6 РАСЧЕТ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ

6.1 Общие сведения Цепная передача относится к передачам зацепления с гибкой связью.

Состоит из ведущей и ведомой звездочек, огибаемых цепью.

Достоинства: 1. Возможность применения при значительных межосевых расстояниях;

2.Более компактны по сравнению с ременными передачами;

3.Высокий КПД;

4.Отсутствие скольжения;

5.Малые силы, действующие на валы, так как предварительное натяжение цепи мало.

Недостатки: 1. Сравнительно быстрое изнашивание шарниров цепи, вследствие затруднительного смазывания;

2.Более высокая точность установки валов, чем ременной передачи;

3.Удлинение цепи из-за износа шарниров, что требует натяжных

устройств.

Цепи, применяемые в машиностроении, по характеру выполняемой ими работы подразделяются на две группы: приводные и тяговые. Цепи стандартизованы, их производят на специализированных заводах.

В качестве приводных применяют роликовые, втулочные и зубчатые цепи. Для них характерны малые шаги и износоустойчивые шарниры.

Основными геометрическими характеристиками цепей являются шаг и ширина, основной силовой характеристикой - разрушающая нагрузка, устанавливаемая опытным путем.

Изготавливают следующие приводные роликовые и втулочные цепи по ГОСТ

13568-75:

ПРЛ - роликовые однорядные нормальной точности; IIP - роликовыеповышеннойточности;

ПРДроликовыедлиннозвенные; ПВ - втулочные;

ПРИ - роликовые с изогнутыми пластинами.

64

В обозначения роликовой или втулочной цепи указывают: тип, шаг, разрушающую нагрузку и номер ГОСТа (например, цепь ПР-25,4-5670 ГОСТ 1356875). Зубчатые цепи, по сравнению с другими, работают более плавно, с меньшим шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку, но тяжелее и дороже. В настоящее время изготавливают цепи с шарнирами качения, которые стандартизированы ГОСТ

13568-81.

Тяговые цепи подразделяются на три основных типа: пластинчатые по ГОСТ 558-61; разборные по ГОСТ 559-85; круглозвенные (нормальной и повышенной точности) по ГОСТ 2319-81.

6.2 Звездочки Звездочки по конструкции отличаются от зубчатых колес лишь профилем

зубьев, размеры и форма которых зависят от типа цепи.

Делительная окружность звездочек проходит через центры шарниров цепи. Диаметр делительной окружности определяется:

d	p	,
	180

sin z

где z - число зубьев звездочки;

p -шаг цепи; измеряется по хорде делительной окружности, мм.

Число зубьев малой звездочки z1 принимают из условий обеспечения минимальных габаритных размеров и плавного хода передачи по эмпирическим зависимостям.

Для роликовых (втулочных) цепей

z1min 29 2i ,

где i - передаточное отношение. Для зубчатых цепей

z1min 35 2i .

Предпочтительно принимать нечетные числа зубьев звездочек, что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует более равномерному её изнашиванию.

По мере износа цепи ее шарниры поднимаются по профилю зуба звездочки

65

от ножки к вершине, что приводит, в конечном счете, к нарушению зацепления. При этом предельно допустимое увеличение шага цепи тем меньше, чем больше число зубьев звёздочки. Поэтому максимальное число зубьев ограничивают при использовании цепей: роликовых z2 120 ; втулочных z2 90 ; зубчатых z2 140 .

Звёздочки изготавливают из сталей 45, 40Х и других с закалкой или из цементуемых сталей 15, 20Х и др. Перспективным является изготовление зубчатого венца звездочек из пластмасс, что понижает шум при работе передачи и изнашивание цепи. Передаточное отношение цепной передачи

i1 / 2 z2 / z1.

6.3Основные геометрические соотношения Оптимальное межосевое расстояние

a(30 50 pц ) ,

меньшие значения для i 1 2 ; большие - для i 6 7 . Потребное число звеньев цепи

	z	z	2		2a	z		2	z	2	p
W	1								1			;
		2			p			2			a

полученное значение W округляют до ближайшего целого (желательно четного) числа.

Расстояние между осями звездочек по выбранному числу звеньев цепи определяют

	p		z	z	2			z	z	2	2	z		2	z		2
			1					1							1
a		W					W					8						мм.
	4			2					2					2

Цепь должна иметь некоторое провисание во избежание повышенной нагрузки от силы тяжести и радиального бдения, для этого межосевое расстояние уменьшают на 0,002 0,004 a .

6.4 Силы в ветвях цепи Ведущая ветвь цепи (см. рис. 10.3) испытывает в процессе работы постоянную

нагрузку F1, состоящую из полезной силы Ft и натяжения ведомой цепи F2 :

66

F1 Ft F2 ;	Ft 2T / d ,
где d - делительный диаметр звёздочки.

