Реферат на тему цепные передачи

Обновлено: 04.07.2024

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ЦЕПИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ 4
1.1.Характеристики цепных передач 8
1.2. Виды цепей 10
2. ФАКТОРЫ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЦЕПЕЙ 12
2.1. Расчет цепных передач 13
2.2. Удовлетворение условиям статической прочности 16
3. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ОТНОШЕНИЯ И ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ 18
4. ТРЕНИЕ. ДЕТАЛИ ПЕРЕДАЧ 20
4.1. Профилирование звездочек цепей 22
4.2. Виды смазываний. Применяемые масла 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТУРЫ 28

ВВЕДЕНИЕ
Цепные передачи широко используют в сельскохозяйственных и подъемно-транспортных машинах, нефтебуровом оборудовании, мотоциклах, велосипедах, автомобилях. Их применяют:
* при средних межосевых расстояниях, при которых зубчатые передачи требуют промежуточных ступеней или паразитных зубчатых колес, не вызываемых необходимостью получения нужного передаточного отношения;* при жестких требованиях к габаритам;
* при необходимости работы без проскальзывания (препятствующего применению клиноременных передач).
Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек и цепи, охватывающей звездочки и зацепляющейся за их зубья. Применяют также цепные передачи с несколькими ведомыми звездочками. Кроме перечисленных основных элементов, цепные передачи включаютнатяжные устройства, смазочные устройства и ограждения. Цепь состоит из соединенных шарнирами звеньев, которые обеспечивают подвижность или “гибкость” цепи.
1. ЦЕПИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ
В РФ изготовляют следующие приводные роликовые и втулочные цепи по ГОСТ 13568—75*:
1. РЛ — роликовые однорядные нормальной точности;
2. ПР — роликовые повышенной точности;
3. ПРД — роликовыедлиннозвенные;
4. ПВ — втулочные;
5. ПРИ — роликовые с изогнутыми пластинами,
6. роликовые цепи по ГОСТ 21834—76* для буровых установок (в быстроходных передачах).
Цепи, применяемые в машиностроении, по характеру выполняемой ими работы подразделяют на две группы:
1. приводные;
2. тяговые.
Цепи стандартизованы, их производят на специализированных заводах. Выпуск только приводныхцепей в РФ превышает 80 млн. м в год. Ими оснащается ежегодно более 8 млн. машин.
Роликовые, втулочные и зубчатые цепи применяют в качестве приводных. Для них характерны малые шаги (для уменьшения динамических нагрузок) и износоустойчивые шарниры (для обеспечения долговечности).
Роликовые цепи — это цепи со звеньями, каждое из которых выполнено из двух пластин, напрессованных на валики (наружные звенья)или на втулки (внутренние звенья). Втулки надеты на валики сопряженных звеньев и образуют шарниры. Наружные и внутренние звенья в цепи чередуются.
Ролики несут втулки; ролики входят во впадины между зубьями на звездочках и сцепляются со звездочками. Благодаря им трение скольжения между цепью и звездочкой заменяется трением качения, что уменьшает износ зубьев звездочек. Пластины очерчиваютконтуром, напоминающим цифру 8 и приближающим пластины к телам равного сопротивления растяжению.
Оси или валики цепей могут быть:
* ступенчатыми
* гладкими.
Концы валиков расклепывают, поэтому звенья цепи неразъемны. Концы цепи соединяют соединительными звеньями с закреплением валиков шплинтами или расклепыванием. В случае необходимости использования цепи с нечетным числом звеньев применяютспециальные переходные звенья, которые, однако, слабее, чем основные; поэтому обычно стремятся применять цепи с четным числом звеньев.
Основными геометрическими характеристиками цепей являются шаг и ширина, основной силовой характеристикой — разрушающая нагрузка, устанавливаемая опытным путем. В соответствии с международными стандартами применяют цепи с шагом.

Файл "Реферат по цепным" внутри архива находится в папке "Цепные передачи". Документ из архива "Цепные передачи", который расположен в категории " ". Всё это находится в предмете "детали машин" из раздела "", которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "детали машин" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "Реферат по цепным"

Текст из документа "Реферат по цепным"

Студент: Неведомский Н.С.

Группа: Э1-52

Москва 2005

1. Общие сведения.

Цепная передача – это механизм (см. рис.1), состоящий из ведущей 1 и ведомой 2 звёздочек и охватывающей их цепи 3. В состав передачи также часто входят натяжные и смазочные устройства, ограждения. Возможно применение нескольких ведомых звёздочек. Цепь состоит из соединённых шарнирно звеньев, за счёт чего обеспечивается гибкость цепи.

Цепные передачи используют в сельскохозяйственных, подъёмно-транспортных, технических и полиграфических машинах, мотоциклах, велосипедах, автомобилях, нефтебуровом оборудовании.

Достоинства цепных передач:

возможность применения в широком диапазоне межосевых расстояний

меньшие, чем у ременных передач, габариты

относительно малые силы, действующие на валы

возможность передачи движения нескольким звёздочкам

возможность лёгкой замены цепи

Недостатки цепных передач:

неизбежность износа шарниров цепи из-за отсутствия условий для жидкостного трения

непостоянство скорости движения цепи, особенно при малых числах зубьев звёздочек

необходимость более точной установки валов, чем для клиноременной передачи

необходимость смазывания и регулировки

Цепи разделяют по назначению на три группы:

грузовые – для закрепления грузов

тяговые – для перемещения грузов в машинах непрерывного транспорта (конвейерах, подъёмниках, эскалаторах)

приводные – для передачи движения

Основная геометрическая характеристика цепи – шаг P (расстояние между осями соседних шарниров). Большинство стандартных цепей имеют шаг, кратный 1 дюйму (25.4мм).

Наиболее широко применяют роликовые цепи (см. рис.2), которые образуются из последовательно чередующихся внутренних и наружных звеньев. Внутренние звенья состоят из пластин 1 и запрессованных в их отверстия гладких втулок 2, на которых свободно вращаются ролики 5. Наружные звенья состоят из пластин 3 и запрессованных в их отверстия валиков 4. Концы валиков после сборки расклёпывают. Благодаря натягу в соединения наружных пластин с валиками и внутренних пластин с роликами и зазором между валиком и втулкой образуется шарнирное соединение. Нагрузочная способность цепей почти прямо пропорциональна числу рядов, поэтому использование в передачах многорядных цепей позволяет уменьшить шаг, радиальные габариты звёздочек и динамические нагрузки. При больших динамических, в частности ударных, нагрузках, частых реверсов применяют роликовые цепи с изогнутыми пластинами. В связи с тем, что пластины работают на изгиб, они обладают повышенной податливостью. При работе цепных передач в условиях, вызывающих возрастание трения в шарнирах, используют открытошарнирные пластинчатые цепи. Будучи открытым, шарнир такой цепи самоочищается от попадающих в него образивных частиц. Наружные звенья такой цепи не отличаются от аналогичных звеньев роликовой цепи. Внутренние звенья образуются из пластин, имеющих отверстия в форме восьмёрки, и фасонных валиков, заменяющих втулку. Зубчатые цепи к настоящему времени вытеснены более дешёвыми и технологичными прецезионными роликовыми цепями, которые не уступают зубчатым ни по кинематическим, ни по шумовым характеристикам. Зубчатые цепи используют в основном для замены разрушившихся цепей в старом оборудовании.

3. Обозначение приводных цепей.

В обозначении приводных цепей указывают число рядов цепи (если оно больше одного), тип цепи, её шаг и разрушающую силу.

2ПР-25,4-114000 – двухрядная приводная роликовая цепь с шагом P=25,4мм и разрушающей силой F_p=114000Н.

4. Критерии работоспособности цепных передач.

Цепные передачи выходят из строя по следующим причинам:

усталостное разрушение пластин

проворачивание валов и втулок в пластинах

усталостное выкрашивание и разрушение роликов

недопустимое провисание ведомой ветви цепи

износ зубьев звёздочек

Ресурс цепных передач: 10-15 тыс.час.

5. Материалы и термическая обработка деталей цепей.

Материал: среднеуглеродистые качественные или легированные стали 40, 45, 50, 40Х, 40ХН, 30ХН3А.

ТО: объёмная закалка с низким отпуском, 40…50 HRC_э.

Валики и втулки.

Материал: цементуемые стали 15, 20, 15Х, 15ХН3, 18ХГТ.

ТО: цементация или газовое цианирование, 56…65 HRC_э.

6. Основные параметры цепных передач.

6.1. Частоты вращения звёздочек и скорость цепи.

Средняя скорость цепи:

– число зубьев малой звёздочки

– частота вращения малой звёздочки

6.2. Передаточное отношение.

– число зубьев малой звёздочки

– частота вращения малой звёздочки

– число зубьев ведомой звёздочки

– частота вращения ведомой звёздочки

6.3. Числа зубьев звёздочек.

Минимальное число зубьев малой звёздочки , при низких частотах вращения может быть уменьшено до 13. Для высокоскоростных передач принимают .

Число зубьев ведомой звёздочки , .

Предпочтительно принимать нечётное число зубьев звёздочек, число зубьев малой звёздочки предпочтительно выбирать из ряда простых чисел.

6.4. Делительные диаметры звёздочек (см. рис.3 – схему малой звёздочки).

– делительный диаметр малой звёздочки

– делительный диаметр ведомой звёздочки

6.5. Межосевое расстояние.

, – наружные диаметры звёздочек

Оптимальное межосевое расстояние:

– число звеньев цепи

6.6. Число звеньев цепи.

6.7. Окружная сила на звёздочках.

– вращающий момент на малой звёздочки

– мощность на малой звёздочки

– скорость движения цепи

7. Расчёт цепных передач.

7.1. Предварительный расчёт.

Определяют статическую разрешающую силу проектируемой цепи:

– коэффициент безопасности, зависящий от степени ответственности передачи, точности определения действующих нагрузок и коррозионного воздействия на передачу. – при отсутствии коррозии, – при активной коррозии.

По найденному по стандартам на приводные цепи находят несколько вариантов цепи, для которых разрушающая сила больше требуемой ( ).Предварительный расчёт позволяет определить область возможных решений.

7.2. Основной расчёт.

Производят по условию износостойкости цепи.

– давление в шарнирах

– величина для конкретных условий эксплуатации

– показатель степени, зависящий от вида трения в шарнирах. – при хорошем смазывании, – при недостаточном смазывании.

