- •Часть III
- •3.9. Цепные передачи
- •3.9.1. Общие сведения
- •3.9.2. Классификация цепных передач и цепей
- •3.9.3. Проектирование звездочек
- •3.9.4. Критерии работоспособности и расчета цепных передач
- •3.9.5. Расчет основных геометрических параметров цепных передач
- •3.9.6. Основы работы цепной передачи
- •3.9.7. Конструкции передач с шариковыми цепями
- •3.9.8. Основы конструирования цепных передач
- •3.10. Передача винт-гайка
- •3.10.1. Общие сведения
- •3.10.2. Расчет передач скольжения
- •3.10.3. Расчет передач качения
- •3.10.4. Конструктивные разновидности передач винт-гайка
- •4. Оси и валы
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Классификация
- •4.3. Материалы валов и осей
- •4.4. Основы конструирования осей и валов
- •4.5. Критерии работоспособности и расчета валов и осей
- •4.6. Проектный расчет валов и осей
- •4.6.1. Составление расчетных схем
- •4.6.2. Расчёт опасного сечения
- •4.7. Проверочные расчеты валов и осей
- •4.7.1. Расчет на выносливость валов и вращающихся осей
- •4.7.2. Расчет валов и неподвижных осей на статическую прочность
- •4.8. Проверочный расчет валов и осей на жесткость
- •4.9. Расчет валов на колебания
- •5. Подшипники
- •5.1. Подшипники качения
- •5.1.1. Общие сведения
- •5.1.2. Классификация
- •5.1.3. Обозначение подшипников качения
- •5.1.4. Точность подшипников качения
- •5.1.5. Причины выхода подшипников из строя и критерии расчета
- •5.1.6. Расчет подшипников качения и подбор их по стандарту
- •5.1.7. Распределение нагрузки между телами качения
- •5.1.8. Потери на трение в подшипниках качения
- •5.1.9. Смазка подшипников качения
- •5.2. Подшипники скольжения
- •5.2.2. Классификация подшипников скольжения
- •5.2.3. Материал подшипников скольжения
- •5.2.4. Критерии работоспособности и расчета подшипников скольжения
- •5.2.5. Конструкции подшипников
- •5.2.6. Условные расчеты подшипников
- •5.2.7. Тепловой расчет подшипников
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Классификация муфт
- •6.3. Расчет муфт
- •6.4. Конструкции муфт
- •Жесткие.
- •1.1.1.3. Разъемные в плоскости, перпендикулярной оси вала.
- •1.1.2. Компенсирующие самоустанавливающиеся
- •7. Пружины
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Классификация и материалы пружин
- •7.3. Конструкция пружин
- •7.4. Расчет винтовых пружин растяжения (сжатия)
- •7.5. Расчет винтовых пружин кручения
- •7.6. Расчет плоских пружин
- •Литература
- •Содержание
- •Часть III
3.9.3. Проектирование звездочек
Работоспособность цепной передачи во многом зависит от качества изготовления звездочек. Особое значение имеют точность изготовления элементов звездочки, качество поверхности, материал и термообработка. Звездочки изготавливают из серого чугуна (СЧ 18; СЧ 21; СЧ 24; СЧ 28 ГОСТ 1412-85) и из цементируемых сталей (15; 15X) с последующей закалкой или закаливаемых (40; 40X) и др. Зубья звездочек профилируют в зависимости от типа цепи по ГОСТу 951-69. Предусматривается профиль без смещения (для реверсивных передач) и со смещением (для нереверсивных) (рис. 5). Профиль со смещением является, основным и характеризуется тем, что впадина очерчена из двух центров смещенных на величину (где — величина смещения центров, описывающих впадину; — шаг цепи, мм).
Профили зуба состоят из:
а) впадины, очерчиваемой радиусом мм, т.е. немного больше половины диаметра ролика ;
б) дуги, очерчиваемой радиусом ;
в) прямолинейного переходного участка;
г) головки, очерчиваемой радиусом .
|
Рис. 4. Зубчатый ремень |
|
Рис. 5. Профиль звездочки роликовой цепной передачи со смещением |
Радиус выбирают таким, чтобы ролик цепи не катился по всему профилю зуба, а плавно входил в соприкосновение с зубом в рабочем положении на дне впадины или немного выше.