Натяжение ведомой ветви с запасом обычно принимают:

F2 Fq Fц ,

где Fq - натяжение от действия силы тяжести;

Fц - натяжение от действия центробежных нагрузок на звенья цепи:

Fq ql 2 g cos , 8 f

где q - масса одного метра цепи, кг/м;

l - расстояние между точками подвеса цепи, м; f - стрела подвеса, м;

g- ускорение свободного падения, м/с2;

- угол наклона к горизонту линии, соединяющей точки подвеса цепи,

который приближённо принимают равным углу наклона передачи. Принимая l a и f 0,02a , получаем

Fq 60qa cos 10q ;
F qv2 ,
ц
где v - скорость движения цепи, м/с.
Расчетная нагрузка на валы цепной передачи
Fr kмFt 2Fq ,
где kм - коэффициент нагрузки вала.
Наклон линии центров звездочек к горизонту	0 40º	40 90º
kм при спокойней нагрузке	1,15	1,05.

При ударной нагрузке kм увеличивают на 10 15%.

6.5 Расчет передачи роликовой (втулочной) цепью Основным критерием работоспособности цепных передач является

долговечность цепи, определяемая изнашиванием шарниров. В соответствии с этим за основной принят расчет цепных передач, обеспечивающий износостойкость шарниров.

67

Нагрузочная способность цепи определяется из условия, чтобы среднее

давление рц	в шарнире звена не превышало допускаемого р 0 , указанного
в табл. 6.1:					/ A р , (Н/мм2),
		р F k		э
		ц	t			0
где Ft	- окружная сила, передаваемая цепью, Н;
A - площадь проекции опорной поверхности шарнира, мм2; для роликовых
(втулочных) цепей A d0 B ; здесь d0 - диаметр оси, мм;
B - длина втулки, мм;
kэ - коэффициент эксплуатации
		kэ kдkck k регk p ,
здесь kд - коэффициент динамичности нагрузки: при равномерной нагрузке
kд = 1; при толчках kд = 1,2 1,5;
kc	- коэффициент способа смазывания: при непрерывном смазывании kc =
0,8; при капельном - kc = 1; при периодическом - kc = 1,5;
k -		коэффициент наклона линии центров звездочек к горизонту;					при
60 k	1; при 60 k					1,25;
k рег		- коэффициент				способа регулирования натяжения цепи:	при

регулировании передвигающимися опорами k рег = 1; при регулировании нажимными звёздочками k рег = 0,8; для нерегулируемой передачи k рег = 1,25;

k р- коэффициент режима работы; при односменной работе - k р=1, при двусменной - k р= 1,25, при трехсменной - k р= 1,5.

Шаг роликовой (втулочной) цепи (мм):

p 2,8	3		T1kэ		,
			z	p
			1	0

где - число рядов цепи: = 1–4; T1- вращающий момент, Нмм;

p 0 - допускаемое давление в шарнирах цепи, Н/мм2.

68

Таблица 6.1 - Приводные роликовые цепи по ГОСТ 13568-75* *- цепи, которые могут изготовляться двухили трёхрядными

Обозначение цепи	Шаг	Расстояние	Диаметр	Диаметр	Ширина	Ширина	Проекция	Разрушающая	Масса 1 м
	цепи	между внутр.	валика d0 ,	ролика d р ,	внутр.	внутр.	площади	нагрузка Fp ,	цепи q ,
	p , мм	пластинами	мм	мм	пластины	звена B ,	шарнира A ,	кН	кг
		Ввн, мм			h , мм	мм	мм2
		3,00
ПР-8-460	8,00		2,31	5,00	7,5	4,77	11	4,60	0,20
		5,72
ПР-9,525-910	9,525		3,28	6,35	8,5	8,53	28	9,10	0,45
		2,40
ПР-12,7-900-1	12,70		3,66	7,75	10,0	4,90	17,9	9,00	0,30
		3,300
ПР-12,7-900-2	12,70		3,66	7,75	10,0	5,80	21,0	9,00	0,35
		5,40
ПР-12,7-1820-1	12,70		4,45	8,51	11,8	8,90	40	18,20	0,65
		7,75
ПР-12,7-1820-2*	12,70		4,45	8,51	11,8	11,3	50	18,20	0,75
		6,48
ПР-15,875-2270-1	15,875		5,08	10,16	14,8	10,78	55	22,70	0,80
		9,65
ПР-15,875-2270-2*	15,875		5,08	10,16	14,8	13,95	71	22,70	1,0
		12,70
ПР-19,05-3180*	19,05		5,96	11,91	18,2	17,75	105	31,80	1,9
		15,88
ПР-25,4-5670*	25,4		7,95	15,88	24,2	22,61	180	56,70	2,6
		19,05
ПР-31,75-8850*	31,75		9,55	19,05	31,2	27,46	260	88,50	3,8
		25,40
ПР-38,1-12700*	38,1		11,10	22,23	36,2	35,46	395	127,00	5,5
		25,40
ПР-44,45-17240*	44,45		12,70	25,70	42,4	37,19	475	172,40	7,5
		31,75
ПР-50,8-22680*	50,8		14,29	28,58	48,3	45,21	645	226,80	9,7