Цепные передачи. Типы приводных цепей. Особенности кинематики и динамики цепной передачи.

Использованная литература: 1, стр. 251; 4, стр. 282;

 

Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек, расположенных друг от друга на некотором расстоянии и охватывающей их цепи, которая передает вращающий момент с одной звездочки на другую.

 

Достоинства (по сравнению с ременными): отсутствие проскальзывания, компактность, меньшие нагрузки на валы и подшипники, высокий КПД (до 0,98).

 

Недостатки: удлинение цепи в следствии ее износа, наличие переменных ускорений в элементах цепи, вызывающих динамические нагрузки, которые тем больше, чем больше скорость движения цепи.

 

Применение: при больших межосевых расстояниях, когда применение зубчатых и ременных передач ограничено размерами, весом, передаточным отношением.

 

Приводные цепи – цепи в зубчатых передачах.

По конструкции:

· Втулочные (до 10 м/с);

· Роликовые (до 20 м/с):

o Однорядные нормальные;

o Однорядные длиннозвенные облегченные;

o Однорядные усиленные;

o 2-3-4-рядные;

o С изогнутыми пластинками (при больших и переменных нагрузках);

· Зубчатые (бесшумные, для передачи больших мощностей);

· Фасоннозвенные (небольшая стоимость, легкость ремонта, малые скорость и нагрузка):

o Крючковые;

o Штыревые;

Динамика цепной передачи.

Скорость звеньев цепи и передаточное число не постоянны и изменяются в зависимости от положения звена относительно обхватываемой звездочки. Возникающие при этом дополнительные динамические нагрузки большей частью компенсируются за счет провисания цепи.

 

Принцип расчета цепной передачи.

Использованная литература: 1, стр. 257; 4, стр. 288;

 

Геометрический расчет цепной передачи заключается в определении числа зубьев и межосевого расстояния цепи по известным данным – нагрузке, частоте оборотов ведущего вала, требуемому передаточному числу.

Оптимальное межосевое расстояние – ;

Передаточное число (среднее) – (для тихоходных передач );

 

Расчет цепи на прочность заключается в расчете ее шарниров на износостойкость по допускаемому давлению по допускаемой окружной силе :

допускаемое давление в шарнирах цепи;

длина втулки;

диаметр втулки;

коэффициент эксплуатации передачи;

 

Порядок расчета:

1) Предварительный выбор шага цепи;

2) Число зубьев меньшей звездочки;

3) Средняя скорость цепи, окружная сила;

4) Расчет на прочность

5) Уточнение значения шага цепи (принимают минимально возможный или увеличивают количество рядов цепи);

Валы и оси.

Использованная литература: 3, стр.44; 1, стр. 269;

 

Ось – деталь, служащая для удержания колёс и центрирования их вращения. Вал – ось, передающая вращающий момент. Форма вала определяется распределением изгибающих и крутящих моментов по его длине. Правильно спроектированный вал представляет собой балку равного сопротивления. Валы и оси вращаются, а следовательно, испытывают знакопеременные нагрузки, напряжения и деформации. Поэтому поломки валов и осей имеют усталостный характер.

 

Классификация.

Валы:

· Прямые;

· Коленчатые;

· Гибкие;

Оси:

· Прямые;

· Фасонные;

Расчет валов.

Использованная литература: 4, стр. 296;

 

Проектный расчет.

Исходные данные: крутящий момент, частота вращения, размеры основных деталей на валу.

1) Предварительная оценка диаметра вала, ориентируясь на диаметр сопряженного вала или по формулам:

2) Разработка конструкции.

3) Проверочный расчет.

 

Расчёт вала на выносливость.

 

Выполняется как проверочный на стадии рабочего проектирования, когда практически готов рабочий чертёж вала, т.е. известна его точная форма, размеры и все концентраторы напряжений: шпоночные пазы, кольцевые канавки, сквозные и глухие отверстия, посадки с натягом, галтели (плавные, скруглённые переходы диаметров).

При расчёте полагается, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные напряжения кручения – по отнулевому пульсирующему циклу.

Проверочный расчёт вала на выносливость по существу сводится к определению фактического коэффициента запаса прочности , который сравнивается с допускаемым:

где и – пределы выносливости материала вала при изгибе и кручении с симметричным циклом; и – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении, учитывающие галтели, шпоночные канавки, прессовые посадки и резьбу; и – масштабные коэффициенты диаметра вала; и – амплитудные значения напряжений; и – средние напряжения цикла; и – коэффициенты влияния среднего напряжения цикла на усталостную прочность зависят от типа стали.