18. Ланцюгові передачі: основні характеристики, конструкції приводних ланцюгів

Ланцюгова передача схематично зображена на рисунку 18.1. Вона заснована на зачепленні ланцюга 1 і зірочок 2. Принцип зачеплення, а не тертя, а також підвищена міцність сталевого ланцюга в порівнянні з ременем дозволяють передавати ланцюгом, за інших рівних умов, великі навантаження (однак менші, чим зубчастими колесами). Відсутність ковзання і буксування забезпечує сталість передатного відношення (середнього за оборот) і можливість роботи при значних короткочасних перевантаженнях. Принцип зачеплення не вимагає попереднього натягу ланцюга, у зв'язку з чим зменшується навантаження на вали й опори. Кут обхвату зірочки ланцюгом не має настільки вирішального значення, як кут обхвату шківа ременем. Тому ланцюгові передачі можуть працювати при менших міжосьових відстанях і при великих передатних відносинах, а також передавати потужність від одного в едучого вала 1 декільком веденим 2 (рисунок 18.2).

Ланцюгові передачі мають і деякі вади. Основною причиною цих вад є те, що ланцюг складається з окремих жорстких ланок і розташовується на зірочці не по колу, а по багатокутнику. З цим зв'язані знос шарнірів ланцюга, шум і додаткові динамічні навантаження, необхідність організації системи змащення.

Ланцюгові передачі застосовують при значних міжосьових відстанях, а також для передачі руху від одного ведучого вала декільком веденим у тих випадках, коли зубчасті передачі не застосовні, а ремінні недостатньо надійні. Найбільше поширення ланцюгові передачі одержали в сільськогосподарському, транспортному і хімічному машинобудуванні, верстатобудуванні, гірничорудному устаткуванні і підйомно-транспортних пристроях.

Потужність.

P = F_tυ . (18.1)

Сучасні ланцюгові передачі застосовують у діапазоні потужностей від часток до декількох тисяч кВт. Найбільше поширення одержали передачі до 100 кВт, тому що при великих потужностях прогресивно зростає вартість ланцюгової передачі в порівнянні з зубчастою.

Швидкість ланцюга і частота обертання зірочки.

υ = nzp_ц/60, (18.2)

де z – число зубів зірочки; p_ц – крок ланцюга, м; п – частота обертання зірочки, хв^–1.

Зі швидкістю ланцюга і частотою обертання зірочки зв'язані знос, шум і динамічні навантаження привода. Найбільше поширення одержали тихохідні і середньошвидкосні передачі з υ до 15 м/с і п до 500 хв^–1. Однак зустрічаються передачі з n до 3000 хв^–1. При швидкохідних двигунах ланцюгову передачу, як правило, установлюють після редуктора.

Передатне відношення.

i = n₁/n₂ = z₂/z₁. (18.3)

Розповсюджені значення i до 6(10). При великих значеннях i стає недоцільним виконувати одноступеневу передачу через великі її габарити.

К. к. д. передачі. Втрати в ланцюговій передачі складаються з утрат на тертя в шарнірах ланцюга, на зубах зірочок і в опорах валів. При змащенні зануренням ланцюга в масляну ванну враховують також утрати на перемішування мастила. Середнє значення к. к. д. η  0,96...0,98.

Міжосьова відстань і довжина ланцюга. Мінімальна міжосьова відстань обмежується мінімально припустимим зазором між зірочками (30...50 мм):

a_min = (d_a1 + d_a2)/2 + (30...50), (18.4)

де d_a – зовнішній діаметр зірочки.

По розуміннях довговічності ланцюга (див. нижче) на практиці рекомендують приймати

а =(30...50) р_ц . (18.5)

Нижні значення для малих i  1...2 і верхні для великих i  6...7. Довжина ланцюга, виражена в кроках чи числом, ланок ланцюга:

. (18.6)

Ця формула виводиться аналогічно формулі для довжини ременя і є наближеною. Значення L_p округляють до цілого числа, що бажано брати парним, щоб не застосовувати спеціальних сполучних ланок. Для прийнятого значення L_p уточнюють значення а. З формули (18.6):

. (18.7)

Передача працює краще при невеликому провисанні холостої гілки ланцюга. Тому розрахункову міжосьову відстань рекомендують зменшувати приблизно на (0,002...0,004)а. Довжина ланцюга збільшується в міру зносу шарнірів (див. нижче), тому в конструкції повинні бути передбачені спеціальні пристрої для регулювання провисання ланцюга. Звичайно це досягається переміщенням опор одного з валів чи установою спеціальних натяжних зірочок.

Приводні ланцюги. Основними типами сучасних приводних ланцюгів є шарнірні роликові, втулкові і зубчасті ланцюги. Вони стандартизовані і виготовляються спеціалізованими заводами. Головними характеристиками ланцюга є крок, ширина і руйнівне навантаження.

Роликовий ланцюг зображений на рисунку 18.3, а – однорядний і 18.3, б – дворядний. Тут валик 3 запресований в отвір зовнішньої ланки 2, а втулка 4 в отвір внутрішньої ланки 1. Втулка на валику і ролик 5 на втулці можуть вільно повертатися. Зачеплення ланцюга з зубом зірочки 6 відбувається через ролик. Застосування втулки дозволяє розподілити навантаження по всій довжині валика і цим зменшити знос шарнірів. Перекочування ролика по зубі частково заміняє тертя ковзання тертям котіння, що знижує знос зубів. Крім того, ролик вирівнює зосереджений тиск зуба на втулку і тим самим зменшує її знос.

Роликові ланцюги застосовують при обводових швидкостях до 20 м/с. Поряд з однорядними виготовляють двох-, трьох- і чотирирядні ланцюги (рисунок 18.3, б). Їх збирають з тих же елементів, тільки валик проходить через усі ряди. Багаторядні ланцюги дозволяють збільшувати навантаження майже пропорційно числу рядів. Такі ланцюги застосовують при великих навантаженнях у сполученні з високою швидкістю.