Transcript ТЕМА 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ.ЛЕКЦИЯ № 11. Цепные

ТЕМА 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ.
ЛЕКЦИЯ № 11. Цепные передачи (ЦП)
Вопросы, изложенные в лекции
1 Цепная передача. Общие сведения
2 Классификация ЦП. Устройство звеньев ЦП.
3 Геометрия и кинематика ЦП.
4 Критерии работоспособности и расчета ЦП.
5 Обслуживание ЦП. Натяжные устройства.
6 Фрикционные вариаторы.
Цепная передача. Общие сведения
Цепная передача –
Рисунок 1 – Цепная передача.
Кинематическая схема
механизм для передачи
вращательного движения
между
параллельными
валами.
Основана
на
зацеплении
тягового
органа, выполненного в
виде
бесконечной
замкнутой
цепи,
со
звездочками,
представляющими собой
колеса
с
зубьями
специального профиля.
Рисунок 2 –
Типы цепных
передач
Цепная передача. Общие сведения
б)
а)
Рисунок 3 – Многозвенная цепная передача:
а) – общий вид; б) – кинематическая схема:
1– ведущая звездочка; 2 – три ведомых звездочки
Цепная передача. Общие сведения
Достоинства :
1 Возможность передачи движения на достаточно большие расстояния
(до 8 м).
2 Возможность передачи движения нескольким валам одной цепью.
3 Отсутствие проскальзывания, а следовательно, и стабильность
передаточного отношения при уменьшенной нагрузке на валы и их опоры.
4 Относительно высокий КПД (0,96…0,98 при достаточной смазке).
Недостатки :
1 Повышенная шумность и виброактивность при работе вследствие
пульсации скорости цепи и возникающих при этом динамических нагрузок.
2 Интенсивный износ шарниров цепи из-за ударного взаимодействия с
впадиной звездочки, трения скольжения в самом шарнире и трудности
смазки.
3 Вытягивание цепи (увеличение шага) вследствие износа шарниров и
удлинения пластин.
4 Сравнительно высокая стоимость.
Цепная передача. Классификация
По назначению:
1 тяговые (для перемещения грузов по горизонтальной или наклонной
поверхности);
2 грузовые (для закрепления и подъема грузов);
3 приводные (для передачи движения).
По числу рядов:
1 однорядная;
2 многорядная.
а)
По типу приводных цепей:
1
2
3
4
в)
роликовая (рисунок а);
втулочная (рисунок б);
зубчатая (рисунок в);
фасоннозвенная (рисунок г).
г)
б)
Роликовая ЦП. Устройство
Роликовая цепь (рисунок 4 а)
состоит из звеньев с наружными
пластинами 1, соединенными между
собой двумя осями 2, и звеньев с
внутренними пластинами 3, которые
втулками 4 тоже соединены между
собой. Втулки 4 надеты на оси 2 с
возможностью
вращения,
образуя
таким образом шарнир цепи. На
каждой из втулок 4 сидит свободно
вращающийся ролик 5. Цепь обычно
проектируется с четным числом
звеньев, тогда замыкающим звеном,
соединяющим концы цепи в замкнутое
кольцо, является звено с наружными
пластинами, оси которого могут
выниматься и крепятся при сборке
разрезной шайбой или шплинтом
(рисунок 4 б). При нечетном числе
звеньев цепи для её замыкания
применяется специальное звено с
разными концевыми частями (рисунок
4 в).
Рисунок 4 – Конструкция роликовой цепи
Цепная передача. Звездочки
Рисунок 5 –
Звездочка втулочной
и роликовой цепи
Рисунок 6 –
Звездочка зубчатой
цепи
Геометрия ЦП
Основные геометрические соотношения в ЦП (рисунок 7):
t  шаг цепи;
a  межосевое расстояние;
d1  делительный диаметр ведущей звездочки;
d2  делительный диаметр ведомой звездочки;
  угол наклона цепной передачи;
Межосевое расстояние
f  величина провисания цепи.
передачи выбирается в
зависимости от шага цепи
по
следующему
соотношению:
Меньшие
значения
коэффициента в правой
части
соответствуют
меньшим передаточным
числам и наоборот.
Передаточное отношение ЦП:
Рисунок 7 – Схема цепной передачи
Геометрия ЦП
Число зубьев ведущей звездочки:
для роликовых и втулочных цепей:
при z1  13;
при условии z1  17;
для зубчатых цепей
где u – передаточное число.
Число зубьев ведомой звездочки:
ближайшего большего нечетного числа.
Ограничение по износу:
для втулочной:
;
с
округлением
до
для роликовой:
для зубчатой:
Длину цепи Lр , выраженную в шагах (число звеньев цепи), для
известного межосевого расстояния определяют по выражению:
Оптимальная стрела провисания
(рисунок 7):
при:
при:
Основные
кинематические
характеристики ЦП:
– линейная скорость перемещения цепи;
– угловая скорость вращения
ведущей звездочки;
– угловая скорость вращения
ведомой звездочки.
Передаточное отношение u
является средним за оборот, но в
пределах поворота звездочки на
один угловой шаг (2/z) не
остается постоянным.
Рисунок 8 – Схема совместного движения цепи и звездочки
Горизонтальная составляющая окружной скорости:
Вертикальная составляющая окружной скорости:
Угол  изменяется при повороте звездочки на один шаг от
. При
скорость -
, при
-
до
. (Рисунок 9 а)
Периодические
изменения
горизонтальной
и
вертикальной
составляющих окружной скорости являются причиной непостоянства
передаточного числа и дополнительных динамических нагрузок. В точках
разрывов функции ускорения имеют место динамические проявления в
виде ударов.
Рисунок 9 – График изменения линейной скорости (а) и ускорения (б) цепи
Величина пульсации скорости цепи, равная отношению разности этих
двух скоростей к средней скорости цепи, в этом случае составит:
При работе цепной передачи на цепь действуют:
1 Окружная (тангенциальная для звездочек) сила Ft , участвующая в
передаче мощности от ведущей звездочки к ведомой.
2
Сила
предварительного
натяжения
F0,
обусловленная
провисанием ведомой ветви цепи.
3 Натяжение FV, от действия центробежных сил на элементы цепи
при обегании ими звездочек.
В ведущей ветви цепи все эти силы суммируются:
При проектном расчете ЦП выбирается шаг цепи.
Основной критерий работоспособности и расчета цепных передач –
долговечность работы цепи на износостойкость шарниров звеньев
цепи. Расчет выполняется как проверочный.
Для получения необходимой долговечности определяется среднее
давление в шарнирах:
- окружная сила;
- коэффициент, учитывающий число рядов цепи;
- коэффициент, учитывающий условия эксплуатации;
- площадь проекции опорной поверхности шарнира.
Выбор смазки зависит от скорости
цепи:
– периодически ручной масленкой;
– непрерывная капельная;
– непрерывная картерная:
– окунание цепи в масляную ванну;
– циркуляционная под давлением.
Для открытых ЦП (без картера) применяют внутришарнирную смазку,
которая осуществляется
погружением снятой цепи в подогретую
пластичную смазку через каждые 150 – 200 часов работы.
Подводить смазку предпочтительно на внутреннюю поверхность цепи,
откуда под действием центробежной силы она лучше подается к
шарнирам.
В зависимости от нагрузки для смазывания цепных передач применяют масла индустриальные И-Г-А-46...И-Г-А-68, а при малых нагрузках - Н-Г-А-32.
По мере изнашивания и контактных обмятий шарниров цепь
вытягивается, стрела
провисания ведомой ветви увеличивается, что
вызывает захлестывание звездочки цепью.
Натяжные устройства должны компенсировать удлинение цепи в
пределах двух звеньев, при большей вытяжке — два звена цепи удаляют.
Увеличение шага цепи вследствие износа в шарнирах не компенсируется
ее натяжением. По мере изнашивания цепи шарниры располагаются все
ближе к вершинам зубьев и возникает опасность соскакивания цепи со
звездочек.
Регулирующие звездочки
и
ролики
следует
по
возможности устанавливать
на ведомой ветви цепи в
местах
ее
наибольшего
провисания.
При
невозможности установки на
ведомой ветви (рисунок 10
б), их ставят на ведущей, но
для уменьшения вибраций с
внутренней
стороны
(рисунок 10 в), где они
работают как оттяжные.
Рисунок 10 – Способы натяжения цепи: (а) – перемещением одной из звездочек;
(б) – прижимной звездочкой; (в) – оттяжной звездочкой
Предназначен для бесступенчатого изменения передаточного числа.
Регулирование передаточного числа осуществляется сближением одной
пары звездочек-конусов и раздвижением другой.
Предназначен для бесступенчатого изменения передаточного числа.
Регулирование передаточного числа осуществляется сближением одной
пары звездочек-конусов и раздвижением другой.
Рисунок 11 – Цепной вариатор: 1, 2- звездочки-конусы; 3 - цепь специальной
конструкции с выдвижными пластинами, входящими в пазы конусов
Лекция окончена.
Спасибо за внимание!