Задание на 29.10.20
Тема: Цепные передачи
Цепные передачи широко используют в сельскохозяйственных и подъёмно-транспортных машинах, нефтебуровом оборудовании, мотоциклах, велосипедах, автомобилях. Их 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;
- в) при необходимости работы без проскальзывания (препятствующего применению клиноременных передач).
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.
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:
- 1. По типу цепей: с роликовыми (рис.4, а); с втулочными (рис.4, б); с зубчатыми (рис.4, в).
- 2. По числу рядов роликовые цепи делят на однорядные (см. рис.4, а) и многорядные (например, двухрядные, см. рис.4, б).
- 3. По числу ведомых звездочек: нормальные двухзвенные (см. рис.1, 4, 5); специальные -- многозвенные (см. рис. 2, 3).
- 4. 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; в -- с зубчатой цепью
Рис. 5. Виды цепных передач: а -- горизонтальная; б-- наклонная; 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 цепных передач:
· Невысокая стоимость изготовления, связанная с относительно невысокой точностью изготовления звездочек по сравнению с зубчатыми колесами;
· Высокий КПД (0,92…0,95);
· Отсутствие проскальзывания;
· Меньшие габариты по сравнению с ременными передачами (но большие, по сравнению с зубчатыми).
· Меньшая нагрузка на валы по сравнению с ременными передачами из-за отсутствия предварительного натяжения цепи.
· Возможность применения в большом диапазоне межосевых расстояний, обычно до нескольких метров. Известны передачи с межосевым расстоянием 12 метров;
· Возможность легкой замены цепи.
Недостатки цепных передач:
· Неравномерность («пульсация») движения цепи, вращающего момента и передаточного числа, которая приводит к значительному шуму и динамическим нагрузкам, сильно заметными при высоких скоростях и небольших числах зубьев звездочек;
· Износ шарниров цепи приводит к увеличению шага цепи (вытяжке цепи) и ускоренному износу зубьев звездочек;
· Необходимость натяжных устройств;
· Чувствительность к неточностям монтажа звездочек;
· Необходимость смазки.
Особенности конструирования и эксплуатации цепных передач
ГОСТ 591-69 предусматривает 3 группы точности для звездочек. Для звездочек тихоходных неответственных передач рекомендуется принять группу точности C, для быстроходных передач (v >8 м/сек) – группу точности A.
При проектировании цепных передач следует избегать крутых наклонов, располагая звездочки так, чтобы линия, соединяющая их центры, составляла не более 45° к горизонту. Плоскости звездочек должны быть вертикальны. При горизонтальном расположении цепи и большом межосевом расстоянии ведущую ветвь надо располагать сверху. Важнейшим условием надежной работы передачи являются параллельность валов и совмещение плоскостей звездочек.
Регулирование натяжения цепи является эффективным средством повышения долговечности цепной передачи. Предварительное натяжение цепных устанавливается по стреле провисания fц приблизительно равной 0,02 а для горизонтальных и наклоненных к горизонту до 45º передач и (0,01÷0,015) а – для передач близким к вертикальным.
Для устранения вредного влияния вытяжки цепей и сохранения предварительного натяжения и провисания в процессе эксплуатации производят периодическую или непрерывную регулировку натяжения. Для этого предусматривают в конструкции либо возможность перемещения опор, либо использование натяжных роликов или звездочек (рис. 5.6 а). Натяжные ролики и звездочки желательно устанавливать на ведомой ветви в месте ее наибольшего провисания. Если ролики ставят на ведущей ветви, то для уменьшения вибрации они должны устанавливаться внутри контура передачи.
| 
|
| а | б |
| Рис. 5.6. Натяжное устройство и гаситель вибрации цепной передачи |
Для гашения вибрации ведомых ветвей в быстроходных передачах используют различные демпферы. Один из примеров применения гасителя вибрации представлен на рис. 5.6 б.
Смазывание цепных передач может быть периодическим (пластичными смазками или капельным способом) или непрерывным (окунанием в масляную ванну, циркуляционной струей от насоса и т.п.).
Периодическое смазывание допускается при скорости цепи 
6 м/сек, окунание в масляную ванну при 
м/сек, а циркуляционная смазка необходима при 
8 м/сек как для снижения интенсивности износа, так и для охлаждения цепи.
В соответствии с приведенными причинами выхода их строя цепных передач, можно сделать вывод о том, что срок службы передачи чаще всего ограничивается долговечностью цепи.