Цепная передача виды, устройство, расчет, достоинства и недостатки

Цепная передача

Идея цепной передачи была первый раз предложена блестящим изобретателем и художником Леонардо да Винчи в шестанадцатом веке. Но несовершенство тогдашних технологий дало возможность начать внедрение такого привода только в начале Девятнадцатого века. На сегодняшний день используется много самых разных цепных приводов. Они применяются в транспорте, сельскохозяйственных и дорожных машинах, в самых разнообразных технологических установках и в системах управления. Для расчетов показателей подобных передач в помощь конструкторам выведены приближенные формулы и сделаны справочные таблицы.

Устройство и рабочий принцип

Устройство цепной передачи достаточно схоже на конструкцию зубчатого привода. Но зубья ведущей и ведомой шестеренок не входят в непосредственное зацепление, а вращающий момент подается с одной на иную при помощи закольцованной непрерывной цепи, чьи отверстия одеваются по очереди на зубья крутящихся колес.

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

Общие сведения о цепных передачах

Среди самых разных приводов цепной считают относящимся к передачам с пластичной связью. Зацепление в ней выполняется при помощи натяжения сочлененных звеньев бесконечной цепи. Она же передает и мощность от ведущего вала к ведомому. Из общих сведений о цепных передачах следует вспомнить следующее:

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

Передаточное отношение для цепной передачи рассчитывается по тем же формулам, что и для зубчатой. Делаются цепные приводы из очень прочных сортов стали, шестерни порой делают текстолитовые или из полиамидных пластиков.

Классификация

Главная классификация цепных передач проходит по признаку использованной цепи. Выделяют:

Роликовые. Контакт звена и шестерни выполняется при помощи ролика, одновременно скрепляющего звенья.
Втулочные. Контакт идет при помощи втулки, вращающейся вокруг ролика. Подобное решение увеличивает ресурс цепного привода, но в то же время растут его вес и отпускная цена.
Зубчатые. Набираются из шарнирно сочлененных пластин, на внутренней стороне которых есть профилированные впадины под зубья.

Более того, по числу насаженных на вал зубчатых колес и, исходя из этого, числу параллельных рядов в одном звене, отличают такие разновидности, как:

Увеличение числа шестерен применяется для увеличения мощности либо Для снижения размеров самого изделия.

Положительные качества

Относительно зубчатой можно выразить следующие положительные качества цепной передачи:

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

В сравнении ременными передачами выделяют такие положительные качества цепных, как:

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

Герметик системы охлаждения Liqui Moly отзывы, свойства, артикулы

Общим преимуществом цепных приводов является их устойчивость к отказам при частых разгонах и остановках.

Минусы

К минусам цепных передач относятся такие:

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

Для конкретных областей применения положительные качества этого типа привода значительно перевешивают его минусы

Область применения

Область использования цепных передач достаточно широкая. Они классически применяются в таких ветвях, как:

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

Использование такого привода имеет смысл при скоростях менее 15 метров в секунду, что уменьшает применение его в скоростных приводах.

Приводные цепи

Приводы с зубчатой цепью применяются в относительно небыстрых передачах. Для быстроходных механизмов применяются роликовые и втулочные категории.

Цепной передачей служит и подъемный механизм судовых якорных цепей, и оборудование для подъемных работ — блок или полиспаст.

В данных механизмах цепь не имеет фиксированной длины, она меняется 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, со своей стороны опрессованы в отверстиях внутренних пластин. На втулки одевают скользящие по ним ролики, а торцы осей расклепаны с формирование упоров, не дающим пластинам уходить вбок.

Ось поворачивается в середине втулки, создавая аналогичным образом шарнирное сочленение. Ролик в момент зацепления катится по зубцу шестеренки, вращаясь на оси. Это выравнивает нагрузку от зубца и уменьшает износ компонентов привода. Подобные конструкции дают возможность развивать скорость до двадцати метров/с

Втулочные приводные цепи

Втулочные конструкции лишены роликов, и по зубцу перекатывается сама втулка. Это решение дает возможность существенно уменьшить сложность, отпускная цена и массу изделия, ни неизбежно увеличивает скорость его износа. Подобные конструкции применяют для сравнительно тихоходных приводов (до 1 м/с), предающих небольшую мощность.

Если же мощность требуется нарастить, на помощь конструкторам приходят многорядные цепи. параллельно размещенные звездочки маленького размера помогают подобрать меньший шаг, уменьшить динамические усилия при разгоне и торможении валов. Скорость достигает 10 м/с.

Мощность передачи при неизменном диаметре колес увеличивается пропорционально их числу.

Сращивание кончиков при четном числе звеньев проходит звеном привычной формы. Если же число нечетное, то для сращивания необходимо применять особенные переходные пластины, два раза изогнутые в плоскости вращения. Крепость этого звена выходит намного меньше, чем обычного, по этому конструктора пытаются остерегаться подобных решений.

