Шкивы передач зубчатым ремнем

Шкив передачи представляет собой зубчатое колесо (рие. 25.1), го­ловки зубьев которого срезаны до диаметра, расположенного ниже делительной окружности (делительная окружность шкива совпадает с нейтральным слоем ремня).

Диаметры вершин зубьев шкива:

для ведущего шкива

для ведомого шкива

где t—расстояние от впадины зуба ремня до осевой линии троса (табл. 25.1); С— поправка на диаметр вершин зубьев к диаметру шки­ва для более равномерного нагружения зубьев с учетом податливости металлокорда ремня, мм:

 

Ширина В шкива при ширине b ремня:

Зубья на шкивах нарезают специальными фрезами методом обкатки (см. § 11.7).

Окружные шага шкивов по средней линии зубьев (рис. 25.4)

 

Таблица 25.5. Результаты подбора ременных передач

 

Ремень передачи	а, мм	d1,, мм	d2, мм	В, мм	F0, н	Fn, Н
Плоский резинотканевый	11ЗО
Клиновой сечения А
Клиновой сечения SPZ
Поликлиновой сечения К
Зубчатый

Из таблицы видно, что передача плоским ремнем характеризуется наибольшим меж­осевым расстоянием и большими диаметрами и шириной шкивов. Наименьшее межосевое расстояние имеют передачи поликлиновым и зубчатым ремнями. В передаче зубчатым рем­нем наименьшая ширина шкива и небольшая нагрузка на валы.

Окончательный выбор оптимального варианта ременной передачи производят по результатам комплексной оценки привода.

Контрольные вопросы

1. Каков принцип работы передачи зубчатым ремнем? Ее достоинства и недостатки.

2. Чем обусловлена область применения передачи зубчатым ремнем?

3. Как устроен зубчатый ремень? Какие бывают ремни по способу изготовления?

4. Каковы критерии работоспособности передачи зубчатым ремнем?

5. Для чего в передаче зубчатым ремнем создают предварительное натяжение ремня?

Глава 26

Цепные передачи

Общие сведения

Цепная передача — это передача зацеплением с гибкой связью. Состо­ит из ведущей и ведомой звездочек, огибаемых цепью, которая пере­дает движение (рис. 26.1, а и б).

Достоинства цепных передач. 1. По сравнению с зубчатыми цепные передачи могут передавать движение между валами при значительныхмежосевых расстояниях (до 8 м). 2. По сравнению с ременными пере­дачами: более компактны, передают ббльшие мощности, требуют зна­чительно меньшей силы предварительного натяжения, обеспечивают постоянство передаточного числа (отсутствуют скольжение и буксова­ние). 3. Могут передавать движение нескольким звездочкам одной цепью.

Недостатки. 1. Значительный шум при работе вследствие удара звена цепи о зуб звездочки при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев и большом шаге (этот недостаток ограничивает приме-:) нение цепных передач при больших скоростях). 2. Сравнительно быст- I рое изнашивание шарниров цепи; необходимость применения системы смазывания. 3. Удлинение цепи из-за износа шарниров и сход ее со звездочек, что требует применения натяжных устройств.

Применение. Цепные передачи применяют в станках, промышлен­ных роботах, транспортных, сельскохозяйственных и других машинах для передачи движения между параллельными валами на значительные расстояния, когда применение зубчатых передач нецелесообразно, а ременных невозможно.

Наибольшее применение получили цепные передачи мощностью до 120 кВт при окружных скоростях до 15 м/с.

Приводные цепи

Приводная цепь — главный элемент цепной передачи-» состоит из | соединенных шарнирами отдельных звеньев. Помимо приводных бывают ' тяговые и грузовые цепи, которые в этом курсе не рассматриваются. I

Основные типы стандартизованных приводных цепей: роликовые, втулочные и зубчатые.

Роликовые приводные цепи. Состоят из двух рядов наружных и внут­ренних пластин (рис. 26.2). В наружные пластины запрессованы валики, пропущенные через втулки, запрессованные, в свою очередь, во внут­ренние пластины. На втулки предварительно надеты свободно враща­ющиеся закаленные ролики. При относительном повороте звеньев ва­лик проворачивается во втулке, образуя шарнир скольжения. Зацепление [

 

Рис. 26.2. Приводная роликовая однорядная цепь: 1—соединительное звено; 2— переходное звено

цепи со звездочкой происходит через ролик, который, поворачиваясь на втулке, перекатывается по зубу звездочки. Такая конструкция по­зволяет выравнять давление зуба на втулку и уменьшить изнашива­ние как втулки, так и зуба.

Пластины очерчены контуром, напоминающим цифру восемь и обеспечивающим равную прочность пластины-во всех сечениях. Концы валиков расклепывают, поэтому звенья цепи неразъемны.

Соединение концов цепи при четном числе ее звеньев производят соединительным звеном 1, при нечетном — переходным звеном 2 (рис. 26.2), которое менее прочно, чем основные. Поэтому стремятся применять цепи с четным числом звеньев.

Роликовые цепи имеют широкое распространение. Их применяют при скоростях v<15 м/с (табл. 26.1).

Таблица 26.1. Цепи приводные роликовые однорядные нормальной серии (выборка) см. рис. 26.2

 

Шаг цепи р, мм	Диаметр валика da, мм	Ширина внутреннего звена В, мм	Разрушающая сила /L, кН	Масса qM 1 м цепи, кг/м
19,05 25,4 31,75	5,94 7,92 9,53	17,75 22,61 27,46	31,8 60,0 89,0	1,9 2,6 3,8

Втулочные приводные цепи по конструкции по­добны роликовым, но не имеют роликов, что уде­шевляет цепь, уменьшает ее массу, но существенно увеличивает износ втулок цепи и зубьев звездочек. Втулочные цепи применяют в неответственных пере­дачах при v < 1 м/с.

Втулочные и роликовые цепи изготовляют одно­рядными (рис. 26.2) и многорядными (рис. 26.3) с чис­лом рядов 2, 3 и 4. Многорядная цепь с меньшим шагом позволяет заменить однорядную с большим шагом и тем самым уменьшить диаметры звездо­чек, снизить динамические нагрузки в передаче.

Рис. 26.3. Приводная

втулочная двухрядная

цепь

Многорядные цепи могут работать при больших скоростях движения цепи. Нагрузочная способность цепи возрастает почти прямо пропор­ционально числу рядов.

Зубчатые приводные цепи состоят из звеньев, составленных из на­бора пластин, шарнирно соединенных между собой (рис. 26.4). Каждая пластина имеет по два зуба со впадиной между ними для размещения; зуба звездочки.

Число пластин определяет ширину цепи В, которая, в свою оче­редь, зависит от передаваемой мощности. Рабочими гранями являются торцовые плоскости (грани) пластин, расположенные под углом 60°. Этими гранями каждое звено цепи вклинивается между двумя зубьями звездочки, имеющими трапециевидный профиль (см. ниже рис. 26.7). Благодаря этому зубчатые цепи работают более плавно, с небольшим

^А- А-А

Рис. 26.4. Приводная зубчатая цепь

 

Рис. 26.5. Шарниры зубчатых цепей:

а — шарнир трения скольжения; б— шарнир трения качения

шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку и допускают более высокие скорости.

Для устранения бокового сползания зубча­той цепи со звездочек применяют направляю­щие пластины 1 (рис. 26.4), расположенные по середине ширины цепи или щ ее бокам. Для внутренних направляющих пластин на зубьях звездочек делают прорези (см. рис. 26.7).

Относительный поворот звеньев обеспечива­ют шарниры скольжения или качения.

Шарнир скольжения (рис. 26.5, а) состоит из валика и двух сегментных вкладышей 1 и 2, длина которых равна ширине цепи. Вкладыш 1 закреплен в фигурных пазах пластин А, вкла­дыш 2— в пазах пластин Б. При относительном повороте пластин вкладыш 2 скользит по вали­ку, поворачиваясь в пазах пластин А, а вкла­дыш / — соответственно в пазах пластин Б. Шарнир допускает поворот пластины на угол

φ _mах=30\

Шарнир качения (рис. 26.S, б) состоит из двух призм 3 и 4 с цилиндрическими рабочими поверхностями, которые и обеспечивают тре-

ние качения. Длина призм равна ширине цепи. Призма 3 закреплена в фигурных пазах пластин А, призма 4— в пазах пластин Б. При по­вороте звеньев призмы обкатываются одна по другой. Цепи с шарни­рами качения более дорогие, но имеют наименьшие потери на трение. По сравнению с роликовыми зубчатые цепи тяжелее и дороже. Их применяют при скоростях v<35 м/с (табл. 26.2).

Таблица 26.2. Приводные зубчатые цепи с шарнирами качения (выборка)

 

Шаг цепи р, мм	Ширина цепи В, мм	Разрушающая сила на 1 мм ширины Fr, Н/мм	Масса qM\u цепи на 10 мм ширины, КГ/(М'ММ)
12,70   15,875   19,05	22,5...52,5 (через 6 мм) 30...70 (через 8 мм) 45..93 (через 12 мм)		0,58 0,72 0,87

Преимущественное применение имеют передачи роликовыми и втулоч­ными цепями.

Материал цепей. Цепи должны быть износостойкими и прочны­ми. Пластины цепей изготовляют из сталей марок 50, 40Х и других с закалкой до твердости Н = 40...50 HRC. Валики, втулки, ролики и призмы — из цементуемых сталей марок 20, 15Х и других с закалкой до твердости Н = 52...65 HRC.

Шаг цепи р является основным параметром цепной передачи. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи, но сильней удар звена о зуб в момент набегания на звездочку, меньше плавность, сильнее шум, больше износ шарниров. При больших скоростях при­нимают цепи с малым шагом.

В быстроходных передачах при больших мощностях рекомендуют цепи малого шага: зубчатые большой ширины или роликовые много­рядные.

Максимальное значение шага цепи ограничивают частотой вращения малой звездочки по условию n₁ < n_{1 mах} (табл. 26.3).

Таблица 26.3. Наибольшие допустимые частоты вращения n_{1 mах} малой звездочки

 

Тип цепи	Частота вращения n1 mах, мин^-1, при шаге р, мм
12,7	15,875	19,05	25,4	31,75	38,1
Роликоваяи втулочная Зубчатая

Звездочки

Звездочки цепных передач отличаются от зубчатых колес лишь профилем зубьев, размеры и форма которых зависят от типа цепи (рис. 26.6 и 26.7).

 

Рис. 26.6. Звездочки роликовой и втулочной цепей

 

Рис. 26.7. Звездочка зубчатой цепи

Делительная окружность звездочек проходит через центры шарниров цепи. Из треугольника Оас (рис. 26.7)

где z — число зубьев звездочки.

Шаг р у звездочек измеряют по хорде делительной окружности (рис. 26.6 и 26.7). Делительный диаметр звездочки для зубчатых цепей больше ее наружного диаметра.

Для увеличения долговечности цепной передачи принимают по воз­можности большее число зубьев меньшей звездочки. При малом числе зубьев в зацеплении находится небольшое число звеньев, что снижает плавность работы передачи и увеличивает изнашивание из-за большо­го угла поворота шарнира.

Число г, зубьев малой звездочки принимают из условий обеспечения минимальных габаритов и плавного хода передачи:

для роликовых и втулочных цепей

для зубчатых цепей

где u — передаточное число.

Минимально допустимое число зубьев малой звездочки роликовых и втулочных цепей принимают: при высоких частотах вращения z₁ min = 19...23; средних z₁ min = 17...19; низких z₁ min = 13...15. В передачах зуб­чатыми цепями z₁ min больше на 30%.

При износе шарниров и увеличении в связи с этим шага цепь стремится подняться по профилю зубьев, причем тем выше, чем боль­ше число зубьев звездочки. При большом числе зубьев даже у мало изношенной цепи в результате радиального сползания по профилю зубьев цепь соскакивает с ведомой звездочки.

Поэтому максимальное число зубьев большой звездочки ограничива­ют: для втулочной цепи z_2max < 90; для роликовой z_2max <120; для зуб­чатой z_2max < 140.

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

Материал звездочек должен быть износостойким и хорошо сопро­тивляться ударньШ нагрузкам. Звездочки изготовляют из сталей ма­рок 50, 40Х и других с закалкой до твердости 45...55 HRC или из цементуемых сталей марок 15, 20Х и других с закалкой до 55...60 HRC. С целью снижения уровня шума в передачах с легкими условиями работы (Р<5 кВт, v<8 м/с) зубчатый венец звездочек изготовляют из полиамидов и стеклопластиков.