Файл: Учебный курс для студентов очной и заочной форм обучения.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 890
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Тяговые цепи
Тяговые цепи подразделяют на 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 пере мещения грузов под любым углом к гори зонтальной плоскости в транспортирую щих машинах (конвейерах, подъемниках, эскалаторах и др.). Они обычно состоят из пластин простой формы и осей со втул ками 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, пере дающие движение между звездочками с взаимно перпендикулярными осями. Валики (оси) двух соседних звеньев такой цепи взаимно перпендикулярны.
Все цепи стандартизованы в мировом масшта бе. Основным параметром является шаг цепи t, который выражается в миллиметрах или дюймах. В таблицах ГОСТа приводятся также стандартные ширины цепей, минимальное число зубьев звездочки, предельное число оборотов, допу скаемые нагрузки и вес.
Цепные вариаторы
Цепные вариаторы, как и фрикционные, предназначены для бес ступенчатого изменения передаточного числа. Они выполняются в закры том корпусе и состоят из двух пар раздвижных зубчатых конусов 1, 2 и ох ватывающей их цепи 3специальной конструкции с выдвижными пласти нами, входящими в пазы конусов (рис. 7.16). Регулирование передаточного числа осуществляется сближением одной пары звездочек-конусов и раздвижением другой. При этом цепь меняет свое положение на конусах. Все звездочки-конусы 1, 2 изготовляют одинаковых размеров zK=60. Мощ ность, передаваемая такими вариаторами, достигает 70 кВт; =6...10 м/с; =0,85...0,95 с диапазоном регулирования .
Разновидность цепных вариаторов — фрикционные цепные вариаторы. Отличаются они тем, что конусы выполняются гладкими, а цепи вместо поперечных пластин включают ролики, заменяющие колодки, имеющиеся во фрикционных вариаторах. Эти вариаторы имеют диапазон регулирова ния Д< 10. По сравнению с фрикционными вариаторами цепные сложнее в изготовлении, поэтому их применение в машиностроении ограничено.
Рис. 14. Цепной вариатор
Основные геометрические и кинематические соотношения, КПД передачи
Геометрические параметры передачи (см. рис.15).
1. Межосевое расстояние
, (1)
гдеt — шаг цепи.
Шаг цепиявляется основным параметром цепной передачи и принимается по ГОСТу. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи, но сильнее удар звена о зуб в период набегания на звездочку, меньше плавность, бесшумность и долговечность передачи.
При больших скоростях выбирают цепи с малым шагом. В быстроходных передачах при больших мощностях рекомендуются также цепи малого шага: зубчатые большой ширины или роликовые многорядные. Максимальное значение шага цепи ограничивается угловой скоростью малой звездочки.
Минимальное межосевое расстояние (мм) выбирают из условия минимально допустимого зазора между звездочками:
, (2)
где , — диаметры вершин зубьев ведущей и ведомой звездочек.
Максимальное межосевое расстояние = 80Л
Рис.15. Схема цепной передачи
При известной длине цепи межосевое расстояние
, (3)
где Lp— длина цепи в шагах (или число звеньев цепи); z1 , z2 — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.
2. Число звеньев цепи определяют по приближенной формуле
. (4)
Значение Lp округляют до целого числа, которое желательно брать четным, чтобы не применять специальных соединительных звеньев.
Передача работает лучше при небольшом провисании холостой ветви цепи. Поэтому расчетное межосевое расстояние рекомендуют уменьшить примерно на (0,002 – 0,004)а.
3. Допускаемая величина стрелы провисания
. (5)
4. Делительный диаметр звездочки
. (6)
5. Диаметр вершин зубьев: для втулочных и роликовых цепей
; (7)
для зубчатых цепей
.
Среднее передаточное число определяют из равенства средних ско ростей цепи . Для цепной передачи скорость цепи
, (8)
где — шаг цепи, мм; z1и z2 — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек; и — средние угловые скорости ведущей и ведомой звездочек, рад/с.
Со скоростью цепи и частотой вращения звездочки связаны износ, шум и динамические нагрузки привода. Наибольшее распространение получили тихоходные и среднескоростные передачи с v до 15 м/с и n до 500 мин-1. В быстроходных двигателях цепную передачу, как правило, устанавливают после редуктора.
Из формулы (8) имеем передаточное отношение
(9)
Распространенные значения u до 6.При больших значениях u становится нецелесообразным выполнять одноступенчатую передачу из-за больших ее габаритов.
Передаточное число цепной передачи меняется в пределах поворота звездочки на один зуб, что заметно при малом числе z. Непостоянство не превышает 1...2%, но вызывает неравномерность хода передачи и поперечные колебания цепи. Среднее передаточное число за оборот постоянно. Для одноступенчатых цепных передач рекомендуется и ≤ 7 (в отдельных случаях принимают u ≤ 10).
В цепной передаче
,
т. e. .
КПД передачи зависит от следующих потерь: на трение в шарни рах (и между пластинами смежных звеньев), на трение в подшипниках и потери на взбалтывание (разбрызгивание) масла.
Для повышения КПД цепной передачи желательно улучшить условия смазывания шарниров и подшипников. Это снизит потери и повысит кпд. Средние значения КПД при передаче полной расчетной .мощности достаточно точно изготовленных и хорошо смазывае мых передач составляют 0,96...0,98.
Силы в ветвях цепи
Упрощенная схема передачи сил в цепной передаче аналогична, силовой схеме в ременной передаче.
Окружная сила
, (10)
где Т — вращающий момент на звездочке; d — делительный диаметр звез дочки (см. рис. 12 и 13).
Силы натяжения:
- ведущей ветви цепи работающей передачи (рис. 16)
; (11)
- ведомой ветви цепи
; (12)
- от провисания цепи
, (13)
где — коэффициент провисания, зависящий от расположения привода и величины стрелы провисания цепиf
При f = (0,01 ÷0,002)a для горизонтальных передач Kf=6; для наклонных (≈ 40°) — Kf= 3; для вертикальных Kf=1
q — масса 1 м цепи, кг (см. табл.1);
а — межосевое расстояние, м; g= 9,81 м/с2;
- от центробежных сил;
. (14)
Рис. 16. Силы натяжения в цепной передаче
Нагрузка на валы и опоры. Вал и опора воспринимают силы натя жения от провисания цепи и от окружной силы. Приближенно
, (15)
где Fs— нагрузка на вал;
КB — коэффициент нагрузки на вал (табл.2).
Нагрузка на валы и опоры в цепной передаче значительно меньше, чем в ременной передаче.
Таблица 2. Значение коэффициента нагрузки на вал Кв
Методика подбора и проверки цепей с учетом их долговечности
Расчет цепи на износостойкость шарниров. Среднее давление р в шарнире не должно превышать допускаемого (указанного в табл.1), т. е.
,(16)
где Ft— окружная сила, передаваемая цепью; А — площадь проекции опор ной поверхности шарнира, для роликовых и втулочных цепей А = dB; для зубчатых цепей А = 0,76dB; К — коэффициент эксплуатации;
(17)
(значения коэффициентов — см. табл. 3).
Таблица 3. Значение различных коэффициентов при расчете цепи по износостойкости шарниров
Преобразуем формулу (16):
а) выразим окружную силу через момент на меньшей звездочке шаг цепи t и число зубьев этой звездочки z1;
б) представим площадь опорной поверхности шарнира в виде функции от шага
Тяговые цепи подразделяют на 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 пере мещения грузов под любым углом к гори зонтальной плоскости в транспортирую щих машинах (конвейерах, подъемниках, эскалаторах и др.). Они обычно состоят из пластин простой формы и осей со втул ками 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, пере дающие движение между звездочками с взаимно перпендикулярными осями. Валики (оси) двух соседних звеньев такой цепи взаимно перпендикулярны.