– коэффициент эксплуатации

– окружная сила

– площадь проекции шарнира на диаметральное сечение

– допускаемое давление для средних условий с

– диаметр валика

– учитывает динамичность нагрузки. при спокойной нагрузке, при нагрузке с толчками, при сильных ударах

– учитывает влияние длины цепи. При принимают ; в других случаях , – длина цепи при , – длина рассчитываемой цепи.

– учитывает влияние наклона линии центров звёздочек передачи к горизонту. При угле наклона , при угле наклона .

– учитывает влияние регулировки цепи. Для передач с регулировкой положения оси одной из звёздочек ; с нерегулируемым – .

– учитывает влияние характера смазывания. При непрерывном смазывании в масляной ванне или от насоса ; при регулярном капельном или внутришарнирном смазывании ; при нерегулярном смазывании .

– учитывает влияние режима передачи. , – число смен.

– учитывает влияние температуры окружающей среды. При принимают ; при экстремальных условиях .

7.3. Проверочные расчёты.

Условие прочности при пиковых нагрузках:

– кратность кратковременной нагрузки.

Для тяжелонагруженных передач:

– меньшая из , , , – разрушающих сил для пластин, валиков, втулок и роликов соответственно.

– коэффициент безопасности.

Срок службы рассчитывают по методу подобия:

– ресурс цепи в эталонной передаче.

– коэффициент, учитывающий отличия конструкции, технологии и эксплуатации реальной передачи от эталонной.

8. Силы, действующие в ветвях передачи.

В ведущей ветви: постоянная сила .

– окружная сила

– сила натяжения ведомой ветви

– натяжение цепи от силы тяжести

– натяжение цепи от центробежных сил

– погонная масса цепи

– ускорение свободного падения

– стрела провисания цепи

В вертикальном положении звёздочек

– скорость движения цепи

Сила, действующая на валы:

, если ветви ремней параллельны

– коэффициент, учитывающий массу цепи. Для горизонтальной передачи , для вертикальной

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Депобразования и молодежи Югры

бюджетное учреждение среднего профессионального образования

Ханты-Мансийского автономного округа – Югры

Специальность 131018 Разработка и Эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Группа Р37/1

Реферат на тему:

Выполнила: Пириева Э.С

Проверил: Магерамов А.М

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек и цепи, охватывающей звездочки и зацепляющейся за их зубья. Применяют также цепные передачи с несколькими ведомыми звездочками. Кроме перечисленных основных элементов, цепные передачи включают натяжные устройства, смазочные устройства и ограждения.

Цепные передачи могут выполняться в широком диапазоне параметров.

Широко используют цепные передачи в сельскохозяйственных и подъемно-транспортных машинах, нефтебуровом оборудовании, мотоциклах, велосипедах, автомобилях.

Цепные передачи применяют :

а) при средних межосевых расстояниях, при которых зубчатые передачи требуют промежуточных ступеней или паразитных зубчатых колес, не вызываемых необходимостью получения нужного передаточного отношения;

б) при жестких требованиях к габаритам или

в) при необходимости работы без проскальзывания (препятствующего применению клиноременных передач).

Кроме цепных приводов, в машиностроении применяют цепные устройства, т. е. цепные передачи с рабочими органами (ковшами, скребками) в транспортерах, элеваторах, экскаваторах и других машинах.

Достоинства цепных передач :

возможность применения в значительном диапазоне межосевых расстояний;

меньшие, чем у ременных передач, габариты;

малые силы, действующие на валы, так как нет необходимости в большом начальном натяжении;

возможность легкой замены цепи;

возможность передачи движения нескольким звездочкам.

Недостатки цепных передач:

они работают в условиях отсутствия жидкостного трения в шарнирах и, следовательно, с неизбежным их износом, существенным при плохом смазывании и попадании пыли и грязи; износ шарниров приводит к увеличению шага звеньев и длины цепи, что вызывает необходимость применения натяжных устройств;

они требуют более высокой точности установки валов, чем клиноременные передачи, и более сложного ухода — смазывания, регулировки;

передачи требуют установки н картерах;

скорость движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек, не постоянна, что вызывает колебания передаточного отношения, хотя эти колебания небольшие.

Цепи, применяемые в машиностроении, по характеру выполняемой ими работы подразделяют на две группы: приводные и тяговые. Цепи стандартизованы, их производят на специализированных заводах. Выпуск только приводных цепей в СССР превышает 80 млн. м в год. Ими оснащается ежегодно более 8 млн. машин.

В качестве приводных применяют роликовые, втулочные и зубчатые цепи. Для них характерны малые шаги (для уменьшения динамических нагрузок) и износоустойчивые шарниры (для обеспечения долговечности).

Основными геометрическими характеристиками цепей являются шаг и ширина, основной силовой характеристикой — разрушающая нагрузка, устанавливаемая опытным путем. В соответствии с международными стандартами применяют цепи с шагом, кратным 25,4 мм (т. е. ~ 1 дюйму)

В СССР изготовляют следующие приводные роликовые и втулочные цепи по ГОСТ 13568—75*:

ПРЛ — роликовые однорядные нормальной точности;

ПР — роликовые повышенной точности;

ПРД — роликовые длиннозвенные;

ПРИ — роликовые с изогнутыми пластинами,

а также роликовые цепи по ГОСТ 21834—76* для буровых установок (в быстроходных передачах).

