Силы в цепной передаче

В цепной передаче ведущая и ведомая ветви натянуты по-разному. Натяжение ведущей ветви работающей передачи

F₁ = F_t + F₀ + F_υ, (4.152)

где – окружная сила, передаваемая цепью;

F₀ – предварительное натяжение от провисания ведомой ветви цепи;

F_υ – натяжение от центробежных сил.

Предварительное натяжение, принимая величину стрелы провеса f = 0,02 а (см. рис. 4.52), можно определить по упрощенной зависимости

F₀ = 60 q g cos θ ≥ 10 q, (4.153)

где q – масса одного метра цепи;

g – ускорение свободного падения;

θ – угол наклона передачи (см. рис. 4.52).

Натяжение от центробежных сил определяют по аналогии с ременными передачами:

F_υ = q v ², (4.154)

где v – скорость движения цепи.

Расчетная нагрузка на валы цепной передачи несколько больше полезной окружной силы вследствие натяжения цепи от ее массы. Эту нагрузку принимают равной

F_в = k_м F_t , (4.155)

где k_м – коэффициент наклона передачи (для горизонтальной передачи k_м = 1,15, для вертикальной k_м = 1,05).

Обозначение роликовых цепей: первая цифра – число рядов (для многорядных цепей); вторая цифра – шаг, мм; третья – разрушающая нагрузка, пропорциональная 10 Н; четвертая – исполнение по ширине.

Например, ПР – 12,7 – 1820 – 1: приводная роликовая цепь, однорядная, шаг 12,7 мм, разрушающая нагрузка 18 200 Н, первое исполнение по ширине.

Контрольные вопросы

1. В чем преимущества и недостатки цепных передач? Назовите области их применения.

2. Какие типы цепей имеют наибольшее распространение?

3. Преимущества и недостатки зубчатых цепей.

4. Четное или нечетное число должны иметь зубья звездочек и звенья цепи?

5. От чего зависит интенсивность износа шарниров цепи?

6. Почему изношенная цепь теряет зацепление со звездочками и как это учитывается при выборе числа зубьев звездочек?

7. По какому критерию выполняют расчет цепной передачи?

8. Что является причиной неравномерности движения цепи?

9. Структура обозначения роликовых цепей.

5. Валы и оси. Подшипники.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕДУКТОРАХ

5.1. Валы и оси

Валы предназначены для передачи вращающего момента и поддержания, расположенных на них деталей, а оси, поддерживая расположенные на них детали, вращающего момента не передают (рис. 5.1).

Оси бывают вращающимися (рис. 5.1, д) и неподвижными (рис. 5.1, е).

По форме геометрической оси валы бывают прямые (рис. 5.1, а,б) и непрямые (например, коленчатые (рис. 5.1, в)). В специальных случаях используют коленчатые (непрямые) валы и валы с изменяемой формой геометрической оси (гибкие (рис. 5.1, г)). Используют сплошные и полые (с осевым отверстием) валы. Оси, как правило, бывают прямыми.

Прямые валы могут быть гладкими, ступенчатыми, изготовленными как одно целое с шестернями – вал-шестерня, полыми.

д е

Рис. 5.1. Валы и оси:

а – прямой (гладкий трансмиссионный) вал; б – ступенчатый вал;

в – коленчатый вал; г – гибкий вал; д – вращающаяся ось;

е – неподвижная ось

Прямой ступенчатый вал с размещенными на нем деталями – зубчатым колесом, шпонкой, подшипниками и втулкой – представлен на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Схема прямого ступенчатого вала с установленными

на нем зубчатым колесом, подшипниками качения,

шпонкой и втулкой:

1, 4 – подшипники качения; 2 – зубчатое колесо; 3 – втулка;

5 – вал; 6 – шпонка

Опорные участки вала или оси, на которых находятся опоры – подшипники, называются цапфами, если цапфа промежуточная, ее называют шейкой. В коленчатых валах различают шейки коренные (опорные) и шатунные. Посадочные поверхности под ступицы насаживаемых на вал деталей – муфт, зубчатых колес, шкивов, звездочек – выполняют цилиндрическими или коническими (рис. 5.2) с конусностью 1:10. Детали (например, зубчатое колесо на рис. 5.2) обычно сажают на шпонку с посадкой на вал с натягом. В этом случае трудно совместить шпоночный паз в ступице со шпонкой на валу. Поэтому обычно на посадочной поверхности вала делают небольшой цилиндрический участок, на который ступица садится с зазором (см. посадки на рис. 5.2).

Переходные участки на валах, канавки для выхода шлифовального круга и другие концентраторы напряжений снижают прочность валов. Поэтому существуют конструктивные методы повышения прочности: переходные участки выполняют с галтелями (рис. 5.3) – плавными переходами от одного сечения к другому, разгрузочными канавками, деформационным упрочнением галтелей и пр.

Рис. 5.3. Переходные участки вала:

1 – фаска; 2 – галтель; r – радиус галтели