makita hr2470

Характеристики цепных передач

Мощность и КПД. Цепные передачи обеспечивают передачу мощности в широ­ком диапазоне — от долей до 5000кВт (высокоскоростные передачи с параллель­ными контурами многорядных цепей). В передачах общего назначения мощность редко достигает 25-50кВт.

Мощность (кВт) цепной передачи

формула (1)

где F — передаваемая окружная сила, Н; v — скорость цепи; η — КПД передачи.

КПД цепной передачи зависит от силы, передаваемой цепью, и способа смазыва­ния. Для передач, работающих с номиналь­ной нагрузкой (F > 0,1Qв где Qв — разру­шающая нагрузка цепи), η = 0,95…0,97 — при постоянном обильном смазывании (масляная ванна, 1 циркуляционное смазы­вание, масляный туман); η = 0,92…0,94 — при нерегулярном периодическом смазыва­нии; η = 0,9…0,92 — при работе без смазки.

Натяжение цепи, динамические нагрузки и давление на опоры. Расчетная сила натя­жения (Н) ведущей ветви цепи

Fр = F + F1 + Fдин, (2)

где F— полезная (окружная) сила, переда­ваемая цепью, Н; F1 = F0 + Fu— сила натя­жения ведомой ветви цепи; F0 — сила на­тяжения от собственной силы тяжести хо­лостой ветви; Fu — сила натяжения от дей­ствия центробежных сил; Fдин — динамиче­ская нагрузка.

При известной передаваемой мощности

F = 1000P/v. (3)

Натяжение от силы тяжести (Н) при го­ризонтальном (и близком к нему) положе­нии линии, соединяющей оси звездочек,

формула (4)

где m — масса 1м цепи, кг; g = 9,81м/с2 — ускорение свободного падения; а — меж­осевое расстояние, м; f — стрела провиса­ния ветви.

При вертикальном (и близком к нему) положении линии центров звездочек

F0 = mga. (5)

Натяжение цепи от действия центро­бежных сил

Fц = mv2. (6)

Расчетная динамическая нагрузка, обу­словленная неравномерностью движения,

формула (7)

где формула — динамическая нагрузка от неравномерности движения ведо­мой звездочки и приведенных к ней масс;

формула — динамическая на­грузка от неравномерности движения цепи;

λ = π/z2 - коэффициент, учитывающий влияние числа зубьев ведомой звездочки;

n1 — частота вращения ведущей звездоч­ки;

J — момент инерции ведомой звездочки и всех сопряженных вращающихся деталей на ее валу;

m1 = am— масса ведущей ветви;

t — шаг цепи;

Δу — коэффициент, учитывающий влияние упругости и провисания цепи (Δу=0,5 при a=30t; Δу=0,75 при а=80t).

Центробежная сила на валы и опоры не передается. Нагрузку на них от полезного натяжения и собственной силы тяжести цепи условно принимают равной для горизонтальных передач и — для вертикальных.

Скоростные параметры передачи и выбор шага цепи. Скорость цепи и частоты враще­ния звездочек ограничиваются износом и прочностью тонкостенных деталей шарни­ров цепи. С увеличением скорости возрас­тает суммарный путь трения в единицу времени, а также сила удара шарниров це­пи о зубья звездочек, усиливается шум пе­редачи.

Допускаемая скорость цепи зависит от многих факторов, в наибольшей степени от точности цепи, шага ее звеньев, числа зубь­ев z1 ведущей звездочки, способа смазки.

Скорость цепи обычно принимают не более 15м/с. При особо благоприятных условиях (высокая точность, малый шаг, большое число зубьев ведущей звездочки, небольшая нагрузка) скорость цепи может достигать 30—35м/с.

При конструировании передач задают частоту вращения ведущей звездочки, n1 и выбирают число зубьев малой (обычно ве­дущей) звездочки, после чего, руководству­ясь известными зависимостями предельно допустимой частоты вращения от числа зубьев звездочки и шага цепи (рис. 1, табл. 52), выбирают значение последнего. По этим трем параметрам вычисляют скорость цепи (м/с)

формула (8)

где z1 — число зубьев малой (ведущей) звездочки; n1 — частота ее вращения, мин-1.

По найденному значению скорости и шагу цепи выбирают способ смазки цепи (табл. 53).

Передаточное отношение и неравномер­ность вращения ведомой звездочки. При по­стоянной угловой скорости вращения ве­дущей звездочки w1 скорость цепи v, угло­вая скорость вращения ведомой звездочки w2 и передаточное отношение u = w1/w2 не остаются постоянными. Это обстоятель­ство учитывают при расчете передач, к ко­торым предъявляют требования по кинема­тической точности вращения ведомого вала.

рисунок

Рис. 1. Зависимости предельно допустимой частоты вращения звездочки от числа ее зубьев и шага цепи

При допущении прямолинейности ве­дущей ветви цепи (рис .2) скорость цепи

v = w1Rcosa, (9)

где а — текущий угол поворота ведущей звездочки относительно перпендикуляра к ведущей ветви.

Так как угол а изменяется в пределах 0 — π/z1, то скорость v при повороте на один угловой шаг колеблется в пределах от формула

52. Наибольшие рекомендуемые nр и предельные nпp частоты вращения малой звездочки передач с роликовыми и втулочными цепями

Частота вращения, мин-1

Шаг цепи, мм

8

9,52

12,7

15,875

19,05

25,4

31,75

38,1

44,45

50,8

63,5

78,1

np

3000

2500

1250

100

900

800

630

500

400

300

200

150

nпр

6000

5000

3100

2300

1800

1200

1000

900

600

450

300

210

Примечания:

1. При частоте вращения nр число зубьев малой звездочки должно быть z1 ≥ 15.

