВт при окружных скоростях до 15 м/с.

 

Конструкции приводных цепей и звездочек

Цепи, применяемые в машиностроении, по характеру выполняемой ими работы подразделяют на две группы: приводные и тяговые. Цепи стандартизованы, их производят на специализированных заво­дах. Выпуск только приводных цепей в России превышает 80 млн. м в год. Ими оснащается ежегодно более 8 млн. машин.

Приводные цепи осуществляют передачу движения непосредственно от источника энергии к рабочему органу или через промежуточные устройст­ва. Конструктивно они делятся на роликовые, втулочные и зубчатые (табл.1). В СНГ приводные цепи стандартизованы и изготовляются на специализированных заводах. Для них характерны малые шаги (для уменьшения динамических нагрузок) и износоустойчивые шарниры (для обеспе­чения долговечности).

Основными геометрическими характе­ристиками цепей являются шаг и ширина, основной силовой характеристикой — разрушающая нагрузка, устанавливаемая опытным путем. В соответствии с между­народными стандартами применяют цепи с шагом, кратным 25,4 мм (т. е. ~1 дюйму)

В России изготовляют следующие при­водные роликовые и втулочные цепи по ГОСТ 13568—75* (рис.8.1):

ПРЛ - роликовые однорядные нор­мальной точности;

ПР - роликовые повышенной точно­сти;

ПРД - роликовые длиннозвенные;

ПВ - втулочные;

ПРИ - роликовые с изогнутыми пластинами,

ПРУ - однорядные усиленные;

ПРИ – с изогнутыми пластинами;

двух (2ПР)-, трех (ЗПР)-и четырехрядные (4ПР),

а также роликовые цепи по ГОСТ 21834—76* для буровых установок (в бы­строходных передачах).

rL4-11-11

rL4-12

 

rL4-13

 

rL4-14

а)

б)

в)

г)

..\Guzenk\rL4-161.bmp

..\Guzenk\rL4-15.bmp

 

 

 

 

 

..\Guzenk\rL4-23.bmp

 

 

 

..\Guzenk\rL4-23.bmp

д)

е)

ж)

Рис.8.1. Виды приводных цепей: а – втулочная однорядная, б – роликовая однорядная,  в – роликовая двухрядная,

г – роликовая с изогнутыми пластинами,  д – зубчатая, е – фасонозвенная крючковая, ж – фасонозвенная штыревая.

 

Роликовая цепь (рис.9) состоит из наружных Н и внутренних Вн звеньев (каждое из которых состоит из двух пластин), шарнирно соединен­ных с помощью валиков и втулок. Наружные и внутренние звенья в цепи чередуются. Сцепление со звездочкой осуществляет­ся роликом 1, свободно сидящим на втулке 2, запрессованной в пластины 3 внутреннего звена. Валик 4 запрессован в пластины 5 наружного звена. Валики (оси) цепей выполняют ступен­чатыми или гладкими. Концы валиков расклепывают, поэтому звенья цепи неразъемны. Концы цепи соединяют соединительными звеньями с закреплением валиков шплинтами или расклепыванием. В слу­чае необходимости использования цепи с нечетным числом звеньев применяют спе­циальные переходные звенья, которые, однако, слабее, чем основные. Поэтому обычно стремятся применять цепи с четным числом звеньев. Соединительное звено С служит для соединения двух концов цепи с чет­ным числом шагов, а переходное звено П — с нечетным. Благодаря роликам трение сколь­жения между цепью и звездочкой заме­няется трением качения, что уменьшает износ зубьев звездочек. Пластины очер­чивают контуром, напоминающим циф­ру 8 и приближающим пластины к телам равного сопротивления растяжению. Наружное и внутреннее звенья в сборе образуют вращательную кинематическую пару. Пластины имеют форму тел равного сопротивления.

Роликовые цепи имеют самое широкое распространение, их применяю при скоростях v£ 15 м/с. В дальнейшем будут рассматриваться только такие цепи.

Материал пла­стин роликовых цепей — сталь 50 (с закалкой до HRC 38—45); валиков, втулок, роликов — стали 15, 20, 25 (с последующей цементацией и закал­кой до HRC 52—60).

 


 


Рис. 9. Роликовая цепь: 1 — ролик; 2 — втулка; 3 — пластины внутреннего звена;

4 — валик; 5 — пластины наружного звена

 

В машиностроении чаще применяют однорядные роликовые цепи (см. рис.4, а и 9). При больших нагрузках и скоростях во избежание применения цепей с большими шагами, неблагоприятных в отно­шении динамических нагрузок, применяют многорядные цепи. Многорядные цепи (двухрядные — см. рис.4, б) содер­жат несколько ветвей однорядных цепей, соединенных удлиненными вали­ками. Передаваемые мощности и разрушающие нагрузки многорядных цепей почти пропорциональны числу рядов.

Роликовые цепи нормальной точности ПРЛ стандартизированы в диа­пазоне шагов 15,875...50,8 и рассчитаны на разрушающую нагрузку на 10…30% меньше, чем у цепей повышенной точности.

Длиннозвенные роликовые цепи ПРД выполняют в удвоенным шагом по сравнению с обычными роли­ковыми. Поэтому они легче и дешевле обычных. Их целесообразно применять при малых скоростях, в частности, в сельскохозяйственном  машиностроении.

Роликовые цепи с изогну­тыми  пластинами ПРИ наби­рают из одинаковых звеньев, подобных переходному звену. В связи с тем, что пластины работают на изгиб и поэтому обладают повышен­ной податливостью, эти цепи применяют при динамических нагрузках (ударах, частых реверсах и т. д.). Деформирование пластин способствует гашению ударов.

Примеры условных обозначений:

- цепь приводная роликовая однорядная нормальной серии (ПР) шаг t=19,05 мм с разрушающей нагрузкой Fp=3180 кгс:

Цепь ПР-19,05-3180 ГОСТ 13568-75

- цепь приводная роликовая трехрядная нормальной серии (3ПР) шаг t=44,45 мм с разрушающей нагрузкой Fp=51720 кгс: 

Цепь 3ПР-44,45-51720 ГОСТ 13568-75

- цепь приводная роликовая однорядная длиннозвенная серии (ПРД) шаг t=38,1 мм с разрушающей нагрузкой Fp=2950 кгс:

Цепь ПРД-38,1-2950 ГОСТ 13568-75.

Втулочные цепи (рис.10) по конструкции аналогичны предыдущим. Эти цепи отличаются от роликовых отсутствием ролика, что удешевляет цепь и уменьшает габариты и массу при уве­личенной площади проекции шарнира. В зацепле­ние с зубьями звездочки входит непосредственно втулка;  изнашивание звездочки значительно большее, чем при использо­вании роликовой цепи. Эти цепи изготовляют с шагом только 9,525 мм и применяют, в частности, в мотоциклах и в автомоби­лях (привод к распределительному валу). Цепи показывают достаточную работо­способность. Втулочные цепи применяют при v 1 м/с.

В обозначении роликовой или втулоч­ной цепи указывают: тип, шаг, разрушающую нагрузку и номер ГОСТа (напри­мер, Цепь ПР-25,4-5670 ГОСТ 13568 -75*). У многорядных цепей в начале обо­значения указывают число рядов.

 

Рис. 10. Втулочная цепь: 1 — пластины внутренне­го звена;

2 — пластины наружного звена

 

Таблица 1. Основные технические характеристики приводных цепей

Параметр

Роликовые и втулочные однорядные нормальные по ГОСТ 13568-75 (звездочки по ГОСТ 591-69)

Зубчатые по ГОСТ 13552-81 (звездочки по ГОСТ

13576-68)

Шаг, мм

 

12,7

15,87

19,05

25,4

31,75

50,8

12,7

15,875

19,05

25,4

31,75

Разрушающая нагрузка F, кН

4,5

17,8

22,1

31,0

55,1

86,2

223,1

23,6-52,7

38,7-88,7

71,6-140,8

115,7-215,6

170,6 -302,7

Ширина внутреннего звена Во

или ширина цепи В, мм

3,0

5,4

6,48

12,70

15,68

19,05

31,75

22,5-52,5

30-70

45-93

57-105

69-117

Диаметр валика d, мм

2,31

4,45

5,08

5,96

7,95

9,55

14,29

3,45

3,9

4,9

5,9

7,9

Масса 1 м цепи q, кг

0,20

0,65

0.80

19

 

3,8

9,70

1,3-3,0

2,2-5,0

3,9-8,0

6,5-12,0

10-16,7

Допускаемый коэффициент запаса прочности [s] при частоте вращения, об/мин

До 50

-

7

7

7

7

7

7

20

20

20

20

20

400

-

8,5

8,5

9,3

9,3

10,2

11,7

24

24

26

26

32

800

-

10,2

10,2

11,7

11,7

14,8

16,3

29

29

33

33

41

1000

-

11,0

11,0

12,9

12,9

16,3

-

31

31

36

36

46

1200

-

11,7

11,7

14

14

19,5

-

33

33

40

40

51

1600

-

13,2

13,2

-

-

-

-

37

37

46

46

-

2800

18,0

18,0

-

-

-

-

51

51

-

-

-

Допускаемое давление* в шарнирах цепей [р], МПа, при частоте вращения, об/мин

До 50

-

34,3

34,3

34,3

34,3

34,3

34,3

19,6

19,6

19,6

19,6

19,6

400

-

28,1

28,1

25,7

25,7

23,7

20,6

16,1

16,1

14,7

14,7

13,7

800

-

23,7

23,7

20,6

20,6

28,1

14,7

13,7

13,7

11,8

11,8

10,3

1000

-

22,0

22,0

18,6

18,6

16,3

-

12,9

12,9

10,8

10,8

9,32

1200

-

20,6

20,6

17,2

17,2

14,7

-

11,8

11,8

9,81

9,81

8,43

1600

-

18,1

18,1

14,7

14,7

-

-

10,3

10,3

8,43

8,43

-

2800

-

13,4

13,4

-

-

-

-

7,6

7,6

-

-

-

Наибольшие допустимые частоты вращения - малой звездочки, об/мин при числе зубьев z

15

-

2300

1900

1350

1150

1000

600

-

-

-

-

-

23

-

2500

2100

1500

1250

1100

650

-

-

-

-

-

30

-

2600

2200

1550

1300

1100

700

-

-

-

-

-

17-35

-

-

-

-

-

-

-

3300

2650

2200

1650

1300

Допустимое число ударов [U]  за 1 с

-

60

50

35

30

25

15

80

65

50

30

25

Рекомендуемая, наибольшая скорость v, м/с

Для роликовых цепей до 15

для втулочных до 1

 

 

25

 

 

Рекомендуемые числа зубьев меньшей звездочки z при передаточном числе

1-2

 

 

30-27

 

 

 

 

 

40-35

 

 

2-3

 

 

27-25

 

 

 

 

 

35-31

 

 

3-4

 

 

25-23

 

 

 

 

 

31-27

 

 

4-5

 

 

23-21

 

 

 

 

 

27-21

 

 

5-6

 

 

21-16

 

 

 

 

 

23-19

 

 

>6

 

 

17- 15

 

 

 

 

 

19-27

 

 

Примечание: *При втулочно-роликовой цепи = 15 ÷ 30; при зубчатой = 17 ÷ 35.

 

 Зубчатые цепи (рис. 11) состоят из набора зубчатых пластин 1, шарнирно соединенных между собой с помощью валиков 2 (рис. 11, а). Каждая пластина имеет по два зуба со впадиной между ними для размещения зуба звездочки. Рабочие (внешние) поверхности зубьев этих пластин (поверхности контакта со звездочками, ограничены плоскостями и наклонены одна к другой под углом вкли­нивания α, равным 60°). Этими поверхностями каждое звено садится на два зуба звездочки. Зубья звездочек имеют тра­пециевидный профиль. Для пре­дохранения цепи от схода со звездочек предусмот­рены внутренние направляющие пластины 3. Ко­личество пластин 1 зависит от передаваемой мощ­ности. Пластины в звеньях раздвинуты на толщину одной или двух пластин сопряженных звеньев. Эти пластины изготовляют из стали 50 с закалкой до HRC 38—45.


 

Рис. 11. Зубчатая цепь: 1 — пластины; 2 — валики; 3 — направляющие пластины;

4 — шарнир; 5 — призмы

 

Зубчатые цепи поставляют с шарниром 4 (трения скольжения, см. рис. 11, б) или шарниром 5 (призмы, закрепленные в пластинах) (трения качения, см. рис.11, в). В настоящее время в основном изго­товляют цепи с шарнирами качения, которые стандартизованы (ГОСТ 13552—81*). Для образования шарниров в отвер­стия звеньев вставляют призмы с цилин­дрическими рабочими  поверхностями. Призмы опираются на лыски. При специ­альном профилировании отверстии пластин и соответствующих поверхностей призм можно получить в шарнире практически чистое качение. Имеются экспери­ментальные и эксплуатационные данные о том, что ресурс зубчатых цепей с шарнира­ми качения во много раз выше, чем цепей с шарнирами скольжения.

Во избежание бокового сползания цепи со звездочек предусматривают направ­ляющие пластины, представляющие со­бой обычные пластины, но без выемок для зубьев звездочек. Применяют внутренние или боковые направляю­щие пластины. Внутренние направляющие пластины требуют проточки соответствую­щей канавки на звездочках. Они обеспечивают лучшее направление при высоких скоростях и имеют основное применение. Вкладыш 4 и призмы 5 изготовляют из цементуе­мых сталей 15 и 20 с закалкой до HRC 52—60. В зависимости от располо­жения зубьев цепи бывают односторонними (см. рис. 11) и двусторонни­ми (см. рис. 3).

Достоинствами зубчатых цепей по срав­нению с роликовыми являются меньший шум, повышенная кинематическая точ­ность и допускаемая скорость, а также повышенная надежность, связанная с многопластинчатой конструкцией. Однако они тяжелее, сложнее в изготовлении и дороже. Поэтому они имеют ограничен­ное применение и вытесняются роликовыми цепями.

Параметры приводной зубчатой цепи показаны в табл.2.

Таблица 2. Цепи зубчатые с односторонним зацеплением и шарнирами качения

(по ГОСТ 13552-81)

Размеры, мм

Общие параметры цепи

b

b1

b2

Q,  кН

q, кг/м

t = 12,7

h = 13,4;

h1 = 7,0;

s = 1,5;

w = 4,76

22,5

28,5

34,5

40,5

46,5

52,5

28,5

34,5

40,5

46,5

52,5

58,5

31,5

37,5

43,5

49,5

55,5

61,5

26

31

36

42

49

56

1,31

1,60

2,00

2,31

2,70

3,00

t = 15,875;

h = 16,7

h1 = 8,7

s = 2,0;

w = 5,95

30,0

38,0

46,0

54,0

62,0

70,0

38,0

46,0

54,0

62,0

70,0

78,0

41,0

49,0

57,0

63,0

73,0

81,0

41

50

58

69

80

91

2,21

2,71

3,30

3,90

4,41

5,00

t= 19,05;

h = 20,1 ;

h1 = 10,5;

s = 3,0; w = 7,14

45,0

57,0

69,0

81,0

93,0

54,0

66,0

78,0

90,0

102,0

56,0

68,0

80,0

92,0

104,0

74

89

105

124

143

3,90

4,90

5,91

7,00

8,00

t = 25,4;

h = 26,7;

h1 = 13,35;

s = 3,0;

w = 9,52

57,0

75,0

93,0

111,0

66,0

84,0

102,0

120,0

68,0

86,0

1040

122,0

101

132

164

196

8,40

10,80

13,20

15,40

t = 31,75

h = 33,4;

h1 = 16,7:

s = 3,0;

w = 11,91

75,0

93,0

111,0

129,0

85,0

103,0

121,0

139,0

88,0

106,0

124,0

142,0

166

206

246

286

14,35

16,55

18,80

21,00

Примечание: Q - разрушающая нагрузка, кН : q - масса одного метра цепи, кг/м.

Пример условного обозначения зубчатой цепи типа 1 (с односторонним

 зацеплением) с шагом t = 15,875, Q = 69 кН,  b = 54 мм:

Цепь ПЗ-1-15, 875-69-54 ГОСТ 13552-81

 

Крючковые цепи составляется из одних звеньев специальной формы без дополнительных деталей. Соединение звеньев производится при боковом перемещении их с наклоном звеньев друг к другу под углом 60°.

Втулочно-штырьевые цепи собираются из чугунных звеньев с помощью стальных штырей, фиксируемых шплинтами. Эти цепи широко применяются в сельскохозяйственном машиностроении.

 

Звездочки для приводных цепей. По конструкции звездочки напоми­нают зубчатые колеса. Профиль их зубьев зависит от типа цепи. Звездочки роликовой и втулочной цепей (рис.12) имеют рабочий профиль зуба, очерченный дугой окружности; звездочки зубчатых цепей (рис.13) — прямолинейный рабочий профиль. В связи с тем, что зубья звездочек в роликовых передачах имеют относительно небольшую ширину, звездочек в роликовых передачах имеют относительно небольшую ширину, звездочки нередко изготовляют из диска и ступицы, соединяемых болтами, заклепками или сваркой.

 

Рис. 12. Звездочка втулочной и роликовой цепей

 

Для облегчения замены после износа, звездочки, устанавливаемые на валах между опорами, в машинах с трудной раз­боркой делают разъемными по диаметральной плоскости. Плоскость разъема проходит через впадины зубьев, для чего числи зубьев звездочки приходится вы­бирать чётным. Долговечность и надежность цепей пе­редачи во многом зависит от правильного выбора профиля зубьев звездоч­ки, ее параметров, материала и термической обработки.

 

Рис.13. Звездочка зубчатой цепи

 

Профиль зубьев звездочки должен обеспечивать их надежное зацепление с цепью и отличаться высокой износостойкостью. Звездочки цепных передач профилируются в зависимости от типа цепи по ГОСТ 591-69, предусматривающему износоустойчивые профили без смещения (рис.13.1,а) для кинематически точных передач и со смещением для остальных передач (рис.13.1,б). Профиль со смещением отличается тем, что впадина между зубьями очерчена из двух центров, смещенных на величину l = 0,03t. Профилирование звездочек передач с зубчатыми цепями (ГОСТ 13576-81) значительно проще, так как рабочие профили зубьев прямолинейны (рис.13.5).

Рис.13.1.Профиль зубьев звездочки а) без смещения,  б) со смещением

 

Рис. 13.2. Определение диаметра делительной окружности звездочки

для зубчатых цепей

 

Конструкции звездочек показаны на рис. 13.3. Звездочки небольших и средних размеров изготавливают из штампованных заготовок (рис. 13.3,а). Звездочки больших размеров dд 200 мм можно выполнять составными, соединяя ступицы и диски сваркой (рис.13.3, б) или болтами (рис.13.3, в).

Рис. 13.3. Конструкции звездочек

 

Важным фактором для увеличения долговечности цепной передачи яв­ляется правильный выбор числа зубьев меньшей звездочки. При малом числе зубьев плавность передачи снижается, наблюдается повышенное из­нашивание цепи из-за большого угла поворота шарнира и значительных динамических усилий. При износе шарниров и увеличении в связи с этим шага цепь стремится подняться по профилю зубьев, причем тем выше, чем больше число зубьев звездочки. При большом числе зубьев даже у мало изношенной цепи в результате радиального сползания по профилю зуб цепь соскакивает с ведомой звездочки.

Рекомендуемые числа зубьев меньшей звездочки z1 в зависимости от передаточного числа приведены в табл.1. Максимальное число зубьев большей звездочки z2 также ограничено: для втулочной цепи z2< 90; для роликовой z2< 120; для зубчатой z2< 140. Предпочтительно принимать нечетные числа зубьев звездочек, что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует более равномерному ее изнашиванию.

 Материал звездочек выбирают в зависимости от назначения и конст­рукции передачи. Звездочки с большим число зубьев тихоходных передач  (до 3 м/с) при отсутствии ударных нагрузок допустимо из­готовлять из чугуна марки СЧ 20, СЧ 30 с закалкой. В неблагоприятных условиях с точки зрения износа, например в сельскохозяйственных машинах, применяют антифрикционный и высокопрочный чугун с закалкой. Для изготовления ведущих звездочек с малым числом зубьев (z2< 30) неответственного назначения применяют сталь 20 (цемента­ция, закалка, отпуск); ответственного назначения — сталь 40, 50 (закалка, отпуск); при повышенных передаваемых нагрузках сталь 40Х, 45Х, 45ХН (закалка, отпуск). Для ведомых звездочек больших диаметров с большим числом зубьев (z2> 50), кроме перечисленных материалов, может быть при­менен серый чугун СЧ15, СЧ20, СЧ35 и др. При необходимости бесшумной и плавной работы передач мощностью Р5 кВт и v 8 м/с можно изготовлять венцы звездочек из пластмасс — тексто­лита, полиформальдегида, полиамидов, что приводит к снижению шума и к повышению долговечности цепей (в связи со сниже­нием динамических нагрузок). Вследствие невысокой прочности пласт­масс применяют также металлопластмассовые звездочки.

Основными материалами для изготовления звездочек являются среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА, 40ХН с поверхностной или объемной закалкой до твердости 45…55НRCэ или цементуемые стали 15, 20Х, 12ХН3А с цементацией на 1…1,5 мм и закалкой до НRCэ 55…60. Звездочки с большим числом зубьев тихоходных передач (до 3 м/с) при отсутствии ударных нагрузок допустимо изготавливать из чугуна СЧ20, СЧ30 с закалкой.

 

Тяговые цепи

Тяговые цепи подразделяют на три основных типа: пластинчатые но ГОСТ 588—81*; разборные по ГОСТ 589 85; круглозвенные (нормальной и повышенной прочности) соответственно по ГОСТ 2319—81.

Пластинчатые цепи служат для пере­мещения грузов под любым углом к гори­зонтальной плоскости в транспортирую­щих машинах (конвейерах, подъемниках, эскалаторах и др.). Они обычно состоят из пластин простой формы и осей со втул­ками или без втулок; для них характерны большие шаги, так как боковые пластины часто используют для закрепления полотна транспортера. Скорости движения цепей этого типа обычно не превышают 2...3 м/с.

Круглозвенные иепи используют в основном для подвеса и подъема грузов.

Существуют специальные цепи, пере­дающие движение между звездочками с взаимно перпендикулярными осями. Валики (оси) двух соседних звеньев такой цепи взаимно перпендикулярны.

Все цепи стандартизованы в мировом масшта­бе. Основным параметром является шаг цепи  t, который выражается в миллиметрах или дюймах. В таблицах ГОСТа приводятся также стандартные ширины цепей, минимальное число зубьев звездочки, предельное число оборотов, допу­скаемые нагрузки и вес.

 

Цепные вариаторы

Цепные вариаторы, как и фрикционные, предназначены для бес­ступенчатого изменения передаточного числа. Они выполняются в закры­том корпусе и состоят из двух пар раздвижных зубчатых конусов 1, 2 и ох­ватывающей их цепи 3 специальной конструкции с выдвижными пласти­нами, входящими в пазы конусов (рис. 14.1). Регулирование передаточного числа осуществляется сближением одной пары звездочек-конусов и раздвижением другой. При этом цепь меняет свое положение на конусах. Все звездочки-конусы 1, 2 изготовляют одинаковых размеров zK =60. Мощ­ность, передаваемая такими вариаторами, достигает 70 кВт; v=6...10 м/с; η=0,85...0,95 с диапазоном регулирования

Разновидность цепных вариаторов — фрикционные цепные вариаторы. Отличаются они тем, что конусы выполняются гладкими, а цепи вместо поперечных пластин включают ролики, заменяющие колодки, имеющиеся во фрикционных вариаторах. Эти вариаторы имеют диапазон регулирова­ния Д< 10. По сравнению с фрикционными вариаторами цепные сложнее в изготовлении, поэтому их применение в машиностроении ограничено.

Рис. 14.1. Цепной вариатор

 

Основы работы передачи

Окружное усилие в цепной передаче передается за счет сил давления зубьев ведущей звездочки на звенья цепи и затем давлением звеньев ведущей ветви на зубья ведомой звездочки.

В процессе работы ведущая ветвь цепи испытывает постоянную нагрузку S1, которая состоит из полезной силы P и натяжения ведомой ветви S2.

S1=P+S2.

Натяжение S2 можно определить из условия равновесия цепи (рис.14.2). При этом вес (q) одного погонного метра  цепи принимается для простоты как вес  на длине, равной межосевому расстоянию (aw). Стрела провисания – (f).

Рис.14.2. Определение усилия натяжения цепи

Уравнение моментов

Обычно S2 составляет менее 10% от Р.

Обозначим

где kf – коэффициент провисания

и получим

S2 = kfqa.

Принимая f = 0,02·а, получим для горизонтальной передачи (Q = 0) kf = 6, при Q 40° kf = 4, при Q > 40° kf = 2, а при Q =90° kf = 1,0.

Натяжение цепи от центробежной силы определяется и учитывается при V > 5 м/с.

где V – скорость цепи, м/с

g = 9,81 м/с2 – ускорение силы тяжести.

Каждое звено ведет цепь при повороте звездочки на один угловой шаг, а затем уступает место следующему звену. В связи с этим скорость цепи при равномерном ращении звездочки не постоянна. Она максимальна в положении звездочки, когда ее радиус, проведенный через шарнир, перпендикулярен ведущей ветви.

В произвольном  угловом положении звездочки, когда ведущий шарнир повернут на угол α скорость цепи равна

где ω1 – постоянная угловая скорость ведущей звездочки;

R1 – радиус начальной окружности.

Угол (α) изменяется в пределах от 0 до π/z1, поэтому и скорость  цепи изменяется от Vmax до Vmaxcos(π/z1).

Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки равна

где R2 – радиус начальной окружности ведомой звездочки;

β – угол поворота шарнира, примыкающего к ведущей ветви по отношению к перпендикуляру  на эту ветвь. Угол β изменяется от «0» до π/z2.

Мгновенное передаточное число равно

т.к. α≠const; β≠const, то и Uconst , чем больше z1  и z2, тем выше равномерность движения.

 

Основные геометрические и кинематические соотношения, КПД передачи

Геометрические параметры передачи (см. рис.15).

1. Шаг цепи является основным параметром цепной передачи и принимается по ГОСТу. Плавность, долговечность и бесшумность работы цепной передачи в значительной степени зависят от величины шага цепи; чем меньше шаг, тем меньше динамические нагрузки и выше качество работы передачи. Вместе с тем статическая прочность и нагрузочная способность цепей возрастают с увеличением шага, так как увеличиваются размеры деталей, составляющих шарниры цепи. При больших скоростях выбирают цепи с малым шагом. В быстроходных передачах при больших мощностях рекомендуются также цепи малого шага: зубчатые большой ширины или роликовые многорядные. Поэтому величина шага цепи ограничивается максимально допускаемым значением угловой скорости малой звездочки.

2. Межосевое расстояние.

Ориентировочно оптимальное межосевое расстояние цепной передачи выбирают в зависимости от шага цепи t, обычно в пределах

a(30÷50)t (меньшие значения при малых передаточных числах)               (1)

Минимальное межосевое расстояние атіп цепной передачи принимают в зависимости от передаточного числа и передачи и условия, что угол обхвата цепью меньшей звездочки составляет не менее 120°, т. е. при и< 3:

при u>3

где da1, da2 — диаметры вершин зубьев ведущей и ведомой звездочек.

Максимальное межосевое расстояние amax= 80t.

Рис.15. Схема цепной передачи

 

При известной длине цепи межосевое расстояние

где zц — длина цепи в шагах (или число звеньев цепи); z1 , z2числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.

3. Число звеньев цепи определяют по приближенной формуле

Значение zц округляют до целого числа, которое желательно брать четным, чтобы не применять специальных соединительных звеньев.

Передача работает лучше при небольшом провисании холостой ветви цепи. Поэтому расчетное межосевое расстояние рекомендуют уменьшить примерно на (0,002 0,004)а.

4. Длина цепи L=zцt

5. Допускаемая величина стрелы провисания

f=(0,002÷0,004)а.                                                                         (5)

6. Делительный диаметр звездочки где располагаются центры шарниров цепи при зацеплении с зубьями звездочки

7. Диаметр вершин зубьев:

для втулочных и роликовых цепей

для зубчатых цепей

Звенья цепи, находящиеся в зацеплении с зубьями звездочек, располагаются на звездочке в виде сторон многоугольника (рис.15.1), поэтому за один оборот ведущей звездочки цепь перемещается на значение периметра многоугольника, в котором стороны равны шагу цепи р, а число сторон равно числу зубьев z1 звездочки. Вследствие того, что звенья цепи располагаются вокруг звездочки по сторонам многоугольника, то скорость цепи переменна.

Колебания передаточного отношения передачи, а значит скорости тем больше чем меньше число зубьев на ведущей звездочке. При выполнении рекомендаций по выбору чисел зубьев звездочек и параметров передачи колебания скорости не превышают 1...2%, поэтому расчеты выполняют по среднему передаточному отношению и средней скорости цепи.

8. Средняя (за оборот) скорость цепи

где t — шаг цепи, мм; z1 и z2числа зубьев ведущей и ведомой звездочек; ω1 и ω2 — средние угловые скорости ведущей и ведомой звездочек, рад/с.

 

 

Рис.15.1

 

Со скоростью цепи и частотой вращения звездочки связаны износ, шум и динамические нагрузки привода. Наибольшее распространение получили тихоходные и среднескоростные передачи с v до 15 м/с и n до 500 мин-1. В быстроходных двигателях цепную передачу, как правило, устанавливают после редуктора.

9. Передаточное отношение. Из формулы (8) имеем среднее за оборот передаточное отношение

Распространенные значения u до 6. При больших значениях u становится нецелесообразным выполнять одноступенчатую передачу из-за больших ее габаритов.

Передаточное число цепной передачи меняется в пределах поворота звездочки на один зуб, что заметно при малом числе z. Непостоянство u не превышает 1...2%, но вызывает неравномерность хода передачи и поперечные колебания цепи. Среднее передаточное число за оборот постоянно. Для одноступенчатых цепных передач рекомендуется u7 (в отдельных случаях принимают u10).

Из схемы цепной передачи видно, что скорость цепи определяется горизонтальной составляющей  vr окружной скорости v0 звездочки, причем

vr=v0cosγ,     vв=v0sinγ.   

Вертикальная составляющая vв изменяется в пределах ±v0sin2π/z, что приводит к соударению шарниров цепи о впадины звездочки, поперечным колебаниям цепи и динамическим нагрузкам на всю передачу. Очевидно, что с уменьшением числа зубьев звездочки увеличивается скорость и сила ударов, возрастают колебания передаточного отношения и увеличиваются динамические нагрузки в передаче. Кроме того, с уменьшением числа зубьев звездочки увеличивается угол относительного поворота соседних звеньев, что способствует изнашиванию шарниров. Поэтому числа зубьев малой звездочки ограничивают допускаемыми минимальными значениями.

10. Числа зубьев звездочек. Минимальное число зубьев малой звездочки для роликовых и втулочных цепей определяют в зависимости от передаточного числа по эмпирической формуле

z1min=29-2u13.

для зубчатых цепей

z1min=35-2u.

В зависимости от частоты вращения z1min выбирают при высоких частотах вращения z1min=19…23; средних 17…19, а при низких 13…15. В передачах зубчатыми цепями z1min следует принимать на 20…30% больше.

Число зубьев большой звездочки z2uz1. Следует помнить, что при нечетном числе зубьев хотя бы одной из звездочек и четном числе звеньев цепи изнашивание зубьев и шарниров более равномерно. Еще более благоприятно, с точки зрения износа, выбирать число зубьев малой звездочки из ряда простых чисел.

В результате изнашивания шарниров шаг цепи увеличивается и может произойти нарушение работы передачи, когда шарниры будут попадать не во впадину, а на окружность вершины зубьев звездочки, что приводит к соскакиванию или разрыву цепи. Этот процесс резче проявляется на звездочках с большим числом зубьев, поэтому максимальное число зубьев тоже ограничивают: для втулочных и роликовых цепей z2max120; для зубчатых цепей z2max140 (для стандартных передач z=17…96).

В цепной передаче

т.e. d2/d1u.

11. КПД передачи зависит от следующих потерь: на трение в шарни­рах (и между пластинами смежных звеньев), на трение в подшипниках и потери на взбалтывание (разбрызгивание) масла.

Для повышения КПД цепной передачи желательно улучшить условия смазывания шарниров и подшипников.  Это снизит потери и повысит кпд. Средние значения КПД при передаче полной расчетной мощности достаточно точно изготовленных и хорошо смазывае­мых передач составляют 0,96...0,98.

 

Силы в ветвях цепи

Упрощенная схема передачи сил в цепной передаче аналогична, силовой схеме в ременной передаче.

Окружная сила

Ft=2T/d,                                                   (10)

 


где Т — вращающий момент на звездочке; d — делительный диаметр ведущей звез­дочки (см. рис. 12 и 13).

Силы натяжения:

- ведущей ветви цепи работающей передачи (рис. 16)

F1=Ft+F0+Fv;                                             (11)

- ведомой ветви цепи

F2=F0+Fv;                                                 (12)

- от провисания цепи

F0=Kf∙q∙a∙g,                                             (13)

где Kf — коэффициент провисания, зависящий от расположения привода и величины стрелы провисания цепи f

При f = (0,01÷0,002)a для горизонтальных передач Kf=6; для наклон­ных (40°) — Kf= 3; для вертикальных Kf=1

q — масса 1 м цепи, кг (см. табл.1);

а — межосевое расстояние, м; g= 9,81 м/с2;

- от центробежных сил;

Fu=qv2,                                                   (14)

где v – средняя скорость цепи в м/c.

Рис. 16. Силы натяжения в цепной передаче

 

Нагрузка на валы и опоры. Вал и опора воспринимают силы натя­жения от провисания цепи и от окружной силы. Приближенно

Fs=FtKв+2F0,                                                    (15)

где Fs — нагрузка на вал;

КBкоэффициент нагрузки на вал (табл.3).

Нагрузка на валы и опоры в цепной передаче значительно меньше, чем в ременной передаче.

 

Таблица 3. Значение коэффициента нагрузки на вал Кв

Наклон линии центров звездочек к горизонту, град

Характер нагрузки

Кв

0÷40

Спокойная

Ударная

1,15

1,30

40÷90

Спокойная

Ударная

1,05

1,15

 

Методика подбора и проверки цепей с учетом их долговечности

Основным критерием работоспособности приводных цепей является износостойкость их шарниров. Как показывают теоретические и экспериментальные исследования, нагрузочная способность цепи прямо пропорциональна давлению в шарнирах, а долговечность – обратно пропорциональна.

Расчет цепи на износостойкость шарниров. Среднее давление р в шарнире не должно превышать допускаемого (указанного в табл.1), т. е.

где Ft=2t/d — окружная сила, передаваемая цепью; T- вращающий момент; d - диаметр делительной окружности звездочки (если задана мощность P передачи, то Ft=p/v, где v – скорость цепи ); А — площадь проекции опор­ной поверхности шарнира, для роликовых и втулочных цепей А = dB; для зубчатых цепей А = 0,76dB; m – число рядов цепи; Ккоэффициент эксплуатации;

K=K1K2K3K4K5K6                                                     (17)

(значения коэффициентов K1÷K6 см. табл.4).

Значение давления в шарнире должно находиться в пределах 0,6[p]≤p≤1,05[p].

Если полученное значение давления в шарнире превышает или значительно меньше допустимого, то, меняя d, T, рядность цепи m или параметры, влияющие на К, добиваются выполнения указанного условия.

 

Таблица 4. Значение различных коэффициентов при расчете цепи по износостойкости шарниров

Коэффициент

Условия работы

Значение

К1 — динамичности

При спокойной нагрузке

При толчкообразной или переменной нагрузке

1,0

1,25-1,5

K2 межосевого расстояния

a<25t

a=(30÷50)t

a=(60÷80)t

1,25

1,0

0,8

K3 — способа смазывания

Смазывание:

непрерывное

капельное

периодическое

 

0,8

1,0

1,5

К4 — наклона линии цен­тров в горизонту

При наклоне линии центров к горизонту, град.:

до 60

свыше 60

 

 

1,0

1,5

К5 — режима работы

При работе:

односменной

двухсменной

непрерывной

 

1,0

1,25

1,5

К6способа регулирова­ния натяжения цепи

При подвижных опорах

При оттяжных звездочках

При отжимном ролике

1,0

1,1

1,25

 

Преобразуем формулу (16):

а) выразим окружную силу через вращающий момент на ведущей звездочке T1 , шаг цепи t и число зубьев этой звездочки z1;

б) представим площадь опорной поверхности шарнира в виде функции от шага t. После чего получим выражение для определения шага цепи:

для роликовой и втулочной цепей             

для зубчатой цепи с шарниром скольжения

где т — число рядов в роликовой или втулочной цепи;

𝜓p=B/t=2÷8 — коэффициент ширины зубчатой цепи.

Расчет цепи по разрушающей нагрузке (по запасу прочности). В от­ветственных случаях выбранную цепь проверяют по коэффициенту запаса прочности

где F разрушающая нагрузка цепи (см. табл.1);

ΣF1=FtKB+Fv+F0 — суммарная нагрузка в веду­щей цепи;

[s] - требуемый (допускаемый) коэффициент запаса прочности (выби­рают по табл.1).

Долговечность по числу входов в зацепление с обеими звездочками (число ударов) проверяют по формуле

 где zц — общее число звеньев цепи; zn - число зубьев и частота враще­ния звездочки (ведущей или ведомой); U — действительное число входов звеньев цепи в зацепление за 1 с; v окружная скорость, м/с; L — длина цепи, м; [U] — допускаемое число входов цепи в зацепление за 1 с (см. табл.1).

Последовательность проектировочного расчета цепных передач.

1. Выбрать тип цепи по ее предполагаемой скорости и из условий рабо­ты передачи (роликовая, втулочная, зубчатая).

2. По передаточному числу и выбрать по табл.1 число зубьев малой звездочки z1, по формуле (9) определить число зубьев большей звездочки z2. Проверить выполнение условия z2<z2max.

3. Определить вращающий момент Тх на малой звездочке, по табл.1 выбрать допускаемое давление в шарнирах [р], задать расчетные коэффи­циенты K1, K2, K3, K4, K5, K6 и по формуле (17) определить коэффициент эксплуатации K. После чего из условия износостойкости шарниров [см. формулы (18), (19)] определить шаг цепи. Полученное значение шага t округлить до стандартного (см. табл.1).

4. Принятый шаг проверить по допустимой угловой скорости малой звездочки (см. табл.1). При несоблюдении условия ω=ωmax увеличить число рядов роликовой (втулочной) цепи или ширину зубчатой цепи.

5. По формуле (8) определить среднюю скорость цепи v и силу Ft, по­сле чего по формуле (16) проверить износостойкость цепи. При несоблю­дении условия р<[р] увеличить шаг цепи и расчет повторить.

6. Определить геометрические размеры передачи.                       

7. Для особо ответственных цепных передач по формуле (20) прове­рить выбранную цепь по коэффициенту запаса прочности.

8. По формуле (21) проверить передачу по числу ударов за 1 с.

 

Расчет передачи зубчатой цепью

Шаг цепи  выбирают в зависимости от максимально допустимой частоты вращения п1max меньшей звездочки.

Число зубьев z1 меньшей звездочки принимают по формуле, при этом учитывают, что с увеличением числа зубьев z1 давление в шарнире, шаг и ширина цепи уменьшаются, а долговечность цепи соответственно увеличивается.

Диаметры окружностей звездочек:

Делительной

Наружной

Числа  зубьев  звездочек:  z1 = 37-2и  (но не меньше 17), z2 = z1 (но не больше 140): здесь u=n1/n2=z2/z1.                          

Угол вклинивания цепи α= 60° (смис.13.2).

Двойной угол впадины зуба: 2β=α-φ.

Угол заострения зуба: γ=30°-φ,

где φ= 360°/ Z.

Ширина зубчатого венца звездочки: B=b+2S,

где S – толщина пластины цепи.

Параметры  цепной  передачи – межосевое расстояние а, длину цепи Lоп­ределяют по формулам для роликовых цепей.

Силы, действующие в передаче, определяют так же, как и в случае передачи ролико­выми цепями.

Главный параметр зубчатой цепи – ее ширину в мм, определяют по формуле

Здесь Р - передаваемая мощность, кВт; коэффициент К имеет то же значение, что и в передаче роликовой цепью [см. фор­мулу (17)]; [P10] — мощность, кВт, до­пускаемая для передачи зубчатой цепью шириной 10 мм (см. табл. 5). Так как значения Р10 приведены в таблице в зависимости от шага t и скорости v, а в начале расчета эти величины неизвестны, то приходится выполнять расчет мето­дом последовательных приближений: принимая предварительно ориентировочное значение шага t, находят скорость цепи

По этим величинам определяют из табл.5 значение [Р10] и вычисляют по формуле (24) ширину цепи b. Полученный результат округляют до ближайшего большего значения по табл. 2. Оптимальные результаты могут быть получены на основе просчета ряда вариантов на ЭВМ с раз­личными сочетаниями величин t, z1, b; при этом исходные дан­ные (Р, n1, n2, условия монтажа и эксплуатации) не должны, как правило, изменяться.

 

Таблица 5. Значения [Р10], кВт, для приводных зубчатых цепей

типа 1 (одностороннего зацепления) условной шириной 10 мм

t, мм

Скорость цепи v, м/с

1

2

3

4

6

8

10

12,7

15,875

19,05

25,4

31,75

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0,8

1,0

1,2

1,6

2,0

1,0

1,3

1,6

2,1

2,6

1,3

1,6

1,9

2,6

3,2

1,6

2,1

2,5

3,4

4,2

2,0

2,5

3,0

4,0

5,1

2,35

3,0

3,5

4,6

5,9

 

Расчет заканчивается определением геометрических пара­метров передачи, нагрузок, действующих в ней, проверкой коэффициента прочности цепи - аналогично тому, как это из­ложено выше в расчете передачи приводными роликовыми цепями, с тем, однако, отличием, что расчетный коэффициент прочности должен быть не меньше нормативного [s], указан­ного в табл. 6.

 

Таблица 6. Нормативный коэффициент запаса прочности [s]

приводных зубчатых цепей типа 1 (с односторонним зацеплением)

t, мм

Частота вращения меньшей звездочки n1 обмин

50

100

200

300

400

500

600

800

1000

12,7

15,875

19,05

25,4

31,75

20

20

21

21

21

21

21

22

22

22

22

22

23

24

25

23

24

24

26

26

24

25

26

28

30

25

26

28

30

32

26

27

29

32

35

28

30

32

36

40

30

32

35

40

-

 

Критерии работоспособности и виды повреждений цепных передач

Экспериментальные наблюдения показывают, что основными причинами выхода из строя цепных передач являются:

1. Износ шар­ниров (за счет ударов при вхождении цепи в зацепление с зубьями звездочки и из-за изнашивания их от трения), приводящий к удлинению цепи и нарушению ее зацепления со звездоч­ками (основной критерий работоспособ­ности для большинства передач). Граничное удлинение цепи по причине износа шарниров не должно превышать 3%, так как нарушается правильность зацепления шарниров цепи и зубьев.

2. Усталостное разрушение пластин по проушинам основной крите­рий для быстроходных тяжелонагруженных роликовых цепей, работающих в за­крытых картерах с хорошим смазыванием.

3. Проворачивание валиков и вту­лок в пластинах в местах запрессовки - распространенная причина выхода из строя цепей, связанная с недостаточно высоким качеством изготовления.

4. Выкрашивание и разруше­ние роликов.

5. Достижение предельного про­висания холостой ветви — один из кри­териев для передач с нерегулируемым межосевым расстоянием, работающих при отсутствии натяжных устройств и стес­ненных габаритах.

6. Износ зубьев звездочек.

В соответствии с приведенными причи­нами выхода цепных передач из строя можно сделать вывод о том, что срок службы передачи чаще всего ограничи­вается долговечностью цепи.

Долговечность же цепи в первую оче­редь зависит от износостойкости шарни­ров.

По этому критерию выполняется проектировочный расчет цепной передачи при использовании среднего давления в шарнире pu. Предохранение от чрезмерного растяжения цепи при эксплуатации либо от перегрузок и разрушения при пуске обеспечиваются проверочным расчетом цепи на прочность.

 

Материалы цепей

Материал и термическая об­работка цепей имеют решающее зна­чение для их долговечности.

Пластины выполняют из среднеуглеродистых или легированных закаливаемых сталей: 45, 50, 40Х, 40ХН, ЗОХНЗА твердостью преимущественно 40...50HRCэ; пластины зубчатых цепей - преимущественно из стали 50. Изогнутые пла­стины, как правило, изготовляют из леги­рованных сталей. Пластины в зависимости от назначения цепи закаливают до твер­дости 40.-.50 HRCэ. Детали шарниров валики, втулки и призмы - выполняют преимущественно из цементуемых ста­лей 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХНЗ, 20ХИЗА, 20Х2Н4А, ЗОХНЗА и подвергают закалке до 55-65 HRCэ. В связи с высокими требованиями к современным цепным передачам целесообразно применять легиро­ванные стали. Эффективно применение га­зового цианирования рабочих поверхно­стей шарниров. Многократного повышения ресурса цепей можно достигнуть диффу­зионным хромированием шарниров. Усталостную прочность пластин роликовых цепей существенно повышают обжатием краев отверстий. Эффективна также дро­беструйная обработка.

В шарнирах роликовых цепей для ра­боты без смазочного материала или при скудной его подаче начинают применять пластмассы.

Ресурс цепных передач в стационарных машинах должен составлять 10...15 тыс. ч работы.

 

Потери на трение. Конструирование передач

Потери на трение в цепных передачах складываются из потерь: а) на трение в шарнирах; б) на трение между пласти­нами; в) на трение между звездочкой и звеньями цепи, а в роликовых цепях также между роликом и втулкой, при входе звеньев в зацепление и выходе из зацеп­ления; г) на трение в опорах; д) потерь на разбрызгивание масла.

Основными являются потери на трение в шарнирах и опорах.

Потери на разбрызгивание масла суще­ственны только при смазывании цепи окунанием на предельной для этого вида смазки скорости v = 10…15 м/с.

Цепные передачи располагают так, чтобы цепь двигалась в вертикальной плоскости, причем взаимное положение по высоте ведущей и ведомой звездочек может быть произвольным. Оптималь­ными расположениями цепной передачи являются горизонтальное и наклонное под углом до 45° к горизонту. Вертикаль­но расположенные передачи требуют более тщательной регулировки натяжения цепи, так как ее провисание не обеспечи­вает самонатяжения; поэтому целесо­образно хотя бы небольшое взаимное сме­щение звездочек в горизонтальном на­правлении.

Ведущей в цепных передачах может быть как верхняя, так и нижняя ветви. Ведущая ветвь должна быть верхней в сле­дующих случаях:

а) в передачах с малым межосевым расстоянием (а<30P при и> 2) и в пере­дачах, близких к вертикальным, во избежание захвата провисающей верхней ведомой ветвью дополнительных зубьев;

б) в горизонтальных передачах с боль­шим межосевым расстоянием (а> 60Р) и малыми числами зубьев звездочек во избежание соприкосновения ветвей.

 

Натяжение цепей

По мере изнашивания и контактных обмятий шарниров цепь вытягивается, стрела провисания f  ведомой ветви увеличивается, что вызывает захлестывание звездочки цепью. Для передач с углом наклона θ<45° наклона к горизонту [f]<0,02а; при θ >45° [f] < 0,015а, где а — межосевое расстояние. Поэтому цепные переда­чи, как правило, должны иметь возможность регулирования ее на­тяжения. Предварительное натяжение су­щественно в вертикальных передачах. В горизонтальных и наклонных передачах зацепление цепи со звездочками обеспе­чивается натяжением от собственной силы тяжести цепи, но стрела провисания цепи должна быть оптимальной в указанных выше пределах.

Регулирование натяжения цепи осуществляют устройствами, аналогичными применяемым для натяжения ремня, т.е. перемещением вала одной из звездочек, нажимными роликами или оттяжными звездочками.

Натяжные устройства должны компенсировать удлинение цепи в пределах двух звеньев, при большей вытяжке — два звена цепи удаляют. Увеличение шага цепи вследствие износа в шарнирах не компенсируется ее натяжением. По мере изнашивания цепи шарниры располагаются все ближе к вершинам зубьев и возникает опасность соскакивания цепи со звездочек.

Регулирующие звездочки и ролики сле­дует по возможности устанавливать на ве­домой ветви цепи в местах ее наиболь­шего провисания. При невозможности установки на ведомой ветви их ставят на ведущей, но для уменьшения вибраций - с внутренней стороны, где они работают как оттяжные. В передачах с зубчатой цепью ПЗ-1 регулирующие звездочки могут работать только как оттяжные, а ролики как натяжные. Число зубьев регули­рующих звездочек выбирают равным числу малой рабочей звездочки или большим. При этом в зацеплении с регулирую­щей звездочкой должно быть не меньше трех звеньев цепи. Перемещение регули­рующих звездочек и роликов в цепных передачах аналогично таковому в ремен­ных передачах и осуществляется грузом, пружиной или винтом. Наибольшее рас­пространение имеет конструкция звездочки с эксцентрической осью, поджимаемой спи­ральной пружиной.

Известно успешное применение цепных передач роликовыми цепями повышенного качества в закрытых картерах при хоро­шем смазывании с неподвижными осями звездочек без специальных натяжных устройств.

 

Картеры

Для создания условий обильной смазки цепи, защиты от загрязнений, бесшумности и безопасности работы, цепные передачи заключают в картеры. Внутренние размеры картера должны обеспечивать возможность провисания цепи и ее удобного обслуживания. Радиальный зазор между внутренней стенкой картера и наружной поверхностью звездочек принимают равным l = (t + 30) мм. Зазор, учитывающий провисание цепи, назначают в пределах 0,1а, а ширину картера будут на 60 мм больше ширины цепи. Картер  снабжают окном и указателем уровня масла.

В ответственных силовых передачах рекомендуется применять  картерную смазку следующих видов

а) окунанием цепи в масло на глубину, равную ширине пластины. Применяют при V 10 м/с.

б) разбрызгиванием с помощью специальных колец, отражательных щитков, по которым масло стекает на цепь. Применяют при V = 6…12 м/с в случаях, когда уровень масла не может быть поднят до горизонта цепи;

в) циркуляционную струйную смазку от насоса – это наиболее совершенный способ. Применяется для быстроходных мощных передач;

г) циркуляционную смазку с распылением капель масла в струе сжатого воздуха. Применяют при V > 12 м/с.

В среднескоростных передачах, не имеющих герметичных картеров, можно применять консистентную внутришарнирную или капельную смазку. Консистентную смазку осуществляют  периодических через 120…180 часов погружением цепи в нагретую смазку. Такая смазка применима при V 4 м/с.

 

Смазывание

Смазывание цепи оказывает решающее влияние на ее долговечность.

Смазка повышает износостойкость и выносливость цепи, а так же смягчает удары звеньев о зубья звездочки и снижает температуру нагрева цепи. Наиболее широко для смазки используются жидкие смазочные масла.

Для ответственных силовых передач следует по возможности применять непре­рывное картерное смазывание видов:

а) окунанием цепи в масляную ванну, причем погружение цепи в масло в самой глубокой точке не должно превышать ширины пластины; применяют до ско­рости цепи 10 м/с во избежание недопустимого взбалтывания масла;

б) разбрызгивание с помощью спе­циальных разбрызгивающих выступов или колец и отражающих щитков, по которым масло стекает на цепь, применяют при скорости 6...12 м/с в случаях, когда уро­вень масла в ванне не может быть поднят до расположения цепи;

в) циркуляционное струйное смазыва­ние от насоса, наиболее совершенный способ, применяют для мощных быстро­ходных передач;

г) циркуляционное центробежное с по­дачей масла через каналы в валах и звездочках непосредственно на цепь; при­меняют при стесненных габаритах пере­дачи, например, в транспортных машинах;

д) циркуляционное смазывание распы­лением капель масла в струе воздуха под давлением; применяют при скорости более 12 м/с.

В среднескоростных передачах, не имею­щих герметичных картеров, можно при­менять пластичное внутришарнирное или капельное смазывание. Пластичное внут­ришарнирное смазывание осуществляют периодическим, через 120...180 ч, погруже­нием цепи в масло, нагретое до темпе­ратуры, обеспечивающей его разжижение. Пластичный смазочный материал применим при скорости цепи до 4 м/с, а капельное смазывание - до 6 м/с.

В передачах с цепями крупных шагов предельные скорости для каждого способа смазывания несколько ниже.

При периодической работе и низких скоростях движения цепи допустимо периодическое смазывание с помощью ручной масленки (через каждые 6...8 ч). Масло подается на нижнюю ветвь у входа в зацепление со звездочкой.

При капельном ручном, а также струй­ном смазывании от насоса необходимо обеспечивать распределение смазочного материала по всей ширине цепи и попада­ние его между пластинами для смазы­вания шарниров. Подводить смазку пред­почтительно на внутреннюю поверхность цепи, Откуда под действием центробеж­ной силы она лучше подается к шарнирам.

Выбор типа смазки (табл.7) и вида смазочного материала по ГОСТ 17479.4-87 (табл.8) зависит от скорости цепи v и давления в шарнире цепи p.

 

Таблица 7

Смазка цепных передач при окружной скорости v, м/с

4

7

< 12

12

Капельная

4...10 кап/мин

В масляной

ванне

Циркуляционная

под давлением

Разбрызгиванием

 

Таблица 8

Давление в шарнире

p, МПа

Скорость цепи

v, м/с

Марка

масла

Давление в шарнире

p, МПа

Скорость цепи

v, м/с

Марка

масла

Капельная

В масляной ванне

 

10

1

1...5

5

И-Г-А32

И-Г-А46

И-Г-А68

 

10

5

5...10

10

И-Г-А32

И-Г-А46

И-Г-А46

 

10...20

1

1...5

5

И-Г-А46

И-Г-А68

И-Г-А68

 

10...20

5

5...10

10

И-Г-А46

И-Г-А68

И-Г-А68

 

20...30

1

1...5

5

И-Г-А68

И-Г-А68

И-Г-С100

 

20...30

5

5...10

10

И-Г-А68

И-Г-А68

И-Г-А68

 

30

1

1...5

5

И-Г-А68

И-Г-С100

И-Г-С150

 

30

5

5...10

10

И-Г-А68

И-Г-С100

И-Г-С150

За рубежом начали выпускать для ра­боты при легких режимах цепи, не требующие смазывания, трущиеся поверх­ности которых покрыты самосмазывающимися антифрикционными материалами.

 

Рекомендации по конструированию цепных передач

1. В приводах с быстроходными двигателями цепную передачу, как правило, устанавливают после редуктора.

2. Ведомую ветвь цепи рекомендуют располагать внизу во избежание подхватывания ее звеньев зубьями ведущей звездочки.

3. Для обеспечения достаточного самонатяжения цепи не следует делать угол наклона линии центров звездочек к горизонту более 60°. При θ> 600 на ведомую ветвь в местах наибольшего провисания цепи устанавливают оттяжную звездочку.

4. Диаметр оттяжной звездочки выполняют больше диаметра мены звездочки передачи, она должна входить в зацепление не менее, чем с тремя звеньями цепи.

5. Поскольку цепь в поперечном сечении не обладает гибкостью, валы цепной передачи должны быть параллельными, а звездочки установлены в одной плоскости.

6. Применение трех- и четырехрядных цепей нежелательно, так они дороги и требуют повышенной точности изготовления звездочек и монтажа передачи.

7. Для увеличения долговечности цепной передачи необходимо по возможности принимать большее число зубьев меньшей (ведущей) звездочки, так как при малом числе зубьев в зацеплении находится небольшое число звеньев, что снижает плавность работы передачи и увеличивает износ цепи из-за большого угла поворота шарнира.

         

Конструирование звездочек

Конструкция венца звездочек для роликовых цепей показана на рис. 17.

Рис. 17. Конструкция венца звездочек для роликовых цепей

 

Основные зависимости для конструирования звездочек этого типа приведены в табл.9.

Таблица 9. Основные зависимости для конструирования звездочек

Параметр

Расчетные формулы

1

делительный диаметр

2

диаметр выступов

De=Pц[0,5+ctg(180°/z)]

3

диаметр впадин

Di=dд-2r

4

диаметр проточки

Dc=Pцctg(180°/z)-1,3h

5

ширина зуба

b=0,9BВН-0,15

6

ширина венца

B=(n-1)A+b

7

радиус скругления зуба

R=1,7d1

8

радиус впадины

r=0,5025d1-0,05

9

радиус сопряжения

r1=1,3025d1+0,05

10

радиус головки зуба

r2=d1(1,24cosφ+0,08cosβ-1,3025)-0,05

11

половина угла зуба

φ=17°-64°/z

12

угол сопряжения

β=18°-60°/z

13

половина угла впадины

α=55°-60°/z

14

фаска

f=0,2b

15

угол скоса зуба

γ≈20°

16

смещение

e=0,03Pц

17

толщина обода

δ=1,5(De-dд)

18

толщина диска

С=(1,2…1,3)∙δ

 

Числовые значения BВН, A, d1 и h принимают в зависимости от шага цепи Pц по табл.10.

Таблица 10

Шаг цепи

Pц, мм

Расстояние между

внутренними

пластинами

BВН, мм

Расстояние между

осями симметрии

многорядных

цепей A, мм

Диаметр

ролика

d1, мм

Ширина

внутренней

пластины

h, мм

12,7

5,40

13,92

8,51

11,8

15,875

9,65

16,59

10,16

14,8

19,05

12,7

25,5

11,91

18,2

25,4

15,88

29,29

15,88

24,2

31,75

19,05

35,76

19,05

30,2

38,1

25,40

45,44

22,23

36,2

44,45

25,40

48,87

25,70

42,4

50,8

31,75

58,55

28,58

48,3

 

При изготовлении звездочек обычно принимают 2-й класс точности по ГОСТ 591-69.

Пример оформления чертежа звездочки для роликовой цепи приведен на рис.18.

Таблицу параметров зубчатого венца размещают в правом верхнем углу чертежа. Она состоит из двух частей, разделенных сплошной основной линией. В первой части таблицы приводят обозначение сопрягаемой цепи. Во второй части указывают параметры звездочки: число зубьев - z; профиль зуба со ссылкой на стандарт (ГОСТ 591-69) и указанием о смещении; класс точности - 2 й; радиус впадины - r; радиус сопряжения – r1; радиус головки зуба – r2; половину угла впадины - α; угол сопряжения - β.

 


Рис. 18. Пример оформления чертежа звездочки для роликовой цепи

 

Вопросы для самопроверки  

- Кратко опишите устройство цепной передачи.

- Каковы достоинства и недостатки цепных передач по сравнению с ременными? Где они применяются?

- Назовите основные типы приводных цепей. Какие из них получили наибольшее распространение и почему?

- Чем вызвана неравномерность движения приводных цепей и почему она возрастает с увеличением шага?

- Почему при высоких скоростях рекомендуется применять цепи с малым шагом?

- Чем обусловливаются ограничение минимального числа зубьев малой звездочки и максимальное число зубьев большой звездочки?

- Почему при определении длины цепи рекомендуется принимать четное число звеньев цепи?

- Как определяется сила давления звездочки цепной передачи на вал?

- Каковы причины выхода из строя цепных передач?

- Как производится проверка приводной цепи на износостойкость?

- Что такое коэффициент эксплуатации цепной передачи и от чего он зависит?

- Перечислите по пунктам признаки классификации, характеризующие кон­структивные особенности, связанные с цепями и со звездочками.

- Укажите основные достоинства и недостатки цепной передачи по срав­нению с другими известными Вам видами передач.

- Каковы достоинства и недостатки цепных передач по сравнению с ременными? Где применяют цепные передачи?

- Какова конструкция роликовой и втулочной цепей?

- В каких случаях применяют многорядные роликовые цепи?

- Какие достоинства цепной передачи обеспечивают ей широкое применение и в каких областях?

- Какие типы цепей наиболее распространены?

- Почему в велосипеде применяется цепная передача? Какую другую переда­чу можно использовать для этой цели?

- Сформулируйте определение цепного вариатора.

- В чем достоинства и недостатки цепных передач по сравнению с ременными?

- С чем связаны неравномерность хода цепной передачи, удары шарниров цепи по зубьям звездочки и колебания ветвей цепи?

- От чего зависит интенсивность износа шарниров цепи?

- Почему изношенная цепь теряет зацепление со звездочкой (спадает со звездочек) и как это учитывают при выборе числа зубьев звездочек?

- По какому критерию выполняют расчет цепной передачи?

- По каким параметрам оптимизируют конструкцию цепной передачи?

- Чем отличаются зубчатые цепи от втулочных и роликовых?

- Для чего служит ролик в роликовых цепях?

- Почему нельзя делать на звездочках слишком мало и слишком много зубьев?

- Четное или нечетное число должны иметь зубья звездочек и зве­нья цепи? Почему?

- Что предпочтительнее для быстроходных передач — многорядная цепь или однорядная на то же усилие?

- Почему даже небольшой износ в шарнирах цепи вызывает ее сильное удлинение?

- Как смазывают приводные цепи?

- В чем преимущества и недостатки цепного вариатора с пластинчатой цепью по сравнению с клиноременным?

- Какие профили имеют зубья звездочек для втулочной, роликовой и зубча­той цепи?

- Чем объясняется меньшая нагрузка на валы цепной передачи по сравнению с ременной при одинаковой передаваемой мощности?

- Назовите наиболее характерную причину выхода из строя цепной пе­редачи.

- По какой формуле определяют межосевое расстояние, если известна дли­на цепи?

- Какая ветвь (ве­дущая или ведомая) работающей цепной передачи больше нагружена?

- Каковы достоинства и недостатки цепных передач по сравнению с ременными? Где применяют цепные передачи?

- Какова конструкция роликовой и втулочной цепи?

- В каких случаях применяют многорядные роликовые цепи?

- Почему при высоких скоростях рекомендуют применить цепи с малым шагом?

- Чем вызвана неравномерность движения приводных цепей и почему она возрастает с увеличением шага?

- Чем обусловлены ограничения минимального числа зубьев малой звездочки и максимального числа зубьев большой звездочки?

- Почему при определении длины цепи рекомендуют принимать четное число звеньев цепи?

- Что является основным критерием работоспособности цепных передач? Как производят проверку цепи по этому критерию?

- Что такое коэффициент эксплуатации, от чего он зависят?

- Чем вызвана необходимость в применении натяжных устройств в цепных передачах? Каковы способы натяжения цепи?

- Какие способы смазывания применяют в цепных передачах?

 

- К недостаткам цепной передачи по сравнению с ременной относится…..

1) Постоянство передаточного отношения

2) Меньшие габариты

3) Шум при работе

4) Меньшие нагрузки на валы и подшипники

 

- Нагрузочная способность цепной передачи…...нагрузочной способности ременной

1) Больше

2) Меньше

3) Соответствует

 

- Регулировка натяжения цепи осуществляется…..

1) Перемещением оси одной из звездочек

2) Перемещением натяжных звездочек или роликов

3) Обоими указанными способами

 

- Основным критерием работоспособности цепной передачи является…...

1) Износостойкость шарниров цепи

2) Прочность шарниров цепи

3) Жесткость цепи

4) Прочность цепи

 

        - Цепная передача обеспечивает при постоян­ной угловой скорости ведущей звездочки...

1) ...постоянную среднюю скорость ве­домой звездочки

2) ...непостоянную среднюю угловую скорость ведомой звездочки

 

        - Какая цепь показана на рис.?

       

2. Втулочная

2. Роликовая

3. Зубчатая

4. Определить нельзя, но не зубчатая

 

        - Какой параметр является базовым для расчета цепной передачи?

1. Диаметр валика

2. Ширина цепи

3. Шаг

 

        - От какого параметра зависит стрела провиса­ния цепи?

1. t

2. а

3. LP

4. da

5. V

 

        - По какой формуле определяется натяже­ние ведомой ветви цепной передачи?

1) 2T/d

2) Ft+F0+Fv

3) F0+Fv

4) Kfqa

5) FtKв+2F0

 

       - Какая наиболее характерная причина раз­рушения шарниров цепи?

1. Действие сил F1, F2, Fv

2. Удары при вхождении цепи в зацепление с зубьями звездочек

3. Действие переменных напряжения изгиба

 

       - Назовите основной критерий, по которо­му следует вести проверочные расчеты цепных передач

1. Износостойкость шарниров цепи

2. Запас прочности (по разрушающей на­грузке цепи)

3. Долговечность (по числу ударов)

 

       - Как называется параметр U, определяе­мый при расчете цепных передач?

1. Среднее окружное давление

2. Коэффициент запаса прочности

3. Число ударов за 1 сек

4. Суммарная нагрузка цепи

 

       - Какую цепную передачу можно рекомен­довать для бесступенчатого изменения пе­редаточного числа?

1. С втулочной цепью

2. С роликовой цепью

3. С зубчатой цепью

4. Цепной вариатор

5. Любую из перечисленных

 

- К какому виду механических передач относятся цепные передачи?

1. Трением с промежуточной гибкой связью.

2. Зацеплением с промежуточной гибкой связью.

3. Трением с непосредственным касанием рабочих тел.

4. Зацеплением с непосредственным касанием рабочих тел.

 

- Характеризуя цепные передачи, обычно отмечают:

1. широкий диапазон межосевых расстояний;

2. параллельность соединяемых валов;

3. отсутствие скольжения;

4. малые нагрузки на валы звездочек;

5. неравномерность  вращения звездочек;

6. повышенные требования к уходу, смазке;

7. высокий к.п.д.;

8. повышенная ремонтоспособность;

9. возможность передачи движения от одного вала к нескольким.

Сколько из перечисленных качеств можно считать положительными?

1) 8;       

2) 7;       

3) 6;       

4) 5.

 

- Укажите цепи, предназначенные для работы при больших скоростях.

1. Круглозвенные.   

2. Грузовые.   

3. Тяговые.

4. Приводные.

 

- При каком взаимном расположении валов возможно применение цепной передачи?

1. Оси валов параллельны.

2. Пересекаются под некоторым углом.

3. Пересекаются под прямым углом.

4. Скрещиваются под любым углом.

 

- К приводным относятся следующие цепи:

1. Круглозвенные;   

2. роликовые;   

3. втулочные;   

4. зубчатые.

Какие из них внесены в перечень ошибочно?

 

- Какая приводная цепь позволяет осуществить сравнительно плавно и бесшумно работающую передачу?

1. Роликовая.   

2. Втулочная.   

3. Зубчатая.   

4. Все равноценны.

 

- Укажите, с каким шагом приводные цепи стандартизованы? С шагом, кратным:

1) 1 мм;    

2) 5мм;    

3) 10 мм;    

4) 25,4 мм (один дюйм).

 

- Какие втулочные цепи выпускаются в настоящее время?

1. Однорядные.

2. Однорядные и двухрядные.

3. Однорядные и многорядные.

4. Только многорядные.

 

- Как называется цепь, представленная на рисунке?

1. Втулочная.    

2. Роликовая.    

3. Зубчатая.    

4. Крючковая.

 

- Как называется цепь, шарнир которой в разрезе изображен на эскизе (см. рис.)?

1. Втулочная.   

2. Роликовая.   

3. Зубчатая.   

4. Крючковая.

 

- Если на чертеже приведена надпись:

«Цепь 4ПР-19,05-15000», на сколько из нижеследующих вопросов она позволяет ответить?

1) Тип цепи.

2) Рядность.

3) Рабочая нагрузка.

4) Точность.

5) Шаг.

6) Нагрузка разрушения (не меньше).

1. На шесть.     

2. На пять    

3. На четыре.     

4. На три.

 

- Стандарт для каждой роликовой цепи устанавливает следующие размеры:

1) шаг;

2) расстояние между внутренними пластинками;

3) ширину внутреннего звена;

4) диаметр ролика;

5) диаметр валика;

6) разрушающую нагрузку;

7) ширину внутренней пластины.

Сколько из этих характеристик непосредственно используется в расчетах на износостойкость цепи?

1. Одна.     

2. Две.     

3. Три.     

4. Четыре.

 

- Для какой цепи предназначена звездочка, изображенная на рисунке?

1. Втулочной.   

2. Роликовой.   

3. Зубчатой.   

4. Крючковой.

 

- На рисунке изображено поперечное сечение венца звездочки. Для чего предназначена эта звездочка?

 

1. Для зубчатой цепи с боковыми направляющими пластинами.

2. Для зубчатой цепи со средними направляющими пластинами.

3. Для многорядной втулочной или роликовой цепи.

4. Для однорядной втулочной или роликовой цепи.

 

- По какому из выражений рассчитывается делительный диаметр звездочки?

где z — число зубьев; t— шаг цепи.

 

- Рекомендуемое наибольшее число зубьев звездочки 120-140. Какую цель преследует это ограничение?

1. Обеспечить прочность цепи.

2. Обеспечить достаточную равномерность движения цепи.

3. Ограничить выбор передаточного числа.

4. Обеспечить зацепляемость со звездочкой цепи при износе до (2-3)%.

 

- Укажите интервал, в котором рекомендуется назначать наименьшее число зубьев звездочек:

1) 6-10;     

2) 10-13;     

3) 13-25;     

4) 25-35.

 

- До какой степени изношенности эксплуатируют обычно цепь?

1. (0,5-1)%;        

2. (1-2)%;        

3. (2-3)%;       

4. (3-5)%.

 

- По какой из приведенных формул определяют среднюю скорость движения цепи в передаче (м/с)?

где d1, d2—диаметры звездочек, мм; n1, n2— частота вращения звездочек, об/мин; z1 число зубьев ведущей звездочки; t—шаг цепи, мм; L—длина цепи, мм.

 

- Формулы для определения передаточного числа в цепной передаче:

где z—число зубьев; п—частота вращения; d— диаметр; Т—момент; η - коэффициент полезного действия; индекс 1 — ведущая, 2 — ведомая.

Какая из них записана неверно?

 

- Какое межосевое расстояние считается оптимальным для цепной передачи?

1) (10÷20)t;   

2) (20÷30)t;   

3) (30÷50)t;   

4) (50÷80)t.

где t — шаг цепи.

 

- Какую длину цепи целесообразно назначать для цепной передачи?

1. Любую.

2. Равную четному числу шагов.

3. Равную нечетному числу шагов.

4. Назначение длины связывают с числом зубьев звездочек.

 

- Для создания целесообразного провисания ведомой ветви и возможности компенсации износа межосевое расстояние в цепных передачах делают регулируемым. Каковы целесообразные пределы регулирования?

1) (0,002÷0,004)a;   

2) (1÷2)t;  

3) (2÷3)t;   

4) (3÷4)t.

где а — межосевое расстояние; t — шаг цепи.

 

- Критериями работоспособности цепной передачи могут быть:

1. износ (удлинение) цепи;

2. усталостное разрушение пластин;

3. выкрашивание или раскалывание роликов;

4. износ зубьев звездочек.

Какой из критериев наиболее вероятный?

 

- Какие материалы применяют обычно для деталей шарниров цепи (валики, втулки, вкладыши)?

1. Цементуемые стали.

2. Среднеуглеродистые стали.

3. Малоуглеродистые стали.

4. Пары сталь — бронза.

 

- Какие материалы рекомендуются для звездочек?

1. Среднеуглеродистые стали без термообработки.

2. Среднеуглеродистые и легированные стали с закалкой.

3. Чугуны.

4. Цветные металлы.

 

- К чему приводит износ цепи?

1. К разрушению валиков.

2. К разрушению втулок.

3. К разрушению пластин.

4. К нарушению зацепления цепи со звездочками (соскакивание цепи).

 

- По какому из выражений рассчитывают нагрузочную способность цепи из условия износостойкости шарнира?

где [р] — допускаемые удельные давления в шарнире цепи; Fш — проекция опорной поверхности шарнира; m — коэффициент рядности (для втулочных, роликовых цепей); КЭ — коэффициент эксплуатации.

 

- По какой формуле рассчитывается опорная поверхность шарнира втулочных и роликовых цепей?

где lBT — длина втулки; Вширина цепи; dB—диаметр валика.

 

- Назовите реальное значение коэффициента эксплуатации в формулах для расчета нагрузочной способности цепи из условия износостойкости шарнира:

1) 0,5-0,8;   

2) 0,8-1,5;   

3) 1,5-3;   

4) 3-5.

 

- Приведены значения коэффициента рядности в формулах для расчета нагрузочной способности многорядной роликовой цепи из условия износостойкости шарнира:

1) m=3;   

2) m=2,5;   

3) m=1,7;   

4) m=1.

где m — коэффициент рядности (для втулочных, роликовых цепей).

Какой из них следует принять для трехрядной цепи?

 

- Упрощенно работоспособность цепи можно проверить, определяя и сравнивая с допускаемым значением запас прочности относительно разрушающего усилия. Каким выражением при этом надо воспользоваться для расчета запаса прочности?

где Qразр — разрушающее усилие; Ft окружное усилие; Кэ коэффициент эксплуатации.

 

- В какой из перечисленных передач с промежуточной гибкой связью нагрузка на валы наименьшая?

1. Цепная.

2. Клиноременная.

3. Плоскоременная.

4. Нагрузки примерно одинаковые.

 

- Укажите реальные значения величины нагрузки на валы в цепной передаче:

1) Fc=Ft;   

2) Fc=1,2Ft;   

3) Fc=1,5Ft;   

4) Fc=2Ft.   

где Ft окружное усилие.

 


email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

 

 

 

 

Рейтинг@Mail.ru Каталог-Молдова - Ranker, Statistics

Directrix.ru - рейтинг, каталог сайтов