Тема 3.8: Ланцюгові передачі.

План

1. Призначення, будова, принцип роботи, застосування передач. Деталі ланцюгових передач.

2. Основні параметри ланцюгових передач. Критерії роботоздатності. Добирання ланцюгів і перевірний розрахунок їх.

1. Призначення, будова, принцип роботи, застосування передач.  Деталі ланцюгових передач.

Ланцюгова передача у найпростішому варіанті (рис.8.1) складається з ведучої 1 та веденої 2 зірочок і ланцюга 3, який знаходиться у зачепленні із зірочками. Ланцюг складається із з’єднаних шарнірами ланок. Вільний відрізок а ланцюга, що набігає на ведучу зірочку 1 називається ведучою віткою, а вільний відрізок b ланцюга – веденою віткою. Найвигідніші ланцюгові передачі загального призначення використовують для передавання потужностей у діапазоні 0,5...100 кВт при швидкості руху ланцюга (v), що не перевищує 15 м/с , з передаточним числом    і ККД в межах 0,92...0,96. У спеціальних приводах при швидкості  руху  ланцюга (v), що не перевищує 35 м/с при потужності до 2000 кВт.

Рис.8.1. Схема ланцюгової передачі

Ланцюгові передачі класифікують за такими ознаками:

- за конструкцією ланцюга:

втулково-роликова (рис. 8.2, а);

 зубчаста (рис. 8.2, б);

 фасонно-ланкова або крючкова (рис.8.2, в);

а б в

Рис.8.2. Схема ланцюга

- за способом регулювання натягу ланцюга:

 періодичний (рис. 8.3, а);

 автоматичний (рис. 8.3, б);

Рис.8.3. Схеми способів регулювання натягу ланцюга

- за способом мащення: періодичний (рис.  8.4, а); краплинний  (рис. 8.4, б) і у масляній ванні (рис. 8.4, в);

Рис.8.4. Схеми способів мащення

- за конструкцією корпуса:

 відкриті (рис.8.5, а);

 закриті (рис.8.5, б);

Рис.8.5. Схеми передач за конструкцією корпуса

2. Основні параметри ланцюгових передач. Критерії роботоздатності. Добирання ланцюгів і перевірний розрахунок їх.

Вибір та розрахунок геометричних розмірів.

         Для вибору параметрів ланцюга визначають орієнтовне значення його кроку . З багатовідомих формул для визначення орієнтовного кроку   ланцюга тут рекомендується знаходити  із  виразу:

,                                            (8.1)

де   - кутова швидкість ведучої зірочки;  - дослідний коефіцієнт, який приймається: = 14...17 – для втулково-роликових ланцюгів;  =17...20 - для зубчастих ланцюгів. Більші значення  приймають у випадках особливо точних передач;  - число зубців ведучої зірочки, яке можна  визначити:

      - для втулково-роликових ланцюгів  ;             (8.2)

      - для зубчастих ланцюгів     ,              (8.3)

де и - передаточне число передачі. 

         За визначеним значенням орієнтовного кроку  вибираємо необхідні параметри для подальших розрахунків:

- для втулково-роликового ланцюга: стандартне значення кроку р; площа поверхні шарніра ;  руйнівне навантаження ; масу одного метра ланцюга  ;

- для зубчастого ланцюга: стандартне значення кроку ; ширину ланцюга  ; діаметр валика ;  руйнівне навантаження ; масу одного метра ланцюга  .

Кількість зубців веденої зірочки

,                                           (8.4)

де  = 120  -  для втулково-роликових передач;

= 140 - для зубчастих ланцюгових передач.

Для більш рівномірного зносу шарнірів ланцюга кількість зубців на ведучій зірочці рекомендується приймати непарним, а на веденій – парним.

         Ділильні діаметри зірочок

;         .                                   (8.5)

         Оптимальна міжосьова відстань

.                                              (8.6)

Довжина ланцюга в кроках

.                             (8.7)

  Отримане значення   округлюється до цілого парного числа .

Остаточна міжосьова відстань передачі:

.                      (8.8)

Рис.8.6. Схема ланцюгової передачі

Розрахунок ланцюга на міцність і зносостійкість.

Міцність ланцюга оцінюється коефіцієнтом запасу міцності

,                                                   (8.9)

де -  руйнівне навантаження;  - сила натягу ведучої вітки ланцюга, визначається                          ,                                        (8.10)

де - корисне навантаження (колова сила) ланцюга

або   ,                          (8.11)

де   - параметри ведучої зірочки, відповідно потужність, крутний момент, ділильний діаметр;  - швидкість руху ланцюга   

;                                               (8.12)

- відцентрова сила натягу вітки ланцюга ; - сила натягу вітки ланцюга спричинена власною вагою , де - коефіцієнт провисання ланцюга, який залежить від стрілки провисання   f  веденої вітки та кута нахилу ланцюгової передачі до горизонту;  - прискорення вільного падіння;  - динамічний коефіцієнт;   - допустимий  коефіцієнт запасу міцності.

Зносостійкість внутрішньої частини шарніра ланцюга оцінюється питомим тиском

,                                          (8.13)

де   - площа поверхні шарніра: для втулково-роликового ланцюга = , а для зубчастого ланцюга  ;  - коефіцієнт експлуатації  

,                                   (8.14)

де   - динамічний коефіцієнт;  - коефіцієнт міжосьової відстані;   - коефіцієнт способу мащення;  - коефіцієнт кута нахилу  ланцюгової передачі до горизонту;   -  коефіцієнт тривалості роботи передачі;   - коефіцієнт способу регулювання натягу ланцюга;  - допустимий питомий тиск.

           Кількість ударів шарніра об зуб зірочки

,                                       (8.15)

де   - допустима кількість ударів шарніра об зуб зірочки.

           У випадку необхідності забезпечення необхідної міцності і зносостійкості ланцюга, застосовують багаторядні втулково-роликові або необхідної ширини зубчасті ланцюги. Зменшення кількості ударів досягається збільшенням міжосьової відстані  передачі.

Зірочки, їх конструкції, матеріали та розрахунки.

         Зірочка ланцюгової передачі складається з зубчастого вінця та маточини з’єднаних диском або спицями.   Кількість спиць визначається за формулою

,                                      (8.16)

де   - ділильний діаметр зірочки, мм (для ведучої - , а для веденого -).  Якщо: тоді зірочки виконують з диском; - з спицями, число яких потрібно брати парним. При  зірочки виконують тільки з диском.

         Основними матеріалами для виготовлення зірочок є середньовуглецеві або леговані сталі 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА із поверхневим або об’ємним гартуванням до твердості 45...55 НRC, або цементовані сталі 15, 20Х, 12ХН3А на глибину 1,0...1,5 мм і гартовані до 55...60 HRC. Зірочки тихохідних передач (v < 3 м/c)  при відсутності ударних навантажень можна виготовляти з високоміцного або антифрикційного чавунів.

Рис.8.7. Поперечний переріз та профіль зубців зірочок

         Питання про розміри  диска, спиць і маточини вирішується, як і для шківів пасових передач. 

Діаметри кіл вершин зубців:

- для втулкових-роликових ланцюгових передач

                                          (8.17)

           - для зубчастих ланцюгових передач 

.                                                      (8.18)

      Радіус западин зуба зірочки.

.                                        (8.19)

де  – діаметр роликів ланцюга.

      Діаметри кіл западин

.                                              (8.20)

      Діаметри обода зірочок

.                                            (8.21)

Ширина зуба.

мм.                                                  (8.22)

Ширина вінця.

.                                                  (8.23)

         Інші розміри профілю та поперечного перерізу зубців зірочок показані на  рис. 8.7 розраховують за рекомендаціями стандартів: втулково-роликових за ГОСТ 591-69, зубчастих за ГОСТ 13576-81.

Запитання для самоконтролю:

1. З яких деталей складається ланцюгова передача ?

2. Вкажіть область застосування ланцюгових передач ?

3. За якими ознаками класифікують ланцюгові передачі ?

4. Які сили виникають у ланцюговій передачі ?

5. Які геометричні параметри визначаються для ланцюгової передачі ?

6. Які є ланцюги за  конструкцією ?

7. Якими способами змащуються ланцюги передач ?

8. Для чого у ланцюгових передачах служать натяжні пристрої ?

9. Якими показниками оцінюється міцність та зносостійкість ланцюгів ?

10. Які розрахунки виконують для зірочок ланцюгових передач ?

Попередня тема Теоретичні відомості Наступна тема