Мал. 7.2. Схема багатоланкової передачі: 1 - провідна зірочка; 2 - три ведені зірочки

Мал. 7.3. Багатоланкова передача

7.2. Класифікація.Ланцюгові передачі поділяють за такими основними ознаками:

1. За типом ланцюгів: з роликовими (рис. 7.4, а);з втулковими (рис. 7.4,
б); із зубчастими (рис. 7.4, в).

2. За кількістю рядів роликові ланцюги ділять на однорядні (див. рис. 7.4,
а)і багаторядні (наприклад, дворядні, див. рис. 7.4, б).

3. За кількістю відомих зірочок: нормальні дволанкові (див., рис. 7.1,
7.4, 7.5); спеціальні – багатоланкові (див. рис. 7.2, 7.3).

4. За розташуванням зірочок: горизонтальні (рис. 7.5, а);нахил
ні (рис. 7.5, б); вертикальні (рис. 7.5, в).

Мал. 7.5. Види ланцюгових передач: а- Горизонтальна; Мал. 7.6. Ланцюгова передача з натяжним роликом

б- похила; в- вертикальна

5. За способом регулювання провисання ланцюга: з натяжним пристроєм (див. рис. 7.1); із натяжною зірочкою (роликом, рис. 7.6).

6. За конструктивному виконанню: відкриті (див. рис. 7.3), закриті (рис. 7.7).

Мал. 7.7. Установка з ланцюговою передачею

Перерахуйте за пунктами ознаки класифікації, що характеризують конструктивні особливості, пов'язані з ланцюгами та зірочками.

Гідності й недоліки.

Переваги:

велика міцність сталевого ланцюга в порівнянні з ременем дозволяє передати ланцюгом великі навантаження з постійним передатним числом і при значно меншій міжосьовій відстані (передача компактніша);

Можливість передачі руху одним ланцюгом кільком зірочкам;

У порівнянні з зубчастими передачами - можливість передачі обертального руху на великі відстані(До 7 м);

Менше, ніж у ремінних передачах, навантаження на вали;

Порівняно високий ККД(η max »0,9 ÷ 0,98).

Недоліки:

Порівняно висока вартість ланцюгів;

Витягування ланцюгів внаслідок зношування у шарнірах;

Підвищений шум внаслідок удару ланки ланцюга при вході в зачеплення та додаткові динамічні навантаження через багатогранність зірочок;

Необхідність високоякісного монтажу передачі та ретельного догляду за нею;

Неможливість використання передачі під час реверсування без зупинки;

Складність підведення мастильного матеріалу до шарнірів ланцюга.

Вкажіть основні переваги та недоліки ланцюгової передачі порівняно з іншими відомими Вам видами передач.

7.4. Галузь застосування.Сучасні ланцюгові передачі можуть передавати великі потужності (до 5 тис. кВт) за порівняно високих швидкостях (до 25-30 м/с). Цей вид передачі вибирають, коли застосування зубчастої передачі недоцільно через занадто велику. міжосьову відстань, а ремінні для проектованої машини недостатньо надійні. Ланцюгові передачі широко поширені в пристроях, що транспортують (конвеєрах, елеваторах, мотоциклах, велосипедах), в приводах верстатів і сільськогосподарських машин, в хімічному, гірничорудному і нафтопромисловому машинобудуванні.

Чому у велосипеді застосовується ланцюгова передача? Яку іншу передачу можна використовувати з цією метою?

При цьому сам ланцюг включає численні рухливі ланки. Вони з'єднуються між собою у вигляді замкнутого кола.

Зазвичай кількість зубців на зірочці та кількість ланкових елементів у ланцюгах визначається взаємно простим числом. Завдяки цьому забезпечується максимально рівномірне зношування механізму в цілому.

Переваги та недоліки ланцюгової передачі

Окрім ланцюгових, існують ще й ремінні передачі. Однак у більшості випадків вдаються саме до ланцюгових, оскільки вони мають ряд важливих переваг:

1. Відсутність прослизання, як і за певних умов буває в ремінних передачах.
2. Можна забезпечити високий рівень компактності механізму.
3. Середній показник передавального відношенняперебуває на постійному рівні.
4. Завдяки відсутності такого явища, як попередній натяг, відсутні другорядні навантаження на ключові вузли механізму.
5. Навіть якщо швидкість падає, показники потужності залишаються досить високими.
6. Ланцюгові передачі практично не чутливі до вологих та температурних перепадів.
7. Можна швидко адаптувати таку передачу практично під будь-які механізми, якщо додати або видалити ланцюгову ланку.
8. При необхідності можна передати обертальний момент відразу кільком зірочкам за допомогою всього одного ланцюга.
9. Можна організовувати передачу обертального моменту на великі відстані – до 7 метрів.
10. Ланцюгова передача відрізняється великим коефіцієнтом корисної дії – близько 98 відсотків.
11. При необхідності ланки, що вийшли з ладу, сам ланцюг або зірочки можна швидко замінити.

Однак є у ланцюгових передач і певні недоліки:

1. При тривалій інтенсивній експлуатації шарніри у ланках ланцюгів зношуються, що призводить до розтягування пластин та збільшення загальної довжини ланцюга.
2. Передачу можна використовувати без необхідності зупиняти рух під час реверсованого ходу.
3. Ланцюг у деяких видах механізмів досить складно змащувати.
4. Можна спостерігати нерівномірність передатного відношення та, як наслідок, нерівномірність швидкості. Особливо цей ефект помітний у випадку, якщо зірочка не має більшим числомзубців.

Все перераховане слід обов'язково враховувати, роблячи вибір між ланцюговими та ремінними різновидами передач.

Які характеристики мають ланцюгові передачі

Серед найважливіших характеристикпрактично будь-яких ланцюгових передач слід назвати:

1. Показник кроку ланцюга – цей параметр впливає плавність і точність ходу. При зменшенні цього параметра збільшуються показники точності та плавності ходу.
2. Кількість зубів на провідних та ведених зірочках.
3. Радіуси вписаного та описаного кіл зірочок.
4. Співвідношення радіусів провідної та веденої зірочок. Відповідно, чим більше діаметр провідної зірочки по відношенню до веденої, тим легше буде передавати рух.
5. Відстань між центрами кіл зірочок – від цього залежатиме, наприклад, довжина ланцюга.