2. При частоте nпр число зубьев z1 ≥ 20: необходимы также повышенная точность изготов­ления звездочек и монтажа передачи, обильная смазка и применение цепей повышенной точ­ности и прочности.

53. Способы смазывания цепных передач

Параметры передачи

Смазка

Скорость цепи v, м/с

Шаг цепи t, мм

1,5

19,05

Ручнаячерез 8-10ч

1,0

25,4-38,1

0,5

44,45-50,8

1

38,1-50,8

Внутришарнирная

4

15,875

Капельная

3

19,05-31,75

1,6

38,1-50,8

8

15,875

Масляная ванна

6

19,05-31,75

4

38,1-50,8

12

15,875

Струйная

10

19,05-31,75

7

38,1-50,8

15

15,875

Разбрызгиванием

12

19,05-31,75

8

38,1-50,8

12

31,75

Распылением(масляный туман)

8

38,1-50,8

Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки

формула (10)

где угол β меняется в пределах от 0 до π/z2

формула (11)

Коэффициент неравномерности враще­ния ведомой звездочки при равномерном вращении ведущей звездочки

формула (12)

Среднее передаточное число из условия равенства средней скорости цепи на звез­дочках z1n1t = z2n2t

формула (13)

Максимальное значение передаточного числа ограничивается дугой обхвата цепью малой (ведущей) звездочки и числом шар­ниров, находящихся на этой дуге. Рекомен­дуется угол обхвата принимать не менее 120°, а число шарниров на дуге обхвата — не менее пяти-шести. Это условие выпол­няется при любых межосевых расстояниях а, если u < 3,5, а при u > 7 величина а вы­ходит за пределы оптимальных. Поэтому обычно принимают u≤ 6 и лишь в исклю­чительных случаях u = 7...10.

рисунок

Рис. 2. Кинематическая схема цепной передачи (а) и график скорости цепи (б)

Параметры исходного цепного контура.

Предпочтительны двухзвездные пе­редачи с горизонтальным или близким к нему расположением линии, соединяющей оси звездочек. Рекомендуется избегать вер­тикального расположения ведомой ветви, так как при этом уменьшается ее натяже­ние от силы тяжести [см. (4) и (5)] и ухуд­шается зацепление.

Ведущей может быть как верхняя, так и нижняя ветвь. Однако в передачах с малым расстоянием между осями звездочек (а < 30t) при u > 2, во избежание захлесты­вания ведомой ветви, а также в горизон­тальных передачах с а > 60t и малым чис­лом зубьев звездочек, во избежание сопри­косновения ветвей, ведущей должна быть верхняя ветвь. При малых расстояниях ме­жду цепью и стенками картера, наоборот, ведущей целесообразно делать нижнюю ветвь.

Число зубьев звездочек. С уменьшением числа зубьев возрастают на­грузки в шарнирах и путь трения при их повороте, увеличивается неравномерность движения и скорость удара шарниров о зубья звездочек, снижается долговечность передачи, усиливается шум. Поэтому пре­дельно допустимые минимальные значения чисел зубьев zmin=7 нежелательны даже для тихоходных и малонагруженных передач.

Для силовых передач общего назначе­ния минимальное число зубьев

z1 = zmin = 29 – 2u ≥ 13. (14)

Для обеспечения равномерного износа зубьев звездочки и самой цепи при обычно принимаемом четном числе звеньев в кон­туре значение z1, вычисляемое по этой за­висимости, округляют до ближайшего большего из ряда: 13, 15, 17, 21, 23, 25; при этом предпочтение отдают простым числам (13, 17, 23 и т.д.).

Для высокоскоростных передач с v > 20м/с принимают zmin≥ 35. Макси­мальное число зубьев большой (обычно ведомой) звездочки может достигать z2 = 120 и более. Максимальное число зубь­ев звездочки лимитирует предельно допус­тимое увеличение шага цепи по зацепле­нию Δt %. При заданном значении Δt % наибольшее число зубьев большой (обычно ведомой) звездочки

формула (15)

где D— диаметр ролика цепи (для втулоч­ных цепей — диаметр втулки).

Расстояние между осями (центрами) звездочек. Минимальное расстояние между осями звездочек, мм:

при u≤ 3

amin = R1e + R2e + (30…50); (16)

при u > 3 (из условия обеспечения угла обхвата цепью малой звездочки ≥ 120º)

формула (17)

Оптимальное межосевое расстояние

а = (30 ...50)t. (18)

Значение а рекомендуется принимать в пределах

amin≤ а < 80t (19)

Число звеньев в двухзвездной передачи

формула (20)

где a0 — предварительно выбранное рас­стояние между осями звездочек.

Значение, вычисленное по (20), округ­ляют до ближайшего большего четного числа W, имеющего с числами зубьев звез­дочек z1 и z2 меньшие общие делители (например, 2). Четное число звеньев в кон­туре позволяет избежать применения пере­ходных звеньев. После уточнения числа звеньев в контуре уточняют требуемое рас­стояние между центрами звездочек:

формула (21)

и определяют длину контура Wt.



« Назад [Характеристики цепных передач] Далее »

Если статья Вам понравилась или была полезной, поделитесь ней, пожалуйста, в социальных сетях: