Цепные передачи
Цепные передачи.
Это передача зацеплением с гибкой связью.
Движение передает шарнирная цепь, охватывающая ведущую и ведомую звездочку и зацепляется за их зубья.
Достоинства:
1. По сравнению с зубчатыми передачами ЦП могут передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (до 8м).
2. по сравнению с ременными более контактны, передают большие мощности, требуют меньшей силы предварительного натяжения, обеспечивает постоянство передаточного числа(отсутствует скольжение и буксирование).
Недостатки:
Рекомендуемые материалы
1. Значительный шум при работе вследствие удара цепи о зуб звездочки при входе в зацепление, особенно при малом числе зубьев и большом шаге.
2. Сравнительно быстрое изнашивание шарниров цепи, необходимость применения системы смазывания.
3. Удлинение цепи вследствие износа шарниров и сход ее со звездочек, что требует применения натяжных устройств.
Применение: в станках, мотоциклах, велосипедах, буровом оборудовании, строительно-дорожных машинах для передачи движения между параллельными валами на значительные расстояния.
Приводные цепи.
Состоят из соединенных шарнирами отдельных звеньев. Помимо приводных бывают тяговые и грузовые цепи, которые в дальнейшем не рассматриваются.
Основные типы стандартизированных приводных цепей: роликовые, втулочные и зубчатые.
Роликовые приводные цепи.
Состоят из двух рядов нагруженных 1 и внутренних 2 пластин в наружные пластины запрессованы оси 3, пропущенные через втулки 4, запрессованные в свою очередь во внутренние пластины. На втулки предварительно надеты свободно вращающиеся закаленные ролики 5. концы осей после сборки расклепывают с образованием головок, препятствующих спаданию пластин.
При относительном повороте звеньев ось поворачивается во втулке, образуя шарнир скольжения. Зацепление цепи со звездочкой происходит через ролик.
Шаг 
цепи является основным параметром цепной передачи. Чем больше , тем выше нагрузочная способность цепи.
Диаметр делительной окружности звездочек из 
, z – число зубьев звездочки. Шаг у звездочки измеряют по хорде делительной окружности.
Роликовые цепи имеют широкое распространение при 
Втулочные приводные цепи по конструкции подобны роликовым, но не имеют роликов, что удешевляет цепь, уменьшает массу, но существенно увеличивает износ втулок цепи и зубьев звездочек. Применяют при неответственных передачах при 
.
Втулочные и роликовые цепи изготавливают однорядные и многорядные с числом рядов 2,3,4 и более. Многорядные цепи с меньшим шагом позволяют заменить однорядную с большим и тем самым уменьшить d звездочки, снизить динамические нагрузки.
Материалы цепей.
Цепи должны бить износостойкими и прочными. Пластины цепей изготавливают из сталей 50, 40Х и др. с закалкой 40…50 HRC. Оси, втулки, ролики из цементируемых сталей 20,15Х и др. с закалкой 52…65 HRC.
Оптимальное межосевое расстояние передачи принимают из условия долговечности цепи: 
Особенности работы цепных передач.
Переменность мгновенного значения передаточного отношения.
Скорость v цепи, угловая скорость 
, ведомой звездочки и передаточное отношение 
переменны при 
.
При работе цепной передачи движение цепи определяется движением шарнира звена, вошедшего последним в зацепление с ведущей звездочкой.
Ведущий шарнир А в некоторый момент времени повернут относительно вертикальной оси на угол , окружная скорость на зубе ВЩ звездочки 
; 
- радиус делительной окружности, проходящей через центры шарниров цепи.
Скорость движения цепи 
, где 
- текущий угол поворота ВЩ звездочки относительно перпендикуляра к ВЩ ветви. Т.к. при повороте звездочки угол , изменяется по абсолютной величине в пределах 
, то скорость цепи 
при повороте на один угловой шаг 
колеблется в переделах 
, где 
и 
.
Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки
,
где 
на ведомой звездочке меняется в пределах 
Мгновенное передаточное отношение
Передаточное отношение цепной передачи переменно в переделах поворота звездочки на один зуб.
Непостоянство 
вызывает неравномерность хода передачи, поперечные колебания цепи. Равномерность движения тем выше, чем больше число зубьев звездочки.
Среднее передаточное отношение.
Цепь за один оборот звездочки проходит путь 
. время одного оборота звездочки 
. следовательно, скорость 
цепи: 
.
, 
.
- шаг цепи, 
- числа зубьев и частоты вращения ведущей и ведомой звездочек. Из равенства скоростей цепи на звездочках:
.
Среднее передаточное отношение 
за один оборот постоянно.
Силы в ветвях цепи.
В ведущей ветви действует постоянная сила 
, состоящая из окружной силы 
и силы натяжения ведомой ветви 
:
Сила натяжения ведомой ветви: 
- натяжение от силы тяжести, 
- натяжение от центробежных сил.
Натяжение 
от силы тяжести при горизонтальном или близком к нему положении линии, соединяющих оси звездочек:
Где 
- масса 1м цепи, кг/м, 
, 
- межосевое расстояние, 
- стрела провисания ведомой ветви, м.
При вертикальном или близком к нему положении центров звездочки
Натяжение цепи от центробежных сил
- скорость движения цепи, м/с.
Цепь передачи проверяют на прочность, Сопоставляя значения разрушающей силы, приводимой в стандарте, и силы натяжения ведущей ветви.
Нагрузка на валы звездочек.
Условно принимают:
где 
- коэффициент нагрузки вала, 
- для горизонтальных, 
- для вертикальных.
Т.е. нагрузки на валы несколько больше полезной окружной силы вследствие натяжения цепи от собственной силы тяжести.
Характер и причины отказов ЦП.
1. Изнашивание деталей шарниров.
2. Изнашивание зубьев звездочек.
3. Усталостное разрушение пластин цепей вследствие циклического нагружения. Наблюдают в быстроходных тяжело нагруженных передачах.
4. Упорно-усталостное разрушение тонкостенных деталей роликов и втулок. Эти отказы обусловлены ударами шарниров о зубья звездочек при входе в зацепление.
5.
Основным видом отказов является изнашивание шарниров.
Давление в шарнирах на должно превышать допустимых в данных условиях эксплуатации.
Давление связано с путем трения 
степенной зависимостью 
.
- постоянная для конкретных условий эксплуатации; 
- показатель степени, зависит от условий смазывания 
при нормальной эксплуатации и хорошем смазывании.
Среднее условное давление в шарнирах цепи в предположении нулевого зазора между валиком и втулкой и равномерно распределенного давления в шарнире
- коэффициент эксплуатации, 
- площадь проекции шарнира на диаметральное сечение, мм2 . 
– допускаемое давление, МПа, для средних эксплуатационных условий, при которых 
.
Площадь проекции шарнира:
- диаметр валика, 
- длина втулки.
Коэффициент эксплуатации
- коэффициент динамической нагрузки, при равномерной нагрузке 
, при работе с толчками 
.
- коэффициент, учитывающий длину цепи (чем длиннее цепь, тем реже каждое звено входит в зацепление со звездочкой и тем меньше износ в шарнире). При 
принимают 
, 
, 
где - длина при 
, 
- длина рассчитываемой цепи;
- коэффициент , учитывающий наклон линии центров звездочек передачи к горизонту, чем больше угол наклона, тем меньше допустимый износ в шарнирах; при 
, при 
- коэффициент регулировки натяжения цепи; для передач с регулировкой положения оси одной из звездочек 
, для нерегулируемой - 
.
- учитывает характер смазывания, при непрерывном смазывании 
, при регулярном капельном - 
, при периодическом - 
.
Вихревые насосы - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.
- коэффициент режима работы, при односменной работе 
, при двусменной - 
, при трехсменной 
.
- допускаемое давление в шарнирах цепи, принимают по опытным данным.
Для предварительного определения шага роликовой (втулочной) цепи
- коэффициент числа рядов, учитывает неравномерность распределения нагрузки по рядам цепи; для однорядной цепи 
, двурядной 
, трехрядной 
.
- 
, 
- допускаемое давление .