Ширина зубчатого венца звездочки однорядной цепи равна
,
где — ширина зубчатого венца звездочки однорядной цепи, мм;
— расстояние между внутренними пластинками в свету.
Ширина зубчатого венца двух- и трех рядной звездочки
.
Радиус зуба в продольном сечении (служит для плавного набегания цепи) и координату центра кривизны принимают
и ,
где — радиус зуба в продольном сечении;
— координата центра кривизны;
— диаметр ролика.
Диаметр делительной окружности находится из построений:
,
где — диаметр делительной окружности;
— число зубьев звездочки.
Диаметр окружности выступов равен:
,
где — диаметр окружности выступов.
3.9.4. Критерии работоспособности и расчета цепных передач
Причинами выхода из строя цепных передач является:
- износ шарниров, приводящий к удлинению цепи. Допустимое удлинение — 1,5 2,5 (для всех цепей);
- усталостное разрушение пластин по проушинам (основной критерий для быстроходных тяжело нагруженных роликовых цепей);
- проворачивание осей и втулок в пластинах в местах запрессовки;
- выкрашивание и раскалывание роликов;
- износ зубьев звездочек.
В качестве основного расчета передач следует принять расчет, обеспечивающий высокую износостойкость шарниров. Ресурс цепи тыс. часов работы (где — ресурс цепи).
3.9.5. Расчет основных геометрических параметров цепных передач
СКОРОСТЬ ЦЕПЕЙ и ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЕ звездочек ограничиваются износом цепей. Средняя скорость цепи определяется по формуле
,
где — скорость цепи (средняя), м/с;
— частота вращения звездочки, об/мин;
— шаг цепи, мм.
Считают, что ограничивается напряжениями при ударе цепи о звездочку. Рекомендуемые значения , в зависимости от типа цепи, величины ее шага приводятся в табл. 61 /2/.
ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО (среднее) определяется из условия равенства средней скорости цепи на звездочках:
,
отсюда
,
где — передаточное число (отношение);
— частоты вращения быстроходной и тихоходной звездочек, об/мин;
— числа зубьев быстроходной и тихоходной звездочек.
Передаточное число ограничивается допускаемыми габаритами передачи, углами обхвата и числами зубьев.
Обычно , но в тихоходных передачах .
ЧИСЛА ЗУБЬЕВ ЗВЕЗДОЧЕК. Минимальные числа зубьев звездочек ограничиваются износом шарниров, динамическими нагрузками и шумом передач. С уменьшением возрастают неравномерность скорости движения цепи и скорость удара цепи о звездочку. Минимальные числа зубьев в силовых передачах роликовыми цепями при максимальных частотах вращения: ; при средних: ; при низких: .
В передачах зубчатыми цепями увеличивают на 2050%. Следует выбирать нечетное число (особенно малой звездочки), что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует ее равномерному износу.
РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ОСЯМИ ЗВЕЗДОЧЕК
И ДЛИНА ЦЕПИ
Минимальное межосевое расстояние определяется из условия, при котором угол обхвата цепью малой звездочки должен быть (где — угол обхвата цепью малой звездочки). При
,
где — минимальное межосевое расстояние передачи;
— диаметр окружности выступов быстроходной и тихоходной звездочек.
При
.
Оптимальное межосевое расстояние
,
где — оптимальное межосевое расстояние.
Максимальное межосевое расстояние
,
где — максимальное межосевое расстояние.
Количество звеньев в цепи определяют по предварительно выбранному межосевому расстоянию , шагу и и
,
где — число звеньев цепи (потребное).
Первые два члена формулы определяют потребное число звеньев при , когда ветви цепи параллельны; третий член учитывает наклон ветвей. Число звеньев , полученное по формуле округляется до ближайшего четного числа. После этого находится уточненное межосевое расстояние
Полученное значение следует уменьшить на (0,0020,004) для обеспечения провисания цепи.
Шаг цепи является основным параметром цепной передачи. Цепи с большими шагами имеют большую несущую способность, но допускают меньшие частоты вращения, работают с большими динамическими нагрузками и шумом.
Обычно
.