Усі ці моменти також необхідно брати до уваги.

З чого складається ланцюгова передача

Ланцюгові передачі – досить прості у конструктивному плані механізми. Тим не менш, не зайве знати, з яких елементів вони складаються.

Зірочка. Зазвичай у ланцюгових передачах конструктивно передбачені лише дві зірочки (хоча є варіанти). Одна з них виступає в ролі ведучої, а друга – як ведена. Стабільність та ефективність функціонування ланцюгових видів передач значною мірою залежатиме саме від їх якості та точності виробництва: дотримання розмірів (аж до міліметра), що використовується при виготовленні матеріалу.

Розміри і форми зірочок будуть визначатися кількісними характеристиками ланцюгів (а не навпаки, як думають деякі), числом передавального відношення, кількістю зубів на найменшій провідній зірочці в механізмі. Параметричні та інші характеристики зірочок визначаються ГОСТом 13576 - 81. Характеристики зірочок для ланцюгів роликових та втулкових різновидів визначаються ГОСТом 591 - 69.

Зірочки мають бути виготовлені з досить міцних та зносостійких матеріалів, які зможуть. довгий часексплуатуватися під суттєвими механічними навантаженнями, зокрема, і ударного характеру. Згідно з ГОСТом, як такий матеріал може виступати сталь марок 40, 45, 40Х та інших видів зі ступенем гарту HRC 50 – 60. Зірочки, не призначені для високошвидкісних механізмів, можуть бути виготовлені з модифікованих видів чавуну марок СЧ 15, СЧ 20.

Сьогодні можна зустріти зірочки з наконечниками зубців, виготовленими з різних видівпластику. Такі вироби відрізняються зниженим ступенем зношування та безшумністю роботи.

Іншою складовою ланцюгових передач є, зрозуміло, ланцюг. Ланцюги виробляються на промислових виробничих лініях. Їхні параметри суворо регламентуються відповідними стандартами. Сьогодні промисловість може запропонувати такі різновиди ланцюгів, як:

1. Вантажні – призначаються для підняття та опускання вантажів та для їх підвішування. Використовуються такі ланцюги, як правило, на різного родувантажопідйомники.
2. Тягові - вони служать для пересування вантажів і використовуються в транспортних пристроях.
3. Привідні – служать передачі механічної енергії від однієї зірочки в іншу. Яскравим прикладомвикористання такої передачі може бути звичайнісінький велосипед та інші види транспортних засобів.

Основні елементи стандартного ланцюга наведені нижче.

Класифікація ланцюгів

Оскільки саме приводні ланцюги є найпоширенішим різновидом, можна розглянути докладніше, які її різновиди існують.

Роликові ланцюга (позиція III малюнку) містять у собі внутрішні і зовнішні ланки. Ті, чергуючись між собою, формують рухливі щодо один одного послідовні з'єднання. Кожна ланка включає по дві пластинки, напресовані на осьові або на втулкові опори. Втулки надягають на осі ланки, утворюючи шарнірне з'єднання. Щоб уникнути збільшення ступеня зносу зірочок на втулку, зазвичай надягають ролик, який повинен замінити тертя ковзання тертям кочення.

Кінці ланцюга можуть з'єднуватися між собою:

1. За допомогою сполучних ланок – при не парній кількостіланок.
2. Через перехідну ланку – при парній кількості ланок.

Якщо передача повинна працювати в інтенсивному режимі протягом тривалого часу, використовують багаторядний роликовий ланцюг. Це дозволяє зменшити розмір кожної зірочки та її крок.

Роликові ланцюги можуть бути виконані з вигнутими пластинами на кожній ланці (позиція IV на малюнку). Такий різновид застосовується, якщо передбачається експлуатація з'єднання за умов високих ударних навантажень. Завдяки особливій формі пластини сила удару суттєво гаситься.

Втулкові ланцюги (позиція V) конструктивно не мають відмінностей від роликових, проте роликами не мають. Завдяки цьому здешевлюється виробництво таких ланцюгів і зменшується їх маса. Але це одночасно сприяє і швидшому зносу зубців.

Безшумні зубчасті ланцюги (на малюнку позиція VI) включають спеціальні пластинки, оснащені зубцями. Самі пластини мають шарнірне з'єднання. Завдяки такій конструкції можна забезпечувати низький рівень шуму механізму, а також плавність ходу. При цьому зубці розташовуються під кутом 60 градусів. Використовуються такі різновиди ланцюгів у механізмах із високою швидкістю роботи. Тому пластину слід виготовляти із загартованої сталі за твердістю Н RC 40 — 45. Недоліком таких ланцюгів можна вважати їхню відносну дорожнечу, а також необхідність особливого догляду.

Крючкові ланцюги (позиція VII). До свого складу вони включають ланки особливої ​​форми без будь-яких додаткових елементів.

Втулочно-штирьові ланцюги (позиція VIII малюнку) – у яких ланки з'єднуються з допомогою штирів. Такий різновид ланцюгів використовується в самих різних сферах сільського господарствата машинобудування.

Оскільки в процесі інтенсивної роботи будь-який ланцюг з часом витягуватиметься, слід періодично здійснювати регулювання його натягу. Це досягається шляхом переміщення однієї зірочки або одразу двох, залежно від конструктивних особливостей регулювального механізму. Він дозволяє, як правило, проводити регулювання, якщо ланцюг розтягнувся всього на одну-дві ланки. Якщо ж ступінь розтягування більший, то ланцюг просто замінюють на новий.

Не варто забувати і про своєчасне мастило будь-якого ланцюга. Від цього безпосередньо залежатиме термін її роботи. Якщо швидкість пересування ланцюга не надто велика – до 4 метрів за секунду, то допускається мастило за допомогою звичайної ручної маслянки. При швидкостях до 10 метрів на секунду використовується маслянка-крапельниця.

Для більш глибокого змащення ланцюг занурюють у ємність, наповнену олією. Ступінь занурення ланцюга має перевищувати ширину кожної пластини.

Якщо доводиться мати справу з потужними високошвидкісними механізмами, то застосовується циркуляційне струменеве мастило за допомогою насосів.

Вибираючи той чи інший метод мастила, необхідно спиратися на конструктивні особливості кожного конкретного виду механізмів, а також характер втрат енергії при терті. Втрати при терті виникають через тертя шарнірних з'єднань, пластин між собою, між зубами і елементами ланцюга, а також в опорних елементах конструкції. Крім того, існують втрати при розбризкуванні мастильного матеріалу. Правда, вони є суттєвими лише у випадку, якщо мастило проводять за допомогою занурення ланцюгів у мастильні матеріали та при роботі на швидкостях, близьких до гранично допустимих.

Області використання ланцюгової передачі

Примітно, що даний видПередача відома людству досить давно. Принаймні теоретично. Вивчення робіт відомого винахідника та художника Леонардо да Вінчі показало, що він замислювався над різними варіантамивикористання ланцюгових передач у різноманітних механізмах. На малюнках можна побачити прообрази сучасних велосипедів та багатьох інших відомих сьогодні механізмів. Правда, достеменно не відомо, чи великий Леонардо зміг втілити на практиці свої ідеї. Промисловість на той час не дозволяла виготовляти механізми з необхідним ступенем точності.

Вперше ж практично вдалося використати цей вид передач лише 1832 року. Варто зазначити, що на зовнішній виглядсучасного велосипеда, а також на його техніко-експлуатаційні характеристики значною мірою вплинуло саме те, що у 1876 році винахіднику Лоусону спало на думку використовувати саме ланцюгову передачу. До того моменту колеса рухалися або безпосередньо через педалі, або їздок повинен був відштовхуватися ногами від землі.

Цей різновид передач у різних модифікаціях сьогодні використовуються дуже широко. різних сферахмашинної будови. Транспорт, виробниче верстатне устаткування, сільськогосподарські агрегати – перелічити все без винятку механізми, у яких знаходять своє використання різновиду ланцюгової передачі, неможливо.

До неї вдаються і тоді, коли міжосьові відстані досить великі. У цих випадках застосування передачі ремінного типу недоцільно, а зубчасті застосувати неможливо через значне ускладнення конструкції та збільшення маси механізму. Не варто забувати і про силу тертя, яка збільшується прямо пропорційно до кількості зубчастих коліс у механізмі. У випадку з ланцюговими передачами, як уже зазначалося, є сила тертя кочення, яка в рази менша від сили тертя ковзання.

Можна також зустріти даний вид передач у техніці, яка використовує ланцюг як безпосередній робочий елемент, а не як приводний. До таких, наприклад, відносяться снігоприбиральні агрегати, елеваторні та скребкові механізми, а також їм аналогічні.

Як правило, вдаються до ланцюгових передач відкритого типу, які при необхідності змащуються вручну. У таких конструкціях або зовсім не здійснюється волого-пилового захисту, або вона присутня на мінімальному рівніяк у випадку з велосипедом.

Зазвичай ті чи інші види ланцюгових передач використовуються, якщо необхідно здійснити передачу потужностей до 120 кіловат при зовнішніх швидкостях трохи більше 15 метрів на секунду.

Трохи про зірочок

Ефективність та тривалість роботи всього ланцюгового механізмубуде значною мірою залежати від того, як були виготовлені зірочки в механізмі. Це стосується як дотримання точних розмірів, так і матеріалів виготовлення.

Кількість зубців - одна з найважливіших характеристик будь-якої зірочки.

Натяжна зірочка використовується там, де потрібно запобігти ефекту провисання ланцюга. Зазвичай її встановлюють на ведених частинах механізмів.

Головні параметричні характеристики зірочок описані у відповідних пунктах ГОСТу 13576-81.

Ланцюгові види передач – це справді високоефективний і до того ж економічний вид механізмів. Їх використовують у багатьох областях транспорту та машинної будови.

Різновиди ланцюгової передачі

Сьогодні можна зіткнутися з різними класифікаціями даного виду передачі. Все залежить від того, за якою ознакою проводити класифікацію:

1. За призначенням передачі бувають тяговими, приводними, і навіть вантажними.
2. Складними чи простими – якщо проводити класифікацію за загальному числузірочок у механізмі. До складних прийнято відносити ті механізми, до складу яких входить більше двох зірочок.
3. Також передачі можуть бути провідними та веденими.
4. Якщо класифікувати передачі на підставі напряму обертання, то вони можуть бути прямими та реверсивними.
5. Відповідно до принципу розташування вони бувають замкнутими, горизонтально або вертикально розташованими.
6. Також зірочки можуть бути по-різному відцентровані. У цьому випадку прийнято розрізняти горизонтально розташовані та вертикально розташовані передачі, а також під певним кутом.
7. Знижені та підвищені передачі – відповідно до частоти обертів.
8. Відкритого та закритого типупередачі – залежно від того, поміщені вони у пилозахисні кожухи чи ні. Передачі закритого типу можуть поміщатися всередину механізму, корпус якого і захищає їх від проникнення пилу і вологи.
9. Нарешті, за способом внесення мастильного матеріалу передачі можуть бути ручними, масляними та циркуляційними. Про їхню специфіку вже трохи було згадано вище.

Кожен із цих видів застосовується у тих чи інших галузях техніки.



Загальні відомості про ланцюгові передачі

Ланцюгова передача відноситься до передач зачепленням з гнучким зв'язком. Потужність в ланцюговій передачі за допомогою багатоланкового шарнірного ланцюга передається від ведучої зірочки, розміщених на паралельних валах.

Класифікація ланцюгових передач

Ланцюгові передачі класифікують за типом ланцюга, що застосовується. В даний час застосовують роликові, втулкові та зубчасті ланцюги, які, у свою чергу, можуть бути однорядними та багаторядними.

У роликових та втулкових ланцюгах зачеплення ланок із зірочкою здійснюється через ролик або втулку, при цьому довговічність ланцюга зростає, але зростає її маса та вартість.

Зубчасті ланцюги набирають із пластин, при цьому велике значенняна експлуатаційні якості ланцюга має конструкція шарніра. У конструкцію входить напрямна пластина, що запобігає сповзанню ланцюга із зірочки.

Порівняно з втулковими зубчасті ланцюги працюють більш плавно, забезпечують більшу кінематичну точність. (Плавність ходу передачі), можуть передавати більшу потужність, мають високий ККД, але їхня маса і вартість значно вищі.

Залежно від типу ланцюга залежить конструкція зірочок ланцюгової передачі. Зірочки для втулкового та роликового ланцюга представлена ​​на рис. 2 зліва, зірочка для зубчастого ланцюга – праворуч.

Переваги ланцюгових передач

Порівняно із зубчастими передачами:
Перевага ланцюгових передач у порівнянні із зубчастими полягає в тому, що вони здатні передавати рух між валами при значних міжосьових відстанях. (До 8 м).

Порівняно з ремінними передачами:
Порівняно з ремінними передачами (передачами тертям)ланцюгові передачі (Передачі зачепленням)вигідно відрізняються компактністю, здатністю передавати більші потужності при однакових розмірах, сталістю передавального числа та меншою вимогливістю до попереднього натягу ланцюга (Іноді попередній натяг для ланцюгових передач не застосовується).
Крім того, ланцюгові передачі стійко працюють при малих міжосьових відстанях між зірочками, тоді як ремінна передача може пробуксовувати при малих кутах обхвату шківа ременем.

До переваг ланцюгових передач можна віднести високий ККДта безвідмовність при роботі в умовах частих пусків та гальмування.

Недоліки ланцюгових передач

1. Значний шум і вібрація при роботі внаслідок удару ланки ланцюга об зуб зірочки при вході в зачеплення, особливо при малих числах зубів та великому кроці (Цей недолік обмежує застосування ланцюгових передач при великих швидкостях).

2. Порівняно швидке зношування шарнірів ланцюга, необхідність застосування системи змащування та встановлення у закритих корпусах.

3. Подовження ланцюга внаслідок зносу шарнірів та сходження його із зірочок, що вимагає застосування натяжних пристроїв.

4. У порівнянні з зубчастими передачами ланцюгові передають рух менш плавно та рівномірно.

Область застосування ланцюгових передач

Ланцюгові передачі знаходять широке застосуванняу багатьох галузях машинобудування, конструкціях сільськогосподарських та дорожніх машин, верстатобудуванні тощо.
Їх застосовують у верстатах, мотоциклах, велосипедах, промислових роботах, буровому устаткуванні, підйомно-транспортних, будівельно-дорожніх, сільськогосподарських, поліграфічних та інших машинах передачі руху між паралельними валами на значні відстані, коли застосування зубчастих передач недоцільно, а ремінних неможливо.

Ланцюгові передачі найбільше застосування отримали передачі потужностей до 120 кВтпри окружних швидкостях до 15 м/сек.



Привідні ланцюги

Приводний ланцюг - головний елементланцюгової передачі – складається із з'єднаних шарнірами окремих ланок. Крім приводних бувають тягові і вантажні ланцюги , які у цьому розділі сайту не розглянуті.
Основні типи стандартизованих приводних ланцюгів (рис. 1): роликові, втулкові та зубчасті.
У тихохідних ланцюгових передачах застосовуються також фасонноланкові ланцюги (гачкові або штирьові).

Роликові приводні ланцюги

Роликові приводні ланцюги складаються з двох зовнішніх рядів. 1 та внутрішніх 2 пластин (див. рис. 1). У зовнішні пластини запресовані осі 3 , пропущені через втулки 4 , запресовані у свою чергу у внутрішні пластини. На втулки попередньо надягнуті загартовані ролики, що вільно обертаються. 5 .
Кінці осей після збирання розклепують з утворенням головок, що перешкоджають спаданню пластин.
При відносному повороті ланок вісь провертається у втулці, утворюючи шарнір ковзання.

Зачеплення ланцюга із зірочкою відбувається через ролик, який, повертаючись на втулці, перекочується по зубу зірочки. Така конструкція дозволяє вирівняти тиск зуба на втулку та зменшити зношування як втулки, так і зуба.

Пластини окреслені контуром, що нагадує цифру 8 і забезпечує рівну міцність пластини у всіх перерізах.
Роликові ланцюги мають широке розповсюдження. Їх застосовують при швидкостях v ≤ 15 м/сек.

Привідні роликові ланцюги по ГОСТ 13568-75розрізняють:

• однорядні нормальні (ПР),
• однорядні довголанкові полегшені (ПРД),
• однорядні посилені (ПРУ),
• дворядні (2ПР),
• трирядні (ЗПР),
• чотирирядні (4ПР),
• із вигнутими пластинками (ПРИ).

З роликових однорядних ланцюгів найбільш поширені нормальні ПР. Довголанкові полегшені ланцюги ПРДвиготовляють зі зниженим руйнівним навантаженням; допустима швидкість для них до 3 м/сек.
Посилені ланцюги ПРУвиготовляють підвищеної міцності та точності; їх застосовують при великих та змінних навантаженнях, а також при високих швидкостях.

Багаторядні ланцюги дозволяють збільшувати навантаження пропорційно числу рядів, тому їх застосовують під час передачі великих потужностей. Роликові ланцюги з вигнутими пластинами підвищеної податливості застосовують при динамічних навантаженнях (Ударах, частих реверсах і т. д.).

Втулкові приводні ланцюги

Втулкові приводні ланцюги по конструкції подібні до роликових, але не мають роликів, що здешевлює ланцюг, зменшує його масу, але істотно збільшує знос втулок ланцюга і зубів зірочок. Втулкові ланцюги застосовують у невідповідальних передачах при v < 1 м/сек .

Втулковий однорядний ланцюг (див. рис. 1) складається з внутрішніх пластин 1 , напресованих на втулки 2 , що вільно обертаються на валиках 5 , на яких напресовані зовнішні пластини 4 .
Залежно від потужності, що передається, приводні втулкові ланцюги виготовляють однорядними. (ПВ)та дворядними (2ПВ).
Ці ланцюги прості за конструкцією, мають невелику масу і найдешевші, але менш зносостійкі, тому їх застосування обмежують невеликими швидкостями, зазвичай до 10 м/сек.

Роликовий однорядний ланцюг (рис. 1) відрізняється від втулкової тим, що на її втулках 2 встановлюють вільно обертаються ролики 5 . Ролики замінюють тертя ковзання між втулками та зубами зірочок у втулковому ланцюзі тертям кочення. Тому зносостійкість роликових ланцюгів у порівнянні з втулковими значно вища і відповідно їх застосовують при окружних швидкостях передач 20 м/сек.

Втулкові та роликові ланцюги виготовляють однорядними та багаторядними з числом рядів 2, 3, 4 и більше. Багаторядний ланцюг з меншим кроком t дозволяє замінити однорядний з великим кроком і тим самим зменшити діаметри зірочок, знизити динамічні навантаження у передачі.
Багаторядні ланцюги можуть працювати при значно більших швидкостях руху ланцюга. Навантажувальна здатність ланцюга зростає майже прямо пропорційно числу рядів.

З'єднання кінців ланцюга при парному числі його ланок виробляють сполучною ланкою, при непарному - менш міцною перехідною ланкою з вигнутими пластинами. Тому застосовують ланцюги з парним числом ланок.

Зубчасті приводні ланцюги

Зубчастий ланцюг (див. рис. 1) у кожній ланці має набір пластин 1 (число їх визначається шириною ланцюга і залежить від потужності, що передається)з двома виступами (зуб'ями) та з западиною між ними для зуба зірочки. Цей ланцюг виготовляється з шарнірами тертя кочення. В отворах пластин кожного шарніра встановлюються дві призми. 2 і 3 з криволінійними робочими поверхнями.
Одна із призм з'єднується з пластинами однієї ланки, а інша - з пластинами сусідньої ланки, внаслідок чого в процесі руху ланцюга призми перекочують одна одну. Завдяки цьому зубчасті ланцюги працюють плавно, з малим шумом, краще сприймають ударне навантаження та допускають високі швидкості.

Застосовують також зубчасті ланцюги з шарнірами тертя ковзання, але їх довговічність приблизно вдвічі нижча, ніж у зубчастих ланцюгів з шарнірами тертя кочення.

Відносний поворот ланок у таких ланцюгах забезпечують шарніри ковзання.
Шарнір ковзання складається з осі та двох вкладишів, закріплених у фігурних пазах пластин. При повороті пластин вкладиші ковзають по осях, повертаючись у пазах пластин.
Вкладиші дозволяють збільшити площу контакту в 1,5 рази.
Шарнір допускає поворот пластини на кут max , який зазвичай не перевищує 30°.

Для усунення бічного спадання ланцюга із зірочок застосовують внутрішні (Розташовані по середині ширини ланцюга)або бічні напрямні пластини. Напрямні пластини є звичайними пластинами, але без виїмок для зубів зірочок.
Для внутрішніх напрямних пластин на зубцях зірочок виконують проточки відповідного профілю.
Ділительний діаметр d зірочки для зубчастих кіл більше її зовнішнього діаметра.

Зубчасті ланцюги внаслідок кращих умовзачеплення із зубами зірочок працюють із меншим шумом, тому їх іноді називають безшумними. Так як ширина зубчастих ланцюгів може бути будь-якої (Зустрічаються ланцюги шириною до 1,7 м), їх застосовують для передачі великих потужностей.
Однак, у порівнянні з роликовими зубчастими ланцюгами важче, складніше у виготовленні та дорожче, тому область застосування зубчастих ланцюгів скорочується.
Переважне застосування в даний час мають передачі роликовими та втулковими ланцюгами.

Фасонноланкові ланцюги

Фасоннозвенные ланцюга (див. рис. 1) розрізняють двох типів: гачкові та штирьові.
Крючковий ланцюг складається з ланок однакової форми, відлитих з ковкого чавуну або штампованих зі смугової сталі ЗОГбез додаткових деталей
Складання та розбирання цього ланцюга здійснюють шляхом взаємного нахилу ланок на кут 60°.

У штирьового ланцюга литі ланки 1 із ковкого чавуну з'єднуються зашплінтованими сталевими (зі сталі Ст3) штирями 2 .

Фасонноланкові ланцюги застосовують при передачі невеликих потужностей, при малих швидкостях (гачкова до 3 м/сек, штирева до 4 м/сек)зазвичай в умовах недосконалого мастила та захисту.
Ланки фасонноланкових ланцюгів не обробляють. Завдяки невеликій вартості та легкості ремонту фасонноланкові ланцюги широко застосовують у сільськогосподарських машинах.

Матеріал ланцюгів

Ланцюги повинні бути зносостійкими та міцними.
Пластини ланцюгів виготовляють із сталей марок 50, 40Х 40...50 HRC.
Осі, втулки, ролики та призми - З цементованих сталей марок 20, 15Хта інших із загартуванням до твердості 52...65 HRC.
Підвищенням жорсткості деталей можна підвищити зносостійкість ланцюгів.

Зірочки та диски складових зірочок в основному виготовляють із середньовуглецевої або легованої сталі 40, 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА, 40ХНіз загартуванням до твердості HRC40...50або цементованої сталі 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХН2з термообробкою до твердості HRC50...60.

Зірочки тихохідних передач за швидкості ланцюга v ≤ 3 м/секі відсутність динамічних навантажень виготовляють також із сірого або модифікованого чавуну. СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ30з твердістю поверхні до НВ260...300.
Застосовують зірочки із зубчастим вінцем із пластмас (дюропласту або вулколану), які сприяють зменшенню шуму та зносу ланцюгів при роботі передачі.

Геометричні та кінематичні параметри ланцюгової передачі

Основним параметром ланцюгової передачі є крок t ланцюга, тобто відстань між осями двох найближчих шарнірів ланцюга (див. рис. 2). Чим більший крок, тим вища здатність навантаження ланцюга.

Діаметр ділового кола зірочки d визначається за такою формулою:

d = t / ,

де z - Число зубів зірочки.

Крок t у зірочок вимірюють по хорді ділильного кола.

Оптимальна міжосьова відстань передачіприймають із умови довговічності ланцюга:

а = (30 ... 50) t,

де t – крок ланцюга.

Довжина ланцюгаза кроки:

Lp = 2a/t + (z 2 + z 1)/2 +[(z 2 – z 1)/2π] 2 t/a,

де z 1 та z 2 – число зубів зірочок.

Число зубів малої зірочкивибирають із співвідношення

z 1 = 29 - 2u.

Тоді z 2 = z 1 u.

Остаточне значення міжосьової відстані :

a = t/4(L p - (z 2 + z 1)/2 + √ | 2 – 8[(z 2 - z 1)/2π] 2 |).

Передавальне число: u = ω 1 /ω 2 = n 1 /n 2 = z 2 /z 1.

Передавальні відносиниланцюгової передачі не можна визначати як відношення діаметрів ділових кіл зірочок. У межах одного обороту зірочки передатне відношення не залишається постійним, тому зазвичай говорять про середню швидкість ланцюга, м/сек:

v = ωzt/2000?

де , z - Кутова швидкість і число зубів зірочки.



§ 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Ланцюгова передача складається з ведучої і веденої зірочок і ланцюга, що охоплює зірочки і зачіпається за їхні зуби. Застосовують також ланцюгові передачі з кількома відомими зірочками. Крім перерахованих основних елементів, ланцюгові передачі включають натяжні пристрої, мастильні пристрої та огородження.

Ланцюг складається зі з'єднаних шарнірами ланок, які забезпечують рухливість або "гнучкість" ланцюга.

Ланцюгові передачі можуть виконуватись у широкому діапазоні параметрів.

Широко використовують ланцюгові передачі у сільськогосподарських та підйомно-транспортних машинах, нафтобуровому устаткуванні, мотоциклах, велосипедах, автомобілях.

Крім ланцюгових приводів, у машинобудуванні застосовують ланцюгові пристрої, тобто ланцюгові передачі з робочими органами (ковшами, скребками) у транспортерах, елеваторах, екскаваторах та інших машинах.

До переваг ланцюгових передач відносять: 1) можливість застосування у значному діапазоні міжосьових відстаней; 2) менші, ніж у ременних передач, габарити; 3) відсутність ковзання; 4) високий ККД; 5) малі сили, що діють на вали, оскільки немає потреби у великому початковому натягу; 6) можливість легкої заміни ланцюга; 7) можливість передачі руху кільком зірочкам.

Разом з тим ланцюгові передачі не позбавлені недоліків: 1) вони працюють в умовах відсутності рідинного тертя в шарнірах і, отже, з неминучим їх зносом, суттєвим при поганому змащуванні та попаданні пилу та бруду; знос шарнірів призводить до збільшення кроку ланок та довжини ланцюга, що викликає необхідність застосування натяжних пристроїв; 2) вони вимагають більше високої точностіустановки валів, ніж клинопасові передачі, і більш складного догляду - змащування, регулювання; 3) передачі вимагають установки на картерах; 4) швидкість руху ланцюга, особливо при малих числах зубів зірочок, не постійна, що викликає коливання передавального відношення, хоча ці коливання невеликі (див. § 7).

Ланцюги, що застосовуються в машинобудуванні, за характером виконуваної ними роботи поділяють на дві групи: приводні та тягові. Ланцюги стандартизовані, їх виробляють на спеціалізованих заводах. Випуск лише приводних ланцюгів у СРСР перевищує 80 млн. м на рік. Ними оснащується щорічно понад 8 млн машин.

Як приводні застосовують роликові, втулкові та зубчасті ланцюги. Для них характерні малі кроки (для зменшення динамічних навантажень) та зносостійкі шарніри (для забезпечення довговічності).

Основними геометричними характеристиками ланцюгів є крок і ширина, основною силовою характеристикою - руйнівне навантаження, яке встановлюється досвідченим шляхом. Відповідно до міжнародних стандартів застосовують ланцюги з кроком, кратним 25,4 мм (тобто ~ 1 дюйму)

У СРСР виготовляють наступні приводні роликові та втулкові ланцюги за ГОСТ 13568-75*:

ПРЛ - роликові однорядні нормальної точності;

ПР – роликові підвищеної точності;

ПРД - роликові довголанкові;

ПВ – втулкові;

ПРИ - роликові із вигнутими пластинами,

а також роликові ланцюги за ГОСТ 21834-76 для бурових установок (у швидкохідних передачах).

Роликові ланцюги - це ланцюги зі ланками, кожна з яких виконана з двох пластин, напресованих на валики (зовнішні ланки) або втулки (внутрішні ланки). Втулки одягнені на валики сполучених ланок і утворюють шарніри. Зовнішні та внутрішні ланки в ланцюзі чергуються.

Втулки, у свою чергу, несуть ролики, які входять у западини між зубами на зірочках і зчіплюються із зірочками. Завдяки роликам тертя ковзання між ланцюгом і зірочкою замінюється тертям кочення, що зменшує знос зубів зірочок. Пластини окреслюють контуром, що нагадує цифру 8 і наближає пластини до тіл рівного опору розтягу.

Валики (осі) ланцюгів виконують ступінчастими чи гладкими.

Кінці валиків розклепують, тому ланки ланцюга нероз'ємні. Кінці ланцюга з'єднують сполучними ланками із закріпленням валиків шплінтами або розклепуванням. У разі необхідності використання ланцюга з непарним числом ланок застосовують спеціальні перехідні ланки, які, проте, слабші, ніж основні;

тому зазвичай прагнуть застосовувати ланцюги з парним числом ланок.

При великих навантаженнях і швидкостях, щоб уникнути застосування ланцюгів з великими кроками, несприятливих щодо динамічних навантажень, застосовують багаторядні ланцюги. Їх складають із тих самих елементів, як і однорядні, лише їх налики мають збільшену довжину. Потужні потужності і руйнівні навантаження багаторядних ланцюгів майже пропорційні числу рядів.

Характеристики роликових ланцюгів підвищеної точності ПР наведено у табл. 1. Роликові ланцюги нормальної точності ПРЛ стандаргізовані в діапазоні кроків 15,875...50,8 і розраховані на руйнівне навантаження на 10...30% менше, ніж у ланцюгів попишонної точності.

Довго з в е н ні е р о л і к о ві ланцюги ПРД виконують у подвоєним кроком у порівнянні зі звичайними роликовими. Тому вони легші і дешевші за звичайні. Їх доцільно застосовувати за малих швидкостях, зокрема, у сільськогосподарському машинобудуванні.

Втулкові ланцюги ПВ за конструкцією збігаються з роликовими, але не мають роликів, що здешевлює ланцюг і зменшує габарити і масу при збільшеній площі проекції шарніра. Ці ланцюги виготовляють з кроком лише 9,525 мм і застосовують, зокрема, у мотоциклах та автомобілях (привод до розподільчого валу). Ланцюги показують достатню працездатність.

Роликові ланцюги з вигнутими пластинами ПРІ набирають з однакових ланок, подібних перехідній ланці(Див. рис. 12.2, е). У зв'язку з тим, що пластини працюють на вигин і тому мають підвищену податливість, ці ланцюги застосовують при динамічних навантаженнях (ударах, частих реверсах і т. д.).

У позначенні роликового або втулкового ланцюга вказують: тип, крок, навантаження, що руйнує, і номер ГОСТу (наприклад, Ланцюг ПР-25,4-5670 ГОСТ 13568 -75 *).У багаторядних ланцюгів на початку позначення вказують число рядів.

Зубчасті ланцюги (табл. 2) – це ланцюги зі ланками із наборів пластин. Кожна пластина має два зуби з западиною між ними розміщення зуба зірочки. Робочі (зовнішні) поверхні зубів цих пластин (поверхні контакту із зірочками, обмежені площинами та нахилені одна до одної під кутом вклинювання a, рівним 60°). Цими поверхнями кожна ланка сідає на два зуби зірочки. Зуби зірочок мають трапецієподібний профіль.

Пластини в ланках розсунуті на товщину однієї або двох пластин сполучених ланок.

Нині переважно виготовляють ланцюги з шарнірами кочення, які стандартизовані (ГОСТ 13552-81*).

Для утворення шарнірів в отвори ланок вставляють призми з робочими циліндричними поверхнями. Призми спираються на лиски. При спеціальному профілюванні отвору пластин та відповідних поверхонь призм можна отримати у шарнірі практично чисте кочення. Є експериментальні та експлуатаційні дані про те, що ресурс зубчастих ланцюгів із шарнірами кочення у багато разів вищий, ніж ланцюгів із шарнірами ковзання.

Щоб уникнути бічного сповзання ланцюга із зірочок передбачають напрямні пластини, що являють собою звичайні пластини, але без виїмок для зубів зірочок. Застосовують внутрішні чи бічні напрямні пластини. Внутрішні напрямні пластини вимагають проточки відповідної канавки на зірочках. Вони забезпечують кращий напрямокпри високих швидкостях та мають основне застосування.

Достоїнствами зубчастих ланцюгів у порівнянні з роликовими є менший шум, підвищена кінематична точність і допустима швидкість, а також підвищена надійність, пов'язана з багатопластинчастою конструкцією. Однак вони важчі, складніші у виготовленні та дорожчі. Тому вони мають обмежене застосування та витісняються роликовими ланцюгами.

Тягові ланцюги підрозділяють р. а три основних типи: пластинчасті та ГОСТ 588-81*; розбірні за ГОСТ 58985; круглозвепні (нормальної та підвищеної міцності) відповідно за ГОСТ 2319-81.

Пластинчасті ланцюгислужать для переміщення вантажів під будь-яким кутом до горизонтальної площини в машинах, що транспортують (конвеєрах, підйомниках, ескалаторах та ін). Вони зазвичай складаються з пластин простої форми та осей з втулками або без втулок; для них характерні

великі кроки, оскільки бічні пластини часто використовують із закріплення полотна транспортера. Швидкості руху ланцюгів цього зазвичай не перевищують 2...3 М/С.

Круглоланкові єпивикористовують в основному для підвісу та підйому вантажів.

Існують спеціальні ланцюги, що передають рух між зірочками із взаємно перпендикулярними осями. Валики (осі) двох сусідніх ланок такого ланцюга взаємно перпендикулярні.

§ 3. ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ ПРИВІДНИХ ЛАНЦЮБНИХ ПЕРЕДАЧ

Потужності, передачі яких застосовують ланцюгові передачі, змінюються в діапазоні від часток до сотень кіловат, у загальному машинобудуванні зазвичай до 100 кВт. Міжосьові відстані ланцюгових передач сягають 8 м.

Частоти обертання зірочок та швидкість обмежуються величиною сили удару, що виникає між зубом зірочки та шарніром ланцюга, зносом та шумом передач. Найбільші рекомендовані та граничні частоти обертання зірочок наведені в табл. 3. Швидкості руху ланцюгів зазвичай не перевищують 15 м/с, однак у передачах із ланцюгами та зірочками високої якостіпри ефективних способахзмащування досягають 35 м/с.

Середня швидкість ланцюга, м/с,

V=znP/(60*1000)

де z – число зубів зірочки; пстота її обертання, хв-1; Р-

Перегляд:ця стаття прочитана 14944 разів

Pdf Оберіть мову... Українська Українська Англійська

Короткий огляд

Повністю матеріал завантажується вище, попередньо вибравши мову

Ланцюгова передача заснована на зачепленні ланцюга та зірочок.

Переваги і недоліки

Принцип зачеплення і висока міцність сталевого ланцюга дозволяють забезпечувати більшу здатність навантаження ланцюгової передачі в порівнянні з ремінною передачею. Відсутність ковзання та буксування забезпечує сталість передатного відношення (середнього за оборот) та можливість роботи при короткочасних перевантаженнях.

Принцип зачеплення не потребує попереднього натягу ланцюга, що зменшує навантаження на опори. Ланцюгові передачі можуть працювати при менших міжосьових відстанях і великих передатних відносинах, а також передавати потужність від одного провідного валу кільком веденим.

Основною причиною недоліків ланцюгової передачі є те, що ланцюг складається з окремих жорстких ланок, що розташовуються на зірочці не по колу, а по багатокутнику. Звідси виникає знос шарнірів ланцюга, шум та додаткові динамічні навантаження. Ланцюгові передачі потребують організації системи мастила.

Галузь застосування:

• при значних міжосьових відстанях, при швидкостях менше 15-20 м/с; при швидкостях до 35 м/с застосовують пластинчасті ланцюги(набір пластин із двома зубоподібними виступами, принцип внутрішнього зачеплення);
• під час передачі від одного ведучого валу декільком веденим;
• коли зубчасті передачі непридатні та ремінні ненадійні.

Порівняно з ремінними, ланцюгові передачі більш шумні, а в редукторах їх застосовують на тихохідних ступенях.

Основні характеристики ланцюгової передачі

Потужність
Сучасні ланцюгові передачі можуть працювати в досить широкому діапазоні: від часток до кількох тисяч кіловат. Але при великих потужностях зростає собівартість передачі, тому найпоширеніші ланцюгові передачі до 100 кВт.

Окружна швидкість
Зі зростанням швидкості та частоти обертання збільшуються знос, динамічні навантаження та шум.

Передавальне число:
Передавальне число ланцюгової передачі обмежується до 6, внаслідок збільшення габаритів.

КПД передачі
Втрати ланцюгової передачі складаються з втрат на тертя в шарнірах ланцюга, на зубцях зірочок і в опорах валів. При змащуванні зануренням у мастильну ванну враховуються втрати на перемішування мастила. Середнє значення КПД

Міжосьова відстань та довжина ланцюга
Мінімальне значення міжосьової відстані обмежується мінімально допустимим зазором між зірочками (30...50 мм). Для забезпечення довговічності залежно від передавального числа

Типи приводних ланцюгів

• Роликова
• Втулкова
• Зубчасті

Усі ланцюги стандартизовані та виготовляються на спеціальних підприємствах.

Зірочки приводних ланцюгів

Зірочки подібні до зубчастих колес. Ділинне коло проходить через центри шарнірів ланцюга.

Профіль зубів роликових і втулкових ланцюгів може бути опуклий, прямолінійний і увігнутий, в якому тільки основна нижня ділянка профілю увігнута, у вершини форма опукла, в середній частині є невелика прямолінійна перехідна ділянка. Увігнутий профіль найпоширеніший.

Якість профілю визначається кутом профілю, який для увігнутого та опуклого профілів змінюється по висоті зуба. Зі збільшенням кута профілю зменшується зношування зубів і шарнірів, проте це призводить до посилення ударів шарнірів при вході в зачеплення, а також до збільшення натягу холостої гілки ланцюга.

Матеріали

Ланцюги та зірочки повинні бути стійкими проти зносу та ударних навантажень. Більшість ланцюгів і зірочок виготовляють із вуглецевих та легованих сталей з подальшою термообробкою (покращення, загартування).

Зірочки, як правило, виготовляють зі сталей 45, 40Х та ін., пластини ланцюгів - зі сталей 45, 50 тощо, валики та ролики - зі сталей 15, 20,20Х та ін.

Деталі шарнірів цементують підвищення зносостійкості за збереження ударної міцності.

У перспективі передбачається виготовлення зірочок із пластмас, які дозволяють зменшити динамічні навантаження та шум передачі.

Сили у зачепленні

• сили натягу провідної та веденої гілок,
• окружна сила,
• сила попереднього натягу,
• відцентрова сила.

Кінематика та динаміка ланцюгових передач

Рух веденої зірочки визначається швидкістю V 2 періодичні зміни якої супроводжуються мінливістю передатного відношення і додатковими динамічними навантаженнями. Зі швидкістю V 1 пов'язані поперечні коливання гілок ланцюга та удари шарнірів ланцюга об зуби зірочки, що викликають додаткові динамічні навантаження.

Зі зменшенням числа зубів z 1 погіршуються динамічні властивості передачі.

Удари викликають шум під час роботи передачі є однією з причин виходу з ладу ланцюга. Для обмеження шкідливого впливу ударів розроблено рекомендації щодо вибору кроку ланцюга залежно від швидкохідності передачі. При певній частоті обертання може виникнути резонанс коливань ланцюга.

У ході роботи виникає зношування шарнірів ланцюга за рахунок збільшення зазорів між валиком і втулкою, в результаті ланцюг витягується.

Термін служби ланцюга по зносу залежить від міжосьової відстані, числа зубів малої зірочки, тиску в шарнірі, умов мастила, зносостійкості матеріалу ланцюга, допустимого відносного зносу.

Зі збільшенням довжини ланцюга збільшується термін служби. При меншому числі зубів зірочки динаміка погіршується. Збільшення числа зубів веде до збільшення габаритів, зменшується допустимий відносний зазор, який обмежується можливістю втрати зачеплення ланцюга із зірочкою, а також зменшенням міцності ланцюга.

Таким чином, зі збільшенням числа зубів зірочки z зменшується допустиме відносне зношування шарнірів, і як наслідок, зменшується термін роботи ланцюга до втрати зачеплення із зірочкою.

Максимальний термін служби з урахуванням міцності та здатності до зачеплення забезпечується вибором оптимальної кількості зубів зірочки.

Критерії працездатності ланцюгової передачі

Основною причиною втрати працездатності є зношування шарнірів ланцюга. Основний розрахунковий критерій зносостійкості шарнірів

Термін служби ланцюга із зносу залежить:

• від міжосьової відстані (збільшується довжина ланцюга та зменшується число пробігів ланцюга в одиницю часу, тобто зменшується число поворотів у кожному шарнірі ланцюга);
• від числа зубів малої зірочки (зі збільшенням z1 зменшується кут повороту шарнірах).

Методика практичного розрахунку ланцюгової передачі наведена у .

ланцюгова передача, ланцюг, зірочка, крок ланцюга

Приклад розрахунку прямозубої циліндричної передачі
Приклад розрахунку прямозубої циліндричної передачі. Виконаний вибір матеріалу, розрахунок напруг, що допускаються, розрахунок на контактну і згинальну міцність.

Приклад розв'язання задачі на вигин балки
У прикладі побудовані епюри поперечних сил і згинальних моментів, знайдено небезпечний переріз і підібрано двотавр. У задачі проаналізовано побудову епюр за допомогою диференціальних залежностей, порівняльний аналізрізних поперечних перерізівбалки.

Приклад розв'язання задачі на кручення валу
Завдання полягає в перевірці міцності сталевого валу при заданому діаметрі, матеріалі і напругах, що допускаються. У ході рішення будуються епюри моментів, що крутять, дотичних напруг і кутів закручування. Власна вага валу не враховується

Приклад розв'язання задачі на розтягування-стиснення стрижня
Завдання полягає в перевірці міцності сталевого стрижня при заданих напругах, що допускаються. У ході рішення будуються епюри поздовжніх сил, нормальних напругта переміщень. Власна вага стрижня не враховується

Застосування теореми про збереження кінетичної енергії
Приклад вирішення завдання застосування теореми про збереження кінетичної енергії механічної системи

Визначення швидкості та прискорення точки за заданими рівняннями руху
Приклад розв'язання задачі на визначення швидкості та прискорення точки за заданими рівняннями руху