Конвекция в духовке – что это такое, для чего нужна

Зубчатые приводные цепи

Такие цепи в каждом собственном звене имеют ряд пластин в выточенными (или отштампованными) на них парой зубьев, совпадающими по модулю с зубцами звездочек. Между зубцами на пластине сделана впадина, подходящая по форме зубцу. Пластины входят в зацепление с зубцами и передают энергию вращения. Звенья оборудуют шарнирами трения качения — крутящимися вокруг осей втулками. Более того, в проемах пластин крепятся парные криволинейные призмы. Одна из ник закреплена на пластинах первого звена, вторая- на другом. В ходе вращения призмы проворачивают друг друга, смягчая ударные нагрузки и выполняя мягкий и плавный ввод в зацепление с зубьями звездочки и так же плавный выход из данного зацепления. Это решение дает возможность снизить уровень шума распространяемого по воздуху, увеличить частота вращения.

Применяют и конструкции с шарнирами скольжения. Они изнашуются примерно вдвое быстрее, чем их аналоги, но обходятся не очень дорого. В прорезях пластин вставлены специализированные вкладыши, их скольжение по осям и обеспечивает поворот на нужный угол. Использование вкладышей площадь делает больше зацепления на 50%, повышая мягкий ход, уменьшая удары при разгоне и торможении и снижая уровень шума распространяемого по воздуху.

Для того, чтобы звенья не спадали с шестерен, применяют направляющие, расположенные по самому центру цепи либо же парные- по ее краям. Это аналогичные пластины, однако без отформованных выступов и впадин. Если направляющие размещаются в середине, в зубьях делают соответственный пропил. Эта конструкция уменьшает крепость зубьев и, исходя из этого, скорость передачи и передаваемую мощность если сравнивать с наружным расположением.

Зубчатые цепи благодаря мягкому и плавному зацеплению с шестернями делают очень невысокий уровень шума среди аналогичных себе приводов. Их иногда называют малошумными или безвучными. Неограниченная ширина передачи дает прекрасную возможность создавать приводы у которых ширина до 1,8 метра, предающие очень существенные мощности. Если сопоставить с роликовыми или втулочными, то сложность конструкции, вес и цена подобных передач неоднократно выше. Это уменьшает их использование.

Фасоннозвенные цепи

Такой вид цепей делают методом фасонного литья или горячей штамповки из полосы горячекатаной. Крючковая разновидность имеет звенья, отформованные в виде единственной детали замысловатой формы. В зацепление звенья входят, если объединять их под угол около 60 о, а потом выравнивать. Штыревая версия собой представляет отлитую из высококовкого чугуна деталь с отверстием, в которое ставится штырь из стали и крепится шплинтом.

Такие приводы лимитированны в скорости (до трех метров/сек) и в передаваемой мощности, зато не просят трудных систем смазки и защиты от грязи. Нетребовательный привод повсеместно используется в сельхозмашинах, износившиеся звенья очень легко заменяются с использованием обыкновенного слесарного инструмента, в полевых условиях. Возможность ремонта фасоннозвенных цепей намного больше, чем у остальных типов.

Токарно-винторезный станок 1Н65 характеристики, инструкция

Материал цепей

Все детали цепного механизма должны отлично противиться очень высоким статическим и ударным нагрузкам, и быть довольно устойчивыми к износу. Боковые пластины производят из очень прочных сплавов, они работают по большей части на растяжение. Оси, втулки, ролики, вкладыши и призматические детали создаются из очень прочных и отлично цементируемых сплавов. Цементация проходит на глубину до 1,5 мм и обеспечивает хорошую устойчивость к изнашиванию трением. После чего детали подвержены термической обработке закаливанием. Твердость доводится до 65 ед.

Зубчатые колеса производят из легированных сталей, также подвергающихся закалке до 60 ед.

Для передач небольшой скорости и мощности, при умеренных параметрах разгона и торможения используют ковкие чугуны.

Для уменьшения шума и увеличения плавности хода при ограниченных мощностях применяют шестеренки из текстолита или прочных пластмасс. Используют также наплавку железных и нанесение покрытий на основе полимеров на детали и узлы, которые работают в агрессивной среде.

Геометрические и кинематические параметры цепной передачи

Основным важным критерием цепной передачи служит наг цепи t. Он равён расстоянию между центрами шарниров 2-ух соседних звеньев. С увеличением шага растет предаваемая мощность, но уменьшается мягкий ход.

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 подбирают в границах от 30 до 50 шагов t/ На практике, при этом обеспечивается самый большой ресурс привода.

Число шагов цепи вычисляется по формуле: