ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Цепная передача относится к передачам зацеплением с гибкой связью. Состоит из ведущей и ведомой звездочек, огибаемых цепью (рисунок 9.1). Параметрам ведущей звездочки присваивается индекс 1, а ведомой – индекс 2.
Рисунок 9.1 – Схема цепной передачи
Достоинства:
1. По сравнению с зубчатыми передачами цепные передачи могут передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (до 8 м).
2. По сравнению с ременными передачами:
а) более компактны; б) могут передавать большие мощности (до 3000 кВт); в) силы, действующие на валы, значительно меньше, так как предварительное натяжение цепи мало; г) могут передавать мощность одной цепью от одной ведущей звездочки нескольким ведомым звездочкам.
Недостатки:
1. Значительный шум вследствие удара звена цепи при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев звездочек и большом шаге. Этот недостаток ограничивает возможность применения цепных передач при больших скоростях.
2. Сравнительно быстрый износ шарниров цепи вследствие со сложностями в подводке смазки.
3. Удлинение цепи из-за износа шарниров, что требует натяжных устройств.
4. Необходимость точного изготовления цепи и высококачественного монтажа передачи.
5. Высокая стоимость.
Применение. Цепные передачи применяют в станках, транспортных и других машинах для передачи движения между параллельными валами, расположенными на значительном расстоянии, когда зубчатые передачи непригодны, а ременные ненадежны. Наибольшее применение получили цепные передачи мощностью до 120 кВт при окружных скоростях до 15 м/с.
Приводные цепи. Главный элемент цепной передачи – приводная цепь, которая состоит из соединенных шарнирами звеньев.
Основными типами приводных цепей являются втулочные, роликовые и зубчатые, которые стандартизованы, изготовляются специализированными заводами.
Роликовые цепи. Состоят из двух рядов наружных и внутренних пластин (рисунок 9.2). В наружные пластины запрессованы валики, пропущенные через втулки, на которые напрессованы внутренние пластины. Валики и втулки образуют шарниры. На втулки свободно надеты закаленные ролики. Зацепление цепи со звездочкой происходит через ролик, который перекатывается по зубу и уменьшает его износ. Кроме того, ролик выравнивает давление зуба на втулку и предохраняет ее от износа. Роликовые цепи имеют широкое распространение, рекомендуются при скоростях v < 15 м/с.
Рисунок 9.2 – Приводная роликовая однорядная цепь:
1- соединительное звено;
2-переходное звено
Материалы цепей. Цепи должны быть износостойкими и прочными. Пластины цепей изготовляют из стали 50 с закалкой до твердости HRC 38 – 45, оси, втулки, ролики и вкладыши – из цементируемых сталей, например, 15; 20 с закалкой до твердости HRC 52 – 60.
Шаг цепи р является основным параметром цепной передачи и принимается по ГОСТу. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи, но сильнее удар звена о зуб в период набегания на звездочку, меньше плавность, бесшумность и долговечность передачи.
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. Максимальное значение шага цепи ограничивается угловой скоростью малой звездочки.
Звездочки по конструкции отличаются от зубчатых колес лишь профилем зубьев, размеры и форма которых зависит от типа цепи.
Методы расчета и построения профиля зубьев для роликовых, втулочных и зубчатых цепей проводят по ГОСТу.
Делительная окружность звездочек проходит через центры шарниров цепи. Из треугольника Оас (рисунок 9.3)
, (9.1)
где z – число зубьев звездочки.
Для увеличения долговечности цепной передачи принимают по возможности большее число зубьев меньшей звездочки.
Рисунок 9.3 – Звездочка зубчатой передачи
При малом числе зубьев в зацеплении находится небольшое число звеньев, что снижает плавность передачи и увеличивает износ цепи из-за большого угла поворота шарнира.
Материал звездочек должен быть износостойким и хорошо сопротивляться ударным нагрузкам. Звездочки изготавливают из сталей 45, 40Х и других марок с закалкой или цементируемых сталей 15, 20Х и др. Перспективным направлением стало изготовление зубчатого венца звездочек из пластмасс, что понижает шум при работе передачи и износ цепи.