Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Перекатывание ролика по зубу частично заменяет трение скольжения трением качения, что снижает износ зубьев. Кроме того, ролик выравнивает сосредоточенное давление зуба на втулку и тем самым уменьшает ее износ. Ьйр:ИгигзаиК-бт.пагоб.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 У 2,3' Фбб Рис 133 Роликовые цепи применяют при окружных скоростях до 20 м/с, Наряду с однорядными изготовляют двух-, трехи четырехрядные цепи (рис.
13.3,б)., Их собирают из тех же элементов, только валик проходит через все ряды. Многорядные цепи позволяют увеличивать нагрузку почти пропорционально числу рядов. Такие цепи применяют при больших нагрузках в сочетании с высокой скоростью: В этих случаях нецелесообразно применять однорядные тяжелые цепи с большим шагом из-за больших динамических нагрузок. Втулочные цепи по конструкции аналогичны роликовым, но у них нет ролика 5. Вслед~гвие этого износ цепи и звездочек увеличивается, но снижаются масса и стоимость цепи. Зубчатые цепи (рис. 13.4,а, б) состоят из набора пластин с двумя зубообразными выступами.
Пластины цепи зацепляются с зубьями звездочки своими торцовыми плоскостями. Угол вклиниванпя р принят равным 60". Конструкция зубчатых Рис !3 4 !т йр:ИгигзаиК-с!т.пагод.ги зозс!т®и1.Ьу ~сд:464840172 ф А /ф аю Б цепей позволяет изготовлять их широкими и передавать большие нагрузки. Зубчатые цепи работают плавно, с меньшим шумом, Их рекомендуют применять при сравнительно высоких 4 скоростях — до 35 м/с. Известные зубчатые цепи различают в основном по конструкции шарниров. Совершенствование шарниров направлено на уменьшение износа и потерь Рис. 13.5 на трение.
Применяют шарниры сколь- жения (рис. 13.5,а) и шарниры качения (рис. 13.5,б). В шарнирах скольжения вкладыши 1 и 2 пронизывают пластины по всей ширине цепи. При этом вкладыш 1 закреплен в пластинах Б, а вкладыш 2 — в пластинах А. Шарнир допускает поворот пластины в одну или в обе стороны на ~р,„. Обычно ~р,„=30'. Значение угла ~р,„ограничивает минимальное число зубьев звездочки по условию ~;„= 360/~р,„= 12. Шарниры качения не имеют валика. Их изготовляют с,1вумя сегментными вкладышами 1 и 2.
При повороте звеньев вкладыши не скользят, а перекатываются, что позволяет повысить КПД передачи и долговечность цепи. Шарниры качения разработаны сравнительно недавно. Они быстро завоевали признание. Зубчатые цепи с шарнирами качения стандартизованы (ГОСТ 13552 †). Звездочки приводных цепей. По конструкции они во многом подобны зубчатым колесам (см. рис.
13.1). Делительная окрур жность звездочки проходит через центры шарниров цепи. Диаметр этой окружности определяется равенством (рис. 13.6) 2х д=р,/яп (к/г). (13.8) Формула (13.8) справедлива и для 1 звездочек зубчатых цепей. Конструкция зубчатых цепей такова, что делительный диаметр звездочки больше ее наружного диаметра (см. рис. 13.4). Рис.
13.6 Профиль и размеры зубьев звездочек зависят от типа и размеров цепи, Для стандартных цепей все размеры зубьев звездочек стандартизованы. У звездочек зубчатых цепей форма рабочего участка профиля прямолинейна (см, рис. 13.4). Роликовые и втулочные цепи могут зацепляться с зубьями различного профиля: выпуклым, прямолинейным и вогнутым (рис.
13.7,а, б, ы). Вогнутым выполняют только основной нижний участок профиля, У вершины зуб имеет скругленную 280 Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 в) ! Рис. 33.7 выпуклую форму, а в средней части — небольшой прямолинейный переходный участок, Такая форма зуба позволяет изготовлять его методом обкатки, что повышает производительность и точность. Вогнутый профиль (рис. 13.7,в) в настоящее время принят за основной.
Зуб любого профиля должен обеспечивать свободный вход и выход шарниров из зацепления. Качество профиля в значительной степени определяется значением угла профиля у (рис. 13.7, для выпуклого и вогнутого профилей у изменяется по высоте зуба). При увеличении у уменьшается износ зубьев и шарниров, связанный с перемещениями шарниров по профилю зуба в процессе зацепления (см. ниже). С другой стороны, увеличение у приводит к усилению удара шарниров при входе в зацепление, а также к увеличению натяжения холостой ветви цепи. Более благоприятным в этом отношении является также вогнутый профиль. Материалы цепей и звездочек. Цепи и звездочки должны быть стойкими против износа и ударных нагрузок. По этим соображениям большинство цепей и звездочек изготовляют из углеродистых и легированных сталей с последующей термической обработкой (улучшение, закалка).
Рекомендации по выбору материалов и термообработки цепей и звездочек можно найти в соответствующих справочниках 14, 27~. Так, например, для звездочек рекомендуется применять стали 45, 40Х и др,; для пластин цепей — стали 45, 50 и др.; для валиков вкладышей и роликов — стали 15, 20, 20Х и др, Детали шарниров цепей в большинстве случаев цементируют, что повышает их износостойкость при сохранении ударной прочности. Перспективным является изготовление звездочек из пластмасс, позволяющих уменьшить динамические нагрузки и шум передачи.
~ 13.4. Силы в цепной передаче Силовая схема цепной передачи аналогична силовой схеме ременной передачи. Здесь также можно различить: Е, и Е, — натяжения ведущей и ведомой ветвей цепи; Е, — окружную силу; Ео — силу предварительного натяжения; Г,— натяжения от центробежных сил. По той же аналогии, 281 Ьйр:/IКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 ~ 1 ~г2 (13.9) р 2 (13.10) где д — масса единицы длины цепи (по каталогу)„п- — окружная скорость.
Для цепной передачи значение Го принято определять как натяжение от силы тяжести свободной ветви цепи: Го = Кг аЧа. (13.11) где а длина свободной ветви цепи, приближенно равная межосевому расстоянию; д - — ускорение силы тяжести; К~ — — коэффициент провисания, зависящий от расположения привода и стрелы провисания цепи /. (13.12) У1-Г(, Е2ФО. ~ 13.5. Кинематика и динамика цепной передачи Неравномерность движения и колебания цепи. На рис. 13.8 показаны скорости шарниров цепи и зубьев ведущей звездочки. В данный момент шарнир А находится в зацеплении, а шарнир В приближается к зацеплению с зубом С.
Скорость шарнира А равна окружной скорости звездочки 0 в точке, совпадающей с центром шарнира. Эту скорость можно разложить на составляющие: г2, направленную вдоль ветви цепи, и п1 перпендикулярно цепи. В зависимости от положения ведущего шарнира составляющие скорости изменяются: 02 = и сои О, 1(1 = г яп О. (13.13) Здесь значение угла О изменяется в пределах — -гр/2< О <+ гр/2. Угол (- гр/2) соответствует моменту входа в зацепление шарнира А, угол (+гр/2) --шарнира В, а д=22г/=. На рис, 13.9 показаны графики изменения скоростей п2 и г1. Эти скорости являюгся периодическими функциями времени 282 Для рекомендуемых значений /'ж(0,01...0,02) а приближенно принимают: при горизонтальном расположении Кт=б; пол углом 40 к горизонту К~= 3, 'при вертикальном расположении Кт — — 1, Значение К~ уменьшается с увеличением /; Натяжение ведомой ветви Е2 равно большему из натяжений Го и Г Для цепной передачи, работающей по принципу зацепления, а не трения, значение Го не имеет такого решающего влияния, как для ременной передачи.
Обычно Ео составляет всего несколько процентов от Е,. Для распространенных на практике тихоходных и среднескоростных передач (0 < 10 м/с) также невелико и натяжение Е„. В примере 13.1 Е„составляет -0,1'4, а Го-4'/о от Е,. При этом для практических расчетов можно принимать Ьйр:дКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 и2 уМ Рис. 13 8 Рис. 13.9 ~, период которых равен ~р/со. На графике 0= — 1р/2 при ~=0, В=О при т=ср(2в) и О=ср/2 при ~=ср/а.
Движение ведомой звездочки определяется скоростью п2. Периодическое изменение этой скорости сопровождается непостоянством передаточного отношения 1 и дополнительными динамическими нагрузками. Со скоростью и, связаны поперечные колебания ветвей цепи и удары шарниров цепи о зубья звездочки (см. ниже). Колебания и удары в свою очередь вызывают дополнительные динамические нагрузки.
Формулы (13.13) позволяют отметить, что перечисленные отрицательные кинематические и динамические свойства передачи проявляются тем сильнее, чем меньше число зубьев звездочки г. Исследованиями 1271 установлено, что при отсутствии резонансных колебаний вредное влияние пульсации скоростей и, и п2 в значительной степени снижается вследствие упругости и провисания цепи.
Для рекомендуемых значений параметров (~, р„, а и пр.) непостоянство передаточного отношения не превышает 1...2%, а динамические нагрузки составляют несколько процентов от окружной силы Е,. При большинстве режимов работы цепных передач резонансные колебания не наблюдаются, так как частота возмущающих ипульсов больше частоты собственных колебаний. Кроме того, амплитуды колебаний уменьшаются вследствие демпфирующих свойств цепи. Для приближенной оценки критической частоты вращения можно использовать формулу и1~ — — 30 /7,/д/(г,а), 113.14) где и — межосевое расстояние, м, Е, — натяжение ведущей ветви, Н; д --масса 1 м длины цепи, кг~м; п,~ — в мин Удар шарнира о зуб и ограничение шага цепи.
В момент входа в зацепление шарнира В с зубом С (см. рис. 13.8) вертикальные составляющие их скоростей и, и о', направлены навстречу друг другу — соприкосновение шарнира с зубом 283 ЬйрЯКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 сопровождается ударом. Эффект удара можно оценить потерей кинетической энергии Е, =0,5то~. Здесь т=ар„— масса цепи, которая участвует в ударе (приближенно принимают равной массе одного звена); р„— шаг цепи; о„— скорость удара.
В результате преобразований для цепных передач получают 124~ Е~ — — 0,5ап1 р 81п' 1360'/г, + у) ~ ~Е„1. (13.15) Последовательные удары сопровождаются шумом передачи и являются одной из причин разрушения шарниров цепи и зубьев звездочки. В некоторых случаях удары приводят к раскалыванию роликов, Для ограничения вредного влияния ударов, на основе зависимости (13.15), выработаны рекомендации 124~ по выбору шага цепи в зависимости от быстроходности передачи. Частота вращения п„, мин роликовые цепи при г1>15 1250 1000 900 800 630 500 400 300 зубчатые цепи при г,>!7 3300 2650 2200 1650 1320 Наибольший допускаемый шаг цепи Ср.З ., Мм 12,70 15,87 19,05 25,40 31,75 38,10 44,45 50,80 Примечания: !.
На практике всегда желательно принимать шаг меньше допускаемого. 2. При увеличении частоты вращения за указанные пределы необходимы повышенная точность и обильная смазка передачи. ~ 13.б. Критерии работоспособности н расчета Все детали стандартных цепей конструируют примерно равнопрочными. Это достигается соответствующим сочетанием размеров деталей, их материалов и термообработки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