Все цепи стандартизованы в мировом масшта бе. Основным параметром является шаг цепи t, который выражается в миллиметрах или дюймах. В таблицах ГОСТа приводятся также стандартные ширины цепей, минимальное число зубьев звездочки, предельное число оборотов, допу скаемые нагрузки и вес.
Цепные вариаторы
Цепные вариаторы, как и фрикционные, предназначены для бес ступенчатого изменения передаточного числа. Они выполняются в закры том корпусе и состоят из двух пар раздвижных зубчатых конусов 1, 2 и ох ватывающей их цепи 3специальной конструкции с выдвижными пласти нами, входящими в пазы конусов (рис. 7.16). Регулирование передаточного числа осуществляется сближением одной пары звездочек-конусов и раздвижением другой. При этом цепь меняет свое положение на конусах. Все звездочки-конусы 1, 2 изготовляют одинаковых размеров zK=60. Мощ ность, передаваемая такими вариаторами, достигает 70 кВт; =6...10 м/с; =0,85...0,95 с диапазоном регулирования .
Разновидность цепных вариаторов — фрикционные цепные вариаторы. Отличаются они тем, что конусы выполняются гладкими, а цепи вместо поперечных пластин включают ролики, заменяющие колодки, имеющиеся во фрикционных вариаторах. Эти вариаторы имеют диапазон регулирова ния Д< 10. По сравнению с фрикционными вариаторами цепные сложнее в изготовлении, поэтому их применение в машиностроении ограничено.
Рис. 14. Цепной вариатор
Основные геометрические и кинематические соотношения, КПД передачи
Геометрические параметры передачи (см. рис.15).
1. Межосевое расстояние
, (1)
гдеt — шаг цепи.
Шаг цепиявляется основным параметром цепной передачи и принимается по ГОСТу. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи, но сильнее удар звена о зуб в период набегания на звездочку, меньше плавность, бесшумность и долговечность передачи.
При больших скоростях выбирают цепи с малым шагом. В быстроходных передачах при больших мощностях рекомендуются также цепи малого шага: зубчатые большой ширины или роликовые многорядные. Максимальное значение шага цепи ограничивается угловой скоростью малой звездочки.
Минимальное межосевое расстояние (мм) выбирают из условия минимально допустимого зазора между звездочками:
, (2)
где , — диаметры вершин зубьев ведущей и ведомой звездочек.
Максимальное межосевое расстояние = 80Л
Рис.15. Схема цепной передачи
При известной длине цепи межосевое расстояние
, (3)где Lp— длина цепи в шагах (или число звеньев цепи); z1 , z2 — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.
2. Число звеньев цепи определяют по приближенной формуле
. (4)Значение Lp округляют до целого числа, которое желательно брать четным, чтобы не применять специальных соединительных звеньев.
Передача работает лучше при небольшом провисании холостой ветви цепи. Поэтому расчетное межосевое расстояние рекомендуют уменьшить примерно на (0,002 – 0,004)а.
3. Допускаемая величина стрелы провисания
. (5)
4. Делительный диаметр звездочки
. (6)
5. Диаметр вершин зубьев: для втулочных и роликовых цепей
; (7)
для зубчатых цепей
.
Среднее передаточное число определяют из равенства средних ско ростей цепи . Для цепной передачи скорость цепи
, (8)
где — шаг цепи, мм; z1и z2 — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек; и — средние угловые скорости ведущей и ведомой звездочек, рад/с.
Со скоростью цепи и частотой вращения звездочки связаны износ, шум и динамические нагрузки привода. Наибольшее распространение получили тихоходные и среднескоростные передачи с v до 15 м/с и n до 500 мин-1. В быстроходных двигателях цепную передачу, как правило, устанавливают после редуктора.
Из формулы (8) имеем передаточное отношение
(9)
Распространенные значения u до 6.При больших значениях u становится нецелесообразным выполнять одноступенчатую передачу из-за больших ее габаритов.
Передаточное число цепной передачи меняется в пределах поворота звездочки на один зуб, что заметно при малом числе z. Непостоянство не превышает 1...2%, но вызывает неравномерность хода передачи и поперечные колебания цепи. Среднее передаточное число за оборот постоянно. Для одноступенчатых цепных передач рекомендуется и ≤ 7 (в отдельных случаях принимают u ≤ 10).
В цепной передаче
,т. e. .
КПД передачи зависит от следующих потерь: на трение в шарни рах (и между пластинами смежных звеньев), на трение в подшипниках и потери на взбалтывание (разбрызгивание) масла.
Для повышения КПД цепной передачи желательно улучшить условия смазывания шарниров и подшипников. Это снизит потери и повысит кпд. Средние значения КПД при передаче полной расчетной .мощности достаточно точно изготовленных и хорошо смазывае мых передач составляют 0,96...0,98.
Силы в ветвях цепи
Упрощенная схема передачи сил в цепной передаче аналогична, силовой схеме в ременной передаче.
Окружная сила
, (10)
где Т — вращающий момент на звездочке; d — делительный диаметр звез дочки (см. рис. 12 и 13).
Силы натяжения:
- ведущей ветви цепи работающей передачи (рис. 16)
; (11)
- ведомой ветви цепи
; (12)
- от провисания цепи
, (13)
где — коэффициент провисания, зависящий от расположения привода и величины стрелы провисания цепиf
При f = (0,01 ÷0,002)a для горизонтальных передач Kf=6; для наклонных (≈ 40°) — Kf= 3; для вертикальных Kf=1
q — масса 1 м цепи, кг (см. табл.1);
а — межосевое расстояние, м; g= 9,81 м/с2;
- от центробежных сил;
. (14)
Рис. 16. Силы натяжения в цепной передаче
Нагрузка на валы и опоры. Вал и опора воспринимают силы натя жения от провисания цепи и от окружной силы. Приближенно
, (15)
где Fs— нагрузка на вал;
КB — коэффициент нагрузки на вал (табл.2).
Нагрузка на валы и опоры в цепной передаче значительно меньше, чем в ременной передаче.
Таблица 2. Значение коэффициента нагрузки на вал Кв
| Наклон линии центров звездочек к горизонту, град | Характер нагрузки | Кв |
| 0 ÷ 40 | Спокойная Ударная | 1,15 1,30 |
| 40 ÷ 90 | Спокойная Ударная | 1,05 1,15 |
Методика подбора и проверки цепей с учетом их долговечности
Расчет цепи на износостойкость шарниров. Среднее давление р в шарнире не должно превышать допускаемого (указанного в табл.1), т. е.
,(16)
где Ft— окружная сила, передаваемая цепью; А — площадь проекции опор ной поверхности шарнира, для роликовых и втулочных цепей А = dB; для зубчатых цепей А = 0,76dB; К — коэффициент эксплуатации;
(17)
(значения коэффициентов — см. табл. 3).
Таблица 3. Значение различных коэффициентов при расчете цепи по износостойкости шарниров
| Коэффициент | Условия работы | Значение |
| К1— динамичности | При спокойной нагрузке При толчкообразной или переменной нагрузке | 1,0 1,25-1,5 |
| K2— межосевого расстояния | | 1,25 1,0 0,8 |
| K3 — способа смазывания | Смазывание: непрерывное капельное периодическое | 0,8 1,0 1,5 |
| К4— наклона линии центров в горизонту | При наклоне линии центров к горизонту, град.: до 60 свыше 60 | 1,0 1,5 |
| К5— режима работы | При работе: односменной двухсменной непрерывной | 1,0 1,25 1,5 |
| К6 — способа регулирова ния натяжения цепи | При подвижных опорах При оттяжных звездочках При отжимном ролике | 1,0 1,1 1,25 |
Преобразуем формулу (16):
а) выразим окружную силу через момент на меньшей звездочке шаг цепи t и число зубьев этой звездочки z1;
б) представим площадь опорной поверхности шарнира в виде функции от шага