Роликовые цепи — это цепи со звеньями, каждое из которых выполнено из двух пластин, напрессованных на валики (наружные звенья) или на втулки (внутренние звенья). Втулки надеты на валики сопряженных звеньев и образуют шарниры. Наружные и внутренние звенья в цепи чередуются.

Втулки, в свою очередь, несут ролики, которые входят во впадины между зубьями на звездочках и сцепляются со звездочками. Благодаря роликам трение скольжения между цепью и звездочкой заменяется трением качения, что уменьшает износ зубьев звездочек. Пластины очерчивают контуром, напоминающим цифру 8 и приближающим пластины к телам равного сопротивления растяжению.

Валики (оси) цепей выполняют ступенчатыми или гладкими.

Концы валиков расклепывают, поэтому звенья цепи неразъемны. Концы цепи соединяют соединительными звеньями с закреплением валиков шплинтами или расклепыванием. В случае необходимости использования цепи с нечетным числом звеньев применяют специальные переходные звенья, которые, однако, слабее, чем основные;

поэтому обычно стремятся применять цепи с четным числом звеньев.

При больших нагрузках и скоростях во избежание применения цепей с большими шагами, неблагоприятных в отношении динамических нагрузок, применяют многорядные цепи. Их составляют из тех же элементов, что и однорядные, только их налики имеют увеличенную длину. Передаваемые мощности и разрушающие нагрузки многорядных цепей почти пропорциональны числу рядов.

Характеристики роликовых цепей повышенной точности ПР приведены в табл. 1. Роликовые цепи нормальной точности ПРЛ стандаргизованы в диапазоне шагов 15,875.. .50,8 и рассчитаны на разрушающую нагрузку на 10…30% меньше, чем у цепей попышонной точности.

Длинно-звенные роликовые цепи ПРД выполняют в удвоенным шагом по сравнению с обычными роликовыми. Поэтому они легче и дешевле обычных. Их целесообразно применять при малых скоростях, в частности, в сельскохозяйственном машиностроении.

Втулочные цепи ПВ по конструкции совпадают с роликовыми, но не имеют роликов, что удешевляет цепь и уменьшает габариты и массу при увеличенной площади проекции шарнира. Эти цепи изготовляют с шагом только 9,525 мм и применяют, в частности, в мотоциклах и в автомобилях (привод к распределительному валу). Цепи показывают достаточную работоспособность.

Роликовые цепи с изогнутыми пластинами ПРИ набирают из одинаковых звеньев, подобных переходному звену (см. рис. 12.2, е). В связи с тем, что пластины работают на изгиб и поэтому обладают повышенной податливостью, эти цепи применяют при динамических нагрузках (ударах, частых реверсах и т. д.).

В обозначении роликовой или втулочной цепи указывают: тип, шаг, разрушающую нагрузку и номер ГОСТа (например, Цепь ПР-25,4-5670 ГОСТ 13568 -75*>. У многорядных цепей в начале обозначения указывают число рядов.

Зубчатые цепи (табл. 2) - это цепи со звеньями из наборов пластин. Каждая пластина имеет по два зуба со впадиной между ними для размещения зуба звездочки. Рабочие (внешние) поверхности зубьев этих пластин (поверхности контакта со звездочками, ограничены плоскостями и наклонены одна к другой под углом вклинивания , равным 60°). Этими поверхностями каждое звено садится на два зуба звездочки. Зубья звездочек имеют трапециевидный профиль.

Пластины в звеньях раздвинуты на толщину одной или двух пластин сопряженных звеньев.

В настоящее время в основном изготовляют цепи с шарнирами качения, которые стандартизованы (ГОСТ 13552—81*).

Для образования шарниров в отверстия звеньев вставляют призмы с цилиндрическими рабочими поверхностями. Призмы опираются на лыски. При специальном профилировании отверстии пластин и соответствующих поверхностей призм можно получить в шарнире практически чистое качение. Имеются экспериментальные и эксплуатационные данные о том, что ресурс зубчатых цепей с шарнирами качения во много раз выше, чем цепей с шарнирами скольжения.

Во избежание бокового сползания цепи со звездочек предусматривают направляющие пластины, представляющие собой обычные пластины, но без выемок для зубьев звездочек. Применяют внутренние или боковые направляющие пластины. Внутренние направляющие пластины требуют проточки соответствующей канавки на звездочках. Они обеспечивают лучшее направление при высоких скоростях и имеют основное применение.

Достоинствами зубчатых цепей по сравнению с роликовыми являютсются меньший шум, повышенная кинематическая точность и допускаемая скорость, а также повышенная надежность, связанная с многопластинчатой конструкцией. Однако они тяжелее, сложнее в изготовлении и дороже. Поэтому они имеют ограниченное применение и вытесняются роликовыми цепями.

Тяговые цепи подразделяют г. а три основных типа: пластинчатые но ГОСТ 588—81*; разборные по ГОСТ 589 85; круглозвенные (нормальной и повышенной прочности) соответственно по ГОСТ 2319—81.

Пластинчатые цепи служат для перемещения грузов под любым углом к горизонтальной плоскости в транспортирующих машинах (конвейерах, подъемниках, эскалаторах и др.). Они обычно состоят из пластин простой формы и осей со втулками или без втулок; для них характерны

большие шаги, так как боковые пластины часто используют для закрепления полотна транспортера. Скорости движения цепей этого типа обычно не превышают 2. 3 М/С.

Круглозвенные иепи используют в основном для подвеса и подъема грузов.

Существуют специальные цепи, передающие движение между звездочками с взаимно перпендикулярными осями. Валики (оси) двух соседних звеньев такой цепи взаимно перпендикулярны.

Ременные передачи – это передачи гибкой связью (рис. 14.1), состоящие из ведущего 1 и ведомого 2 шкивов и надетого на них ремня 3. В состав передачи могут также входить натяжные устройства и ограждения. Возможно применение нескольких ремней и нескольких ведомых шкивов. Основное назначение – передача механической энергии от двигателя передаточным и исполнительным механизмам, как правило, с понижением частоты вращения.

ременной передача шкив вал

1.1.1 Классификация передач

По принципу работы различаются передачи трением (большинство передач) и зацеплением (зубчатоременные). Передачи зубчатыми ремнями по своим свойствам существенно отличаются от передач трением и рассматриваются особо в 14.14.

Ремни передач трением по форме поперечного сечения разделяются на плоские, клиновые, поликлиновые, круглые, квадратные.

Условием работы ременных передач трением является наличие натяжения ремня, которое можно осуществить следующими способами:

1. предварительным упругим растяжением ремня;

2. перемещением одного из шкивов относительно другого;

3. натяжным роликом;

4. автоматическим устройством, обеспечивающим регулирование натяжения в зависимости от передаваемой нагрузки.

При первом способе натяжение назначается по наибольшей нагрузке с запасом на вытяжку ремня, при втором и третьем способах запас на вытяжку выбирают меньше, при четвертом - натяжение изменяется автоматически в зависимости от нагрузки, что обеспечивает наилучшие условия для работы ремня.

Клиновые, поликлиновые, зубчатые и быстроходные плоские изготовляют бесконечными замкнутыми. Плоские ремни преимущественно выпускают конечными в виде длинных лент. Концы таких ремней склеивают, сшивают или соединяют металлическими скобами. Места соединения ремней вызывают динамические нагрузки, что ограничивает скорость ремня. Разрушение этих ремней происходит, как правило, по месту соединения.

1.1.2 Схемы ременных передач

Передачи с одним ведомым валом

с параллельными осями валов

с непараллельными осями валов

с одинаковым направлением вращения

с обратным направлением вращения

Передачи с несколькими ведомыми валами

Примечания: 1. Схемы 1, 3, 5 — передачи с двумя шкивами; схемы 2, 4, 6, 7, 8, 9 — передачи с натяжными или направляющими роликами.
2. Обозначения: вщ — ведущий шкив; вм — ведомый шкив: HP — натяжной или направляющий ролик

1.2 Достоинства и недостатки

Возможность передачи крутящим моментом между валами, расположенными на относительно большом расстоянии

Плавность и бесшумность работы передачи

Непостоянство передаточного числа из-за проскальзывания ремня

Предельность нагрузки, самопредохранение от перегрузки. Способность ремня передать определенную нагрузку, свыше которой происходит буксование (скольжение) ремня по шкиву

Повышение нагрузки на валы и подшипники

Возможность работы с высокими скоростями

Невысокий КПД (0,92.. .0,94)

Простота устройства, небольшая стоимость, легкость технического обслуживания

Необходимость защиты ремней от попадания

Необходимость защиты ремней от попадания воды

Электризация ремня и поэтому недопустимость работы во взрывоопасных помещениях

Ременные передачи в основном применяются для передачи мощности до 50 кВт (зубчатыми до 200, поликлиновыми до 1000 кВт)

1.3 Область применения

Ремни должны обладать достаточно высокой прочностью при действии переменных нагрузок, иметь высокий коэффициент трения при движении по шкиву и высокую износостойкость. Ременные передачи применяются для привода агрегатов от электродвигателей малой и средней мощности; для привода от маломощных двигателей внутреннего сгорания. Наибольшее распространение в машиностроении находят клиноременные передачи (в станках, автотранспортных двигателях и т. п.). Эти передачи широко используют при малых межосевых расстояниях и вертикальных осях шкивов, а также при передаче вращения несколькими шкивами. При необходимости обеспечения ременной передачи постоянного передаточного числа и хорошей тяговой способности рекомендуется устанавливать зубчатые ремни. При этом не требуется большего начального натяжения ремней; опоры могут быть неподвижными. Плоскоременные передачи применяются как простейшие, с минимальными напряжениями изгиба. Плоские ремни имеют прямоугольное сечение, применяются в машинах, которые должны быть устойчивы к вибрациям (например, высокоточные станки). Плоскоременные передачи в настоящее время применяют сравнительно редко (они вытесняются клиноременными). Теоретически тяговая способность клинового ремня при том же усилии натяжения в 3 раза больше, чем у плоского. Однако относительная прочность клинового ремня по сравнению с плоским несколько меньше (в нем меньше слоев армирующей ткани), поэтому практически тяговая способность клинового ремня приблизительно в два раза выше, чем у плоского. Это свидетельство в пользу клиновых ремней послужило основанием для их широкого распространения, в особенности в последнее время. Клиновые ремни могут передавать вращение на несколько валов одновременно, допускают umax = 8 – 10 без натяжного ролика.

Круглоременные передачи (как силовые) в машиностроении не применяются. Их используют в основном для маломощных устройств в приборостроении и бытовых механизмах (магнитофоны, радиолы, швейные машины и т. д.).

1.4 Кинематика ременных передач

Окружные скорости ( м/с ) на шкивах:

где d1 и d2 – диаметры ведущего и ведомого шкивов, мм; n1 и n2 – частоты вращения шкивов, мин-1.

Окружная скорость на ведомом шкиве v2 меньше скорости на ведущем v1 вследствие скольжения:

Обычно упругое скольжение находится в пределах 0,01…0,02 и растет с увеличением нагрузки.

1.4.1Силы и напряжения в ремне

Окружная сила на шкивах (Н):

где T1 – вращающий момент, Н м, на ведущем шкиве диаметром d1, мм; P1 – мощность на ведущем шкиве, кВт.

С другой стороны, Ft = F1 - F2, где F1 и F2 - силы натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня под нагрузкой. Сумма натяжений ветвей при передаче полезной нагрузки не меняется по сравнению с начальной: F1 + F2 = 2F0. Решая систему двух уравнений, получаем:

F1 = F0 + Ft/2, F2 = F0 – Ft/2

Сила начального натяжения ремня F0 должна обеспечивать передачу полезной нагрузки за счет сил трения между ремнем и шкивом. При этом натяжение должно сохраняться долгое время при удовлетворительной долговечности ремня. С ростом силы несущая способность ременной передачи возрастает, однако срок службы уменьшается.

Соотношение сил натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня без учета центробежных сил определяют по уравнению Эйлера, выведенному им для нерастяжимой нити, скользящей по цилиндру. Записываем условия равновесия по осям x и y элемента ремня с центральным углом da. Принимаем, что

и , тогда,

где dFn – нормальная сила реакции, действующая на элемент ремня от шкива; f –коэффициент трения ремня по шкиву. Из имеем:

Подставим значение в пренебрегая членом в связи с его малостью. Тогда

После потенцирования имеем:

где e – основание натурального логарифма, b - угол, на котором происходит упругое скольжение, при номинальной нагрузке .

Полученная зависимость показывает, что отношение F1/F2 сильно зависит от коэффициента трения ремня на шкиве и угла . Но эти величины являются случайными, в условиях эксплуатации могут принимать весьма различные значения из числа возможных, поэтому силы натяжения ветвей в особых случаях уточняют экспериментально.

Обозначая и учитывая, что , имеем

Ремни обычно неоднородны по сечению. Условно их рассчитывают по номинальным (средним) напряжениям, относя силы ко всей площади поперечного сечения ремня и принимая справедливым закон Гука.

Нормальное напряжение от окружной силы Ft:

где A – площадь сечения ремня, мм2.

Нормальное напряжение от предварительного натяжения ремня

Нормальные напряжения в ведущей и ведомой ветвях:

и .

Центробежная сила вызывает нормальные напряжения в ремне, как во вращающемся кольце:

где s ц – нормальные напряжения от центробежной силы в ремне, МПа; v1 – скорость ремня, м/с; - плотность материала ремня, кг/м3.

При изгибе ремня на шкиве диаметром d относительное удлинение наружных волокон ремня как изогнутого бруса равно 2y/d, где y – расстояние от нейтральной линии в нормальном сечении ремня до наиболее удаленных от него растянутых волокон. Обычно толщина ремня . Наибольшие напряжения изгиба возникают на малом шкиве и равны:

Максимальные суммарные напряжения возникают на дуге сцепления ремня с малым (ведущим) шкивом:

Эти напряжения используют в расчетах ремня на долговечность, так как при работе передачи в ремне возникают значительные циклические напряжения изгиба и в меньшей мере циклические напряжения растяжения из-за разности натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня.

Основные геометрические параметры и — диаметры ведущего и ведомого шкивов; а — межосевое расстояние; В — ширина шкива; L — длина ремня; — угол обхвата; — угол между ветвями ремня (рис.6).

Рис. Основные геометрические параметры ременных передач

Углы и , соответствующие дугам, по которым происходит касание ремня и обода шкива, называют углами обхвата. Перечисленные геометрические параметры являются общими для всех типов ременных передач.

1.5.1 Расчет геометрических параметров

1. Межосевое расстояние

где L — расчетная длина ремня; D1 и D2 — диаметры ведущего и ведомого шкивов.

Для нормальной работы плоскоременной передачи должно соблюдаться условие:

при этом а должно быть не более 15 м.

2. Расчетная длина ремня

на сшивку добавляют еще 100—300 мм.

3. Диаметр ведущего шкива (малого), мм

где — мощность на ведущем валу, кВт; — угловая скорость ведущего вала, рад/с.

4. Диаметр ведомого шкива

(5)

где и — передаточное число; — коэффициент скольжения.

При диаметре D > 300 мм шкивы изготовляют с четырьмя—шестью спицами. Для шкивов, имеющих отклонения от стандартных размеров, производят расчет на прочность. Обод рассчитывают на прочность как свободно вращающееся кольцо под действием сил инерции; спицы рассчитывают на изгиб.

1.5.2 Допускаемые углы обхвата ременных передач

Вследствие вытяжки и провисания ремня при эксплуатации углы обхвата измеряются приближенно:

Идея цепной передачи была впервые предложена гениальным изобретателем и художником Леонардо да Винчи в XVI веке. Но несовершенство тогдашних технологий позволило начать внедрение такого привода лишь в начале XIX века. Сегодня применяется большое число разнообразных цепных приводов. Они используются в транспорте, сельскохозяйственных и дорожных машинах, в различных технологических установках и в системах управления. Для расчетов параметров таких передач в помощь конструкторам выведены приближенные формулы и созданы справочные таблицы.

Устройство и принцип работы

Устройство цепной передачи очень похоже на конструкцию зубчатого привода. Но зубья ведущей и ведомой шестеренок не входят в непосредственное зацепление, а крутящий момент передается с одной на другую с помощью закольцованной непрерывной цепи, чьи отверстия надеваются поочередно на зубья вращающихся колес.

Цепная передача способна передавать вращение на параллельный ведущему вал, отстоящий от него до 7 метров. Она обладает рядом достоинств и недостатков по сравнению со своим прообразом.

Общие сведения о цепных передачах

Среди разнообразных приводов цепной считают относящимся к передачам с гибкой связью. Зацепление в ней осуществляется с помощью натяжения сочлененных звеньев бесконечной цепи. Она же передает и мощность от ведущего вала к ведомому. Из общих сведений о цепных передачах следует упомянуть следующее:

КПД цепной передачи доходит до 90-98 %; цепной передачи достигает 1:6;
мощность на валу ограничена 120 кВт.

Передаточное отношение для цепной передачи рассчитывается по тем же формулам, что и для зубчатой. Изготавливаются цепные приводы из высокопрочных сортов стали, шестерни иногда делают текстолитовые или из полиамидных пластиков.

Классификация

Основная классификация цепных передач проводится по признаку использованной цепи. Выделяют:

Роликовые. Контакт звена и шестерни осуществляется посредством ролика, одновременно скрепляющего звенья.
Втулочные. Контакт идет посредством втулки, вращающейся вокруг ролика. Такое решение повышает ресурс цепного привода, но одновременно растут его вес и себестоимость.
Зубчатые. Набираются из шарнирно сочлененных пластин, на внутренней стороне которых имеются профилированные впадины под зубья.

Кроме того, по числу насаженных на вал зубчатых колес и, соответственно, числу параллельных рядов в одном звене, различают такие виды, как:

однорядные;
двухрядные;
многорядные.

Увеличение числа шестерен используется для повышения мощности либо для уменьшения габаритов изделия.

Достоинства

Относительно зубчатой можно сформулировать следующие достоинства цепной передачи:

способность передавать крутящий момент да расстояние до 7 метров;
частично гасить усилия, вызываемые изменением режима вращения.

По сравнению ременными передачами выделяют такие достоинства цепных, как:

компактность;
больший передаваемый момент при равных габаритах;
стабильность передаточного числа, отсутствие пробуксовок.

Общим преимуществом цепных приводов считается их отказоустойчивость при частых разгонах и остановках.

Недостатки

К недостаткам цепных передач относятся следующие:

высокая шумность, обуславливаемая постоянными соударениями деталей привода;
скорый износ шарнирных сочленений, потребность в постоянной смазке и закрытом картере;
растяжение по мере износа шарнирных сочленений;
менее плавная передача вращения, чем у зубчатых приводов.

Для определенных сфер применения достоинства данного типа привода существенно перевешивают его недостатки

Сфера использования

Область применения цепных передач очень широка. Они традиционно используются в таких отраслях, как:

транспорт;
технологические установки;
станочное оборудование;
горная и дорожная техника;
сельхозмашины.

Применение такого привода целесообразно при скоростях менее 15 метров в секунду, что ограничивает использование его в высокоскоростных приводах.

Приводные цепи

Приводы с зубчатой цепью используются в относительно медленных передачах. Для быстроходных механизмов используются роликовые и втулочные подвиды.

Цепной передачей служит и механизм подъема судовых якорных цепей, и подъемное оборудование — блок или полиспаст.

В этих механизмах цепь не имеет фиксированной длины, она изменяется по мере подъема (или горизонтального перемещения) груза. я

Роликовые приводные цепи

Роликовый подвид состоит из пары параллельных рядов боковых пластин, и осей, опрессованных в отверстиях наружных пластин. Оси проходят через втулки, которые, в свою очередь опрессованы в отверстиях внутренних пластин. На втулки надевают скользящие по ним ролики, а торцы осей расклепаны с формирование упоров, не дающим пластинам уходить вбок.

Ось поворачивается внутри втулки, создавая таким образом шарнирное сочленение. Ролик в момент зацепления катится по зубцу шестеренки, вращаясь на оси. Это выравнивает нагрузку от зубца и снижает износ элементов привода. Такие конструкции позволяют развивать скорость до 20 м/с

Втулочные приводные цепи

Втулочные конструкции лишены роликов, и по зубцу перекатывается сама втулка. Такое решение позволяет существенно снизить сложность, себестоимость и массу изделия, ни неминуемо повышает скорость его износа. Такие конструкции применяют для сравнительно тихоходных приводов (до 1 м/с), предающих ограниченную мощность.

Если же мощность требуется нарастить, на помощь конструкторам приходят многорядные цепи. параллельно расположенные звездочки меньшего размера дают возможность выбрать меньший шаг, понизить динамические усилия при разгоне и торможении валов. Скорость может достигать 10 м/с.

