загрузка...
загрузка...
На головну

Тема 3.9. Ланцюгові передачі.

  1. А) Закриті передачі.
  2. Базисні і ланцюгові індекси
  3. Хвильові зубчасті передачі. Засоби отримання і розрахунок на міцність
  4. Хвильові зубчасті передачі. Засоби отримання і розрахунок на міцність
  5. Хвильові передачі. Геометричні і кінематичні співвідношення.
  6. Згадайте формули розрахунку на контактну міцність циліндричної евольвентної прямозубой передачі.
  7. Глава 5. Зубчасті передачі. Косозубі і шевронні колеса.

3.9.1. Загальні відомості.

3.9.2. Деталі ланцюгових передач.

3.9.3. Особливості робочого процесу ланцюгових передач.

3.9.4. Розрахунок передач з Втулкові і роликовими ланцюгами.

ланцюговою передачею(ЦП) називається механізм, службовець для перетворення обертального руху між паралельними валами за допомогою двох жорстко закріпленими на них зубчастих коліс - зірочок і одягненою на них нескінченного ланцюга.

Ланцюг - многозвенная гнучка зв'язок, яка може використовуватися для переміщення вантажів (тягові ланцюги), підвіски або підйому і опускання вантажів (вантажні ланцюги), для передачі руху (приводні ланцюги). Надалі ми будемо розглядати тільки приводні ланцюги, які використовуються в ланцюгових передачах.

переваги ЦП:

· Дозволяють передавати обертання віддаленим (до 8 м) валів;

·  можна приводити в рух одним ланцюгом кілька валів;

· В ланцюгової передачі відсутній прослизання;

· Радіальне навантаження на вали в два рази менше, ніж в пасової передачі;

· Мають високий ККД (при сприятливих умовах  = 0,97 ... 0,99);

· Можуть здійснювати передачу значних потужностей (до декількох тисяч кіловат);

· Допускають швидкості руху ланцюга до 35 м / с і передавальні числа  = 10.

недоліки ЦП:

· Підвищена віброактивність і шум при роботі внаслідок пульсації швидкості ланцюга і динамічних навантажень;

· Необхідність ретельного монтажу;

· Інтенсивний знос шарнірів внаслідок тертя і труднощів змазування;

· Витягування ланцюга внаслідок зносу шарнірів і подовження пластин, що вимагає натягачів.

ЦП широко застосовують в металорізальних і деревообробних верстатах, в нафтовому, гірському, транспортному, сільськогосподарському машинобудуванні та інших галузях. Ланцюгові передачі виконують як знижувальними, так і підвищують; широко відома, наприклад, що підвищує передача до заднього колеса велосипеда. Відповідальні ланцюгові передачі виконують закритими, укладеними в жорсткий корпус, який служить масляною ванною.

Класифікаціяприводних ланцюгів:

· Роликові;

· Втулкові;

· Зубчасті;

· Фасоннозвенние.

Перші три види ланцюгів стандартизовані.

3.9.2. роликова ланцюг складається з чергуються зовнішніх ланок 1 (Зібраного з двох зовнішніх пластин 1 і валиків 2, нерухомо закріплених в отворах зовнішніх пластин) і внутрішнього ланки 2(Що складається з двох внутрішніх пластин 3, втулок 4, нерухомо закріплених в отворах внутрішніх пластин, і роликів 5, вільно надягають на втулки). Ролики, перекочуючись по зубах зірочок, зменшують їх знос. Зовнішнє і внутрішнє ланки в зборі утворюють обертальну кінематичну пару.

Переважно застосовувати ланцюги, що мають парне число ланок, так як при непарному їх числі доводиться вводити спеціальне перехідна ланка.

втулкові ланцюг відрізняється від роликового тим, що у першій немає роликів, а діаметр валиків і довжина втулок дещо більше, завдяки чому при інших рівних умовах середній тиск в шарнірах втулкової ланцюга менше. Втулкові ланцюга дешевше роликових, але зносостійкість їх нижче.

 Роликові й втулкові ланцюги можуть бути однорядними і багаторядними. Застосування багаторядних ланцюгів значно зменшує габарити передачі в площині, перпендикулярній осях.

Пластини втулкових і роликових ланцюгів виготовляють з гартованих до невисокої твердості сталей, валики і втулки - з цементуемих сталей, а ролики - з тих і інших з загартуванням до високої твердості.

зубчасті ланцюги складаються з наборів пластин 1 зубчастої форми, з'єднаних між собою шарніром 2. Для запобігання від зіскакування зі зірочок при роботі зубчасті ланцюга постачають бічними або внутрішніми напрямними пластинами.

 Зубчасті ланцюга в порівнянні з роликовими працюють більш плавно і з меншим шумом, забезпечують високу кінематичну точність, мають більшу надійністю і здатністю навантаження. Зубчаста ланцюг з одним і тим же кроком може бути використана в великому діапазоні потужностей за рахунок зміни робочої ширини в значних межах. Такі ланцюги мають високий ККД (до 0,98), менш схильні до витягуванню, але їх маса і вартість значно більше, ніж у роликових ланцюгів. Зубчасті ланцюга доцільно застосовувати при великих значеннях переданої потужності і високої швидкості руху ланцюга, яка допускається до 35 м / с.

Пластини зубчастих ланцюгів виганяють зі сталі 50, забезпечуючи твердість 38 ... 45 HRCЭ, А призми з сталей 15 або 20 з подальшою целентаціей і загартуванням до твердості 52 ... 60HRCЭ.

 
 

 Для попередження швидкого зносу приводні ланцюги необхідно змащувати. Вибір способу змащування залежить від швидкості  ланцюга. при  допустимо періодичне змазування маслянки або щіткою кожні 6  8 ч. Відповідальні силові передачі, як правило, монтуються в закритих корпусах. при  вони змащуються безперервним зануренням ланцюга в масляну ванну картера на глибину не більше ширини пластини. При більшій швидкості - примусової циркуляційної подачею мастила від насоса. При відсутності герметичного картера, при  застосовують внутрішарнірное мастило, здійснювану зануренням знятої ланцюга в нагріту та розрідження пластичну мастило через 120  180 ч роботи.

зірочки роликових і втулкових і зубчастих ланцюгів профилируют і виготовляють відповідно до державних стандартів. По конструкції зірочки багато в чому подібні до зубчастих коліс. У поперечному перерізі профіль зірочки залежить від числа рядів ланцюга.

Профіль і розміри зубів зірочок залежать від конструкції і розмірів ланцюга.

Ділильна окружність зірочок проходить через центри шарнірів ланцюга і її діаметр

,

де  -крок зубів, вимірюваний по хорді ділильної окружності;  - Число зубів зірочки.

Матеріал зірочок повинен бути зносостійким і добре чинити опір ударним навантаженням. Їх виготовляють з термічно оброблених або цементуемих вуглецевих або легованих сталей.

В результаті зносу і підробітки шарнірів ланцюг витягується, стріла  провисання веденої гілки збільшується, що викликає прослизання, захлёстиваніе і зіскакуванню ланцюга зі зірочки. Оптимальну стрілу провисання (  ) отримують регулюванням натягу ланцюги, яке здійснюється переміщенням вала однієї з зірок, нажімнимі або відтяжними зірочками, що встановлюються на веденої гілки в місцях її найбільшого провисання. Діаметр відтяжної зірочки повинен бути більше діаметра меншою зірочки передачі і вона повинна входити в зачеплення не менше ніж з трьома ланками ланцюга. Натяжні пристрої повинні компенсувати подовження ланцюга в межах двох ланок, при більшому подовженні дві ланки ланцюга видаляють.

3.9.3. Передавальні відносини ланцюгової передачі:

 , (3.9.1)

де - кутові швидкості, частоти обертання і числа зубів ведучої і відомої зірочок.

Передавальне відношення, обчислене за формулами (3.9.1), є середнім за оборот; в межах повороту зірочки на кутовий крок  миттєве передавальне відношення не залишається постійним.

За один оборот зірочки ланцюг проходить шлях , а час одного обороту одно  , Тоді середня швидкість ланцюга  дорівнює

,

де - Крок ланцюга; - частота обертів;  - Кутова швидкість зірочки.

Зі схеми ланцюгової передачі видно, що швидкість ланцюга визначається горизонтальної складової  окружної швидкості  зірочки, причому

; .

 За час повороту зірочки на кутовий крок швидкість ланцюга  змінюється, що призводить до відповідних змін кутової швидкості веденої зірочки і миттєвого передавального відношення. Вертикальна складова при цьому так само змінюється, що призводить до зіткненню шарнірів ланцюга про западини зірочки, поперечним коливанням ланцюга і динамічно навантажень на всю передачу.

Зі зменшенням числа зубів зірочки збільшуються швидкість і сила ударів, зростають коливання передавального відносини і збільшуються динамічні навантаження в передачі. Крім того, зі зменшенням числа зубів зірочки збільшується кут відносного повороту сусідніх ланок, що сприяє зношування шарнірів. Тому числа зубів малої зірочки обмежують допускаються мінімальними значеннями, незважаючи на те, що зі зменшенням числа зубів зірочок зменшуються габарити передачі.

Мінімальна число зубів малої зірочки для роликових і втулкових ланцюгів визначають залежно від передавального числа за емпіричною формулою  ; для зубчастих ланцюгів  приймається на 20 ... 30% вище.

Число зубів великої зірочки . Слід зазначити, що при непарному числі зубів хоча б однієї з зірочок і парному числі ланок ланцюга зношування зубів і шарнірів більш рівномірно.

В результаті зношування шарнірів крок ланцюга збільшується, і може статися порушення роботи передачі, коли шарніри будуть потрапляти не в западину, а на коло вершини зубів зірочки, що призводить до зіскакуванню або розриву ланцюга. Цей процес різкіше проявляється на зірочках з великим числом зубів, тому максимальне число зубів теж обмежують: для втулкових і роликових ланцюгів  <120; для зубчастих ланцюгів  <140 (для стандартних передач z = 17 ... 96).

Плавність, довговічність і безшумність роботи ланцюгової передачі в значній мірі залежать від величини кроку ланцюга; чим менше крок, тим менше динамічні навантаження і вище якість роботи передачі. Разом з тим статична міцність і здатність навантаження ланцюгів зростають зі збільшенням кроку, так як збільшуються розміри деталей, складових шарніри ланцюга. Тому величина кроку ланцюга обмежується максимально допустимим значенням кутової швидкості малої зірочки.

У ланцюгової передачі на відміну від пасової попереднє натяг звичайно не потрібно, тому сили и , діючі на провідну і відому гілки ланцюга, рівні

; ,

де - окружна сила;

- натяг від провисання веденої гілки ланцюга;

- маса одного метра ланцюга;

- прискорення вільного падіння;

- Міжосьова відстань;

 - Коефіцієнт провисання ланцюга (для горизонтальних передач  = 6, для вертикальних при куті нахилу 40 °  = 3, тому що чим менше кут нахилу, тим більше провисання ланцюга);

- натяг від відцентрових сил, де - швидкість ланцюга.

При середніх швидкостях руху ланцюга (до 15 м / с) навантаження на вали ланцюгової передачі дорівнює

,

де = 1,15 для горизонтальної і = 1,05 для вертикальної передачі. Цю силу можна вважати спрямованою по лінії центрів.

3.9.4. основним критерієм працездатності приводних ланцюгів є зносостійкість їх шарнірів. Довговічність втулкових і роликових ланцюгів, підібраних за критерієм зносостійкості, може бути 2000 ... 5000 год і більше; ланцюгові передачі з зубчастими ланцюгами мають термін служби 8000 ... 10 000 ч. Для закритих передач, що працюють при значних зовнішніх динамічних навантаженнях, критерієм працездатності може бути опір втоми елементів ланцюга, причому втомного руйнування в першу чергу схильні до пластини.

Розрахунок передач з Втулкові і роликовими ланцюгами.Як показують теоретичні та експериментальні дослідження, здатність навантаження ланцюга прямо пропорційна тиску в шарнірах, а довговічність - обернено пропорційна. Тому в основу розрахунку ланцюгових передач належить умова, за яким можна вести перевірочний розрахунок передачі:

,

де - розрахункова середня тиск в шарнірі;

 - Площа проекції опорної поверхні шарніра;

- Діаметр валика;

- Довжина втулки;

- Допустиме середнє тиск в шарнірах, встановлене для типової передачі, що працює в середніх умовах експлуатації, при постійному навантаженні і довговічності 3000 ... 5000 год;

- число рядів ланцюга;

- коефіцієнт експлуатації, що враховує динамічність навантажень, міжосьова відстань, спосіб мастила, режим роботи, нахил лінії центрів по відношенню до горизонту, спосіб регулювання натягу ланцюга.

При проектному розрахунку визначають орієнтовний значення кроку ланцюга

.

Кращою є однорядна ланцюг; багаторядних ланцюгів слід по можливості уникати.

Розрахунок передач із зубчастими ланцюгами.Відповідно до стандарту число зубів меншою зірочки  ; при виборі  слід враховувати, що з його збільшенням тиск в шарнірі, крок і ширина ланцюга зменшуються, а довговічність її збільшується.

Для зубчастих ланцюгів з шарнірами кочення універсальна методика визначення кроку поки не розроблена, тому орієнтовно значення кроку вибирається за таблицями залежно від максимально допустимої кутової швидкості меншою зірочки.

При проектному розрахунку за обраним кроці , переданої потужності і швидкості ланцюга визначають її ширину за формулою

.

де - коефіцієнт динамічності навантаження;

- Коефіцієнт швидкості, що враховує зниження здатності навантаження через відцентрових сил.

розрахункову величину округлюють до найближчого стандартного значення.

Геометричні параметри передачі.Максимальне значення міжосьової відстані обмежується  (Менше значення при малих передавальних числах).

Максимальне значення міжосьової відстані обмежується  щоб уникнути надмірного натягу ланцюга силою власної ваги. Мінімальне значення міжосьової відстані обмежується  умовою забезпечення кута обхвату ланцюгом меншою зірочки .

При оптимальному міжосьовій відстані провідна галузь ланцюга може розташовуватися над відомою або під нею; при значеннях, близьких до максимальних або мінімальних, провідна галузь повинна перебувати над відомою щоб уникнути зіткнення гілок або захльостування зайвих зубів провисаючої відомою гілкою.

Число ланок ланцюга попередньо визначається за формулою

.

Щоб не застосовувати перехідна ланка, розрахункове число ланок ланцюга має бути округлено до парного числа.

довжина ланцюга

.

Остаточне значення міжосьової відстані одно

.

У передачах з нерегульованими міжосьовим відстанню для забезпечення необхідного провисання ланцюга встановлюють монтажне міжосьова відстань, яке менше розрахункового на (0,002 ... 0,004)  ; при значній витяжці ланцюга за рахунок зносу шарнірів видаляють необхідну кількість ланок.

Для компенсації подовження ланцюга опори одного з валів іноді роблять регульованими або застосовують відтяжні зірочки або натискні ролики, які ставлять на провідну галузь ланцюга. Стріла провисання допускається до 0,02  при куті нахилу передачі до горизонту до 40 ° включно і до 0,015  - При нахилі понад 40 °, де  - Міжосьова відстань.

Питання для самоперевірки.

1. Які спільні та відмінні порівняно з ремінними характеристики ланцюгових передач?

2. Дати оцінку основних типів приводних ланцюгів.

3. З якої причини в ланцюгової передачі можна застосовувати великі швидкості руху?

4. Чому в ланцюгових передачах навантаження на вали менше, ніж в ремінних?

5. Вкажіть причини, за якими ланцюгові передачі виходять з ладу. Що є критерієм працездатності ланцюгових передач?

6. У яких випадках застосовують багаторядні ланцюга?

7. На якій гілці ланцюга встановлюють натяжну або оттяжную зірочку?

8. Викладіть послідовність проектного розрахунку ланцюгової передачі.

 



Попередня   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   Наступна

Для заіеток. | Тема 3.2. Загальні відомості про механічної передачі. | Завдання. | Тема 3.3. Фрикційна передача. | Завдання. | Тема 3.4. пасової передачі | Тема 3.5. зубчасті передачі | Сили, що діють в зачепленні. | Тема 3.6. черв'ячні передачі | Тема 3.11. Вали і осі. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати