Цепные передачи. Конструкции цепей. Конструкции звёздочек. Кинематика и геометрия

Лекция №18

Тема 18: Цепные передачи

18.1. Общие сведения

Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звёздочек, охватываемых цепью (рис. 18.1). В состав передачи также часто входят натяжные и смазочные устройства и ограждения. Возможно применение нескольких ведомых звёздочек. Цепь состоит из звеньев, шарнирно соединённых друг с другом, за счёт чего образуется гибкость цепи.

Рис. 18.1. Кинематическая схема цепной передачи

          Цепные передачи, применяемые в машиностроении, по характеру работы делятся на грузовые, тяговые и приводные. Грузовые цепи служат для закрепления грузов, например, сварная круглозвенная цепь. Тяговые цепи – для перемещения грузов, например, пластинчатые цепи в конвейерах; их изучают в курсе подъёмно-транспортных машин. Приводные цепи служат для передачи движения. Их изучают в курсе «Детали машин и основы конструирования».

Передача основана на зацеплении приводной цепи и звездочек. Принцип передачи движения зацеплением, а также повышенная прочность стальной цепи по сравнению с ремнем позволяет иметь преимущества в сравнении с ремённой передачей, сохраняя достоинства передачи гибкой связью.

18.2. Оценка и применение

Достоинства:

          1) Высокая нагрузочная способность.

          2) Малые нагрузки на валы и опоры.

          3) Высокий КПД.

          4) Возможность перекрытия больших межосевых расстояний (до 8 м).

          5) Отсутствие проскальзывания.

          Недостатки:

          1) Шум и динамические нагрузки.

          2) Необходимость ухода при эксплуатации.

          3) Непостоянство мгновенного передаточного отношения.

          4) «Вытягивание» цепи вследствие износа.

          Цепные передачи применялись в глубокой древности и не потеряли своего значения до настоящего времени. Они применяются при значительных межосевых расстояниях, а также в тех случаях, когда зубчатые передачи неприменимы, а ремённые недостаточно надежны. Как тяжело нагруженную, цепную передачу ставят обычно последней ступенью привода. Передаваемая мощность, как правило, не превышает 100 кВт, хотя имеются передачи в несколько тысяч киловатт.

          Передачи получили большое распространение во всех отраслях машиностроения, в частности, в подъёмно-транспортных машинах, путевых машинах (снегоуборочные, щебнеочистительные и другие), в автомобилях, мотоциклах, велосипедах и во многих других машинах.

18.3. Конструкции цепей

          Основными типами современных приводных цепей являются шарнирные роликовые, втулочные и зубчатые цепи. Все они стандартизованы. Наиболее широко применяются роликовые цепи. Главными характеристиками цепи являются: шаг p_ц, ширина B и разрушающая нагрузка F_р.

          А) Роликовая цепь состоит из последовательно чередующихся внутренних и наружных звеньев (рис. 18.2). Внутренние звенья состоят из пластин и запрессованных в их отверстия гладких втулок. Наружные звенья состоят из пластин и запрессованных в их отверстия валиков. Втулка, свободно надеваемая на валик, и ролик на втулке могут свободно проворачиваться, образуя цилиндрический шарнир. Применение втулки позволяет распределить нагрузку по всей длине валика и этим уменьшить износ шарниров. 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 её износ.

Рис. 18.2. Роликовая цепь

Концы цепи с чётным числом звеньев соединяют с помощью соединительного звена (внутреннего или наружного) со шплинтами. Цепь с нечётным числом звеньев соединяется через переходное звено. Оно менее прочно, чем соединительное, поэтому следует принимать число звеньев цепи L_p чётным. Однако в некоторых строительных и дорожных машинах, работающих при ударных нагрузках, применяют роликовые цепи с изогнутыми пластинами.

Многорядные цепи позволяют увеличить нагрузку почти пропорционально числу рядов. Это уменьшает шаг и повышает плавность работы. Такие цепи применяют в тяжело нагруженных быстроходных передачах. В обозначении цепи указывают тип цепи, её шаг p_ц в миллиметрах и разрушающую силу F_р в ньютонах. Пример обозначения приводной роликовой цепи: ПР-38,1-127000  ГОСТ 13568-75.

          Б) Втулочные цепи по конструкции аналогичны роликовым, но в их конструкции нет ролика. Вследствие этого снижается масса и стоимость цепи, но увеличивается износ втулок и звездочек.

          В) Зубчатые цепи состоят из набора пластин с двумя рабочими торцовыми плоскостями, расположенными под углом вклинивания α = 60° (рис. 18.3).

Рис. 18.3. Конструкции зубчатых цепей

Приняты две формы пластин: тип 1 (рис. 18.3, а) – с односторонним зацеплением, и тип 2 – с двухсторонним зацеплением (рис. 18.3, б). Конструкции зубчатых цепей позволяют изготовлять их широкими с небольшим шагом и передавать большие нагрузки. Зубчатые цепи работают плавно, с меньшим шумом.