Мощность передачи при неизменном диаметре колес возрастает пропорционально их числу.

Сращивание концов при четном числе звеньев проводится звеном обычной формы. Если же число нечетное, то для сращивания приходится использовать особые переходные пластины, дважды изогнутые в плоскости вращения. Прочность этого звена получается значительно ниже, чем стандартного, поэтому конструкторы стараются избегать таких решений.

Зубчатые приводные цепи

Такие цепи в каждом своем звене имеют ряд пластин в выточенными (или отштампованными) на них парой зубьев, совпадающими по модулю с зубцами звездочек. Между зубцами на пластине выполнена впадина, соответствующая по форме зубцу. Пластины входят в зацепление с зубцами и передают энергию вращения. Звенья оснащают шарнирами трения качения — вращающимися вокруг осей втулками. Кроме того, в проемах пластин закрепляются парные криволинейные призмы. Одна из ник закреплена на пластинах первого звена, вторая- на следующем. В ходе вращения призмы проворачивают друг друга, смягчая ударные нагрузки и осуществляя мягкий и плавный ввод в зацепление с зубьями звездочки и столь же плавный выход из этого зацепления. Такое решение позволяет снизить уровень воздушного шума, повысить скорость вращения.

Используют и конструкции с шарнирами скольжения. Они изнашиваются приблизительно вдвое быстрее, чем их аналоги, но обходятся заметно дешевле. В прорезях пластин вставлены специальные вкладыши, их скольжение по осям и обеспечивает поворот на необходимый угол. Применение вкладышей увеличивает площадь зацепления на 50%, повышая плавность хода, сокращая удары при разгоне и торможении и снижая уровень воздушного шума.

Для того, чтобы звенья не спадали с шестерен, используют направляющие, размещенные по центру цепи или же парные- по ее краям. Это такие же пластины, но без отформованных выступов и впадин. Если направляющие размещаются внутри, в зубьях делают соответственный пропил. Такая конструкция снижает прочность зубьев и, соответственно, скорость передачи и передаваемую мощность по сравнению с наружным расположением.

Зубчатые цепи благодаря мягкому и плавному зацеплению с шестернями создают самый низкий уровень шума среди подобных себе приводов. Их часто называют малошумными или бесшумными. Неограниченная ширина передачи позволяет создавать приводы шириной до 1,8 метра, предающие весьма значительные мощности. Если сравнить с роликовыми или втулочными, то сложность конструкции, вес и стоимость таких передач многократно выше. Это ограничивает их применение.

Фасоннозвенные цепи

Этот вид цепей изготавливают методом фасонного литья или горячей штамповки из стальной полосы. Крючковая разновидность имеет звенья, отформованные в виде единственной детали сложной формы. В зацепление звенья входят, если соединять их под углом около 60 о, а потом выпрямлять. Штыревая версия представляет собой отлитую из высококовкого чугуна деталь с отверстием, в которое вставляется стальной штырь и закрепляется шплинтом.

Такие приводы ограничены в скорости (до 3 м/сек) и в передаваемой мощности, зато не требуют сложных систем смазки и защиты от загрязнений. Неприхотливый привод широко применяется в сельхозмашинах, изношенные звенья с легкостью заменяются с применением обычного слесарного инструмента, в полевых условиях. Ремонтопригодность фасоннозвенных цепей существенно выше, чем у других типов.

Материал цепей

Все детали цепного механизма должны хорошо сопротивляться повышенным статическим и ударным нагрузкам, и быть достаточно износостойкими. Боковые пластины делают из высокопрочных сплавов, они работают в основном на растяжение. Оси, втулки, ролики, вкладыши и призматические элементы делаются из высокопрочных и хорошо цементируемых сплавов. Цементация проводится на глубину до 1,5 мм и обеспечивает хорошую стойкость к износу трением. После этого детали подвергаются термообработке закаливанием. Твердость доводится до 65 ед.

Зубчатые колеса делают из легированных сталей, также подвергаемых закалке до 60 ед.

Для передач малой скорости и мощности, при умеренных параметрах разгона и торможения применяют ковкие чугуны.

Для снижения шума и повышения плавности хода при ограниченных мощностях используют шестеренки из текстолита или прочных пластмасс. Применяют также наплавку металлических и нанесение полимерных покрытий на детали и узлы, работающие в агрессивных средах.

Геометрические и кинематические параметры цепной передачи

Главным определяющим параметром цепной передачи служит наг цепи t. Он равен расстоянию между центрами шарниров двух соседних звеньев. С увеличением шага растет предаваемая мощность, но снижается плавность хода.

Следующий по важности параметр- число зубьев Zведущ на ведомом и Zведом на ведущем валу.

Диаметр делительной окружности вычисляется:

По хорде этой окружности берут значение шага для зубчатого колеса.

Расстояние a между ведущей и ведомой осями привода выбирают в пределах от 30 до 50 шагов t/ Как показала практика, при этом обеспечивается максимальный ресурс привода.

Число шагов цепи вычисляется по формуле:

передаточное число рассчитывается по формуле:

Количество зубцов меньшей звездочки получают из следующего выражения:

Важно понимать, что передаточное отношение не положено считать равным отношению

В рамках одного оборота зубчатого колеса передаточное отношение варьируется. По этой причине рассуждают о среднем значении скорости вращения.

Читайте также: