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 – 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 1 – Цепная передача. Кинематическая схема Рисунок 2 – Типы цепных передач

Цепная передача. Общие сведения Рисунок 3 – Многозвенная цепная передача: а) – общий вид; б) – кинематическая схема: 1 – ведущая звездочка; 2 – три ведомых звездочки а)а) б)б)

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. Общие сведения

По назначению: 1 тяговые (для перемещения грузов по горизонтальной или наклонной поверхности); 2 грузовые (для закрепления и подъема грузов); 3 приводные (для передачи движения). Цепная передача. Классификация По числу рядов: 1 однорядная; 2 многорядная. По типу приводных цепей: 1 роликовая (рисунок а); 2 втулочная (рисунок б); 3 зубчатая (рисунок в); 4 фасоннозвенная (рисунок г). а) б)в)г)

Рисунок 4 – Конструкция роликовой цепи Роликовая цепь (рисунок 4 а) состоит из звеньев с наружными пластинами 1, соединенными между собой двумя осями 2, и звеньев с внутренними пластина-ми 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 проектиру-ется с четным числом звеньев, тогда замыкающим звеном, соединяющим концы цепи в зам- кнутое 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 приме-няется специальное звено с разными концевыми частями (рисунок 4 в). Роликовая ЦП. Устройство

Цепная передача. Звездочки Рисунок 5 – Звездочка втулочной и роликовой цепи Рисунок 6 – Звездочка зубчатой цепи

Основные геометрические соотношения в ЦП (рисунок 6): t шаг цепи; a межосевое расстояние; d 1 делительный диаметр ведущей звездочки; d 2 делительный диаметр ведомой звездочки; угол наклона цепной передачи; f величина провисания цепи. Рисунок 7 – Схема цепной передачи Межосевое расстояние передачи выбирается в зависимости от шага цепи по следующему соотношению: Меньшие значения коэффициента в правой части соответствуют меньшим передаточным числам и наоборот. Геометрия ЦП Передаточное отношение ЦП:

Число зубьев ведущей звездочки: для роликовых и втулочных цепей: при z 1 13 ; для зубчатых цепей при условии z 1 17 ; где u – передаточное число. Число зубьев ведомой звездочки: с округлением до ближайшего большего нечетного числа. Геометрия ЦП Длину цепи L р, выраженную в шагах (число звеньев цепи), для известного межосевого расстояния определяют по выражению: Ограничение по износу: для роликовой: для втулочной: для зубчатой: Оптимальная стрела провисания (рисунок 7): при:

Рисунок 8 – Схема совместного движения цепи и звездочки 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. Горизонтальная составляющая окружной скорости: Вертикальная составляющая окружной скорости: Угол изменяется при повороте звездочки на один шаг от до Прискорость -, при -. (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 F t, участвующая в передаче мощности от ведущей звездочки к ведомой. 2 Сила предварительного натяжения F 0, обусловленная провисанием ведомой ветви цепи. 3 Натяжение F V, от действия центробежных сил на элементы цепи при обегании ими звездочек. 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. В ведущей ветви цепи все эти силы суммируются: Для получения необходимой долговечности определяется среднее давление в шарнирах: - окружная сила; - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации ; - коэффициент, учитывающий число рядов цепи; - 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) - отжимной звездочкой

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!