3433

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

12.7. Основы работы цепной передачи

Окружное усилие в цепной передаче передается за счет сил давления зубьев ведущей звездочки на звенья цепи и затем давлением звеньев ведущей ветви на зубья ведомой звездочки.

В процессе работы ведущая ветвь цепи испытывает постоянную нагрузку, которая состоит из полезной силы Р и натяжения ведомой ветви:

S1 P S2 (12.9)

где S1, S2 – нагрузка (натяжение) ведущей и ведомой ветви цепи; P – окружное усилие (полезная нагрузка).

Натяжение S2 можно определить из условия равновесия цепи. При этом вес q одного погонного метра длины цепи принимается для простоты как вес на длине, равной межосевому расстоянию a. Стрела провисания – f.

где q – вес одного метра длины цепи; f – величина стрелы провисания, м.

Рис. 12.6. Моменты сил

101

где – угол наклона передачи к горизонту.

Натяжение цепи от центробежной силы определяется и учитывается при V 5 м/с:

где SЦ – натяжение цепи от центробежной силы, Н;

V – скорость цепи, м/с;

g – ускорение силы тяжести ( g 9,81), м/с2

Каждое звено ведет цепь при повороте звездочки на один угловой шаг, а затем уступает место следующему звену. В связи с этим скорость цепи при равномерном вращении звездочек не постоянна Она максимальна в положении звездочки, при котором радиус звездочки, проведенный через шарнир, перпендикулярен ведущей ветви цепи.

В произвольном угловом положении звездочки, когда ведущий шарнир повернут на угол , скорость цепи (рис. 12.7) равна:

где 1 – постоянная угловая скорость ведущей звездочки;

R1 – радиус расположения шарниров цепи ведущей звездочки (радиус начальной окружности).

– угол поворота шарнира, примыкающего к ведущей ветви цепи по отношению к перпендикуляру на эту ветвь.

102

между цепью и зубьями звездочки, в опорах валов и сопротивления движению цепи в масле. Потери на преодоление жесткости цепи не только определяют величину общего КПД, но и ограничивают нагрузочную способность цепи.

Потери мощности на трение в шарнирах:

где NПШ – потери мощности на трение в шарнирах;

AX – работа трения в шарнире цепи. Она пропорциональна усилию в цепи, коэффициенту трения в шарнире, диаметру валика и углу относительного поворота звеньев цепи;

где NПВ – потери на взбалтывание масла составляют 4 5 % от NПШ. Среднее значение КПД хорошо выполненной передачи составляет:

0,96 0,98 .

где PП – допускаемое полезное усилие;

F – площадь проекции опорной поверхности шарнира;

[p] – допускаемое удельное давление (принимается из таблиц в зависимости от t и n1);

Kэ – коэффициент, характеризующий условия эксплуатации передачи; P – заданное усилие.

aw=(30 50)t Ka=1, при aw=25t Ka=1,25, при aw=50t Ka=0,8);

104

Kn – коэффициент, учитывающий положение линии центров (при

<60 Kn=1, при >60 Kn=1,25);

K рг – коэффициент, учитывающий возможность регулирования

межосевого расстояния a (для регулируемых Kрг=1, для нерегулируемых

Kрг=1,25);

Kс – коэффициент, учитывающий характер смазки (для непрерывной сказки Kc=0,8; для капельной Kc=1; для периодической Kc=1,5);

K р – коэффициент, учитывающий режим работы передачи (при

односменной работе Kр=1; при двухсменной работе Kр=1,25; при трехсменной работе Kрг=1,45).

12.8. Конструкции передач с шариковыми цепями

В приборостроении в низкоскоростных приводах небольшой мощности получили распространение металлические и пластмассовые шариковые цепи (в приводах низкоскоростных конвейеров, счетно-вычислительных машинах, автоматах и др.). Преимуществом шариковых цепей перед приводными ремнями является – отсутствие проскальзывания, а перед обычными цепями

– передача движений в различных плоскостях.

Металлические цепи (рис. 12.8) состоят из полых шариков, соединенных между собой стержнями, утолщенные концы которых входит внутрь шарика.

Рис. 12.8. Металлическая цепь

Применяется латунь или нержавеющая сталь. Латунные цепи обеспечивают более высокую точность изготовления, чем цепи из нержавеющей стали, так как легче обрабатывается. Цепи из нержавеющей стали рекомендуются при работе в коррозионной среде. Электроизоляция достигается применением пластмассовых звездочек. Слабым звеном является замыкающий шарик. Во время работы такой цепи происходит пластическая деформация: стенок отверстия шариков, увеличение шага цепи и при большой нагрузке – разрыв соединяющих стержней. В связи с этим металлические шариковые цепи применяют в низкоскоростных передачах с небольшим числом циклов нагружения и в ручных передачах.

105

Пластмассовые цепи (рис. 12.9) состоят из пластмассовых шариков, прочно закрепленных на плетеном кордном пластмассовом шнуре. Шнур изготавливают из полиэфирных жилок, а шарики – из полистирола.

Рис.12.9. Пластмассовая цепь

Пластмассовая цепь неэлектропроводна, не имеет ослабленных сечений и узлов трений. Это ее достоинства. Меньше вытягивается и меньше шумит при работе. Их применяют при t 82 C.

При смещении шариков по плетеному шнуру цепь выходит из строя. Поэтому полезное усилие, передаваемое такой цепью должно быть меньше усилия, смещающего шарики. Металлическая звездочка изготавливается из алюминия, нержавеющей или углеродистой стали, цинковых сплавов. Пластмассовые звездочки изготавливаются из нейлона, состоят из 2-х половин, скрепленных штифтами (рис. 12.10). Число зубьев звездочек назначают в пределах z=12 120, то есть umax=10. Но для металлических цепей z=12 не рекомендуется, так как при этом наблюдается значительное уменьшение шага цепи при ее набегании на звездочку. Частота вращения звездочек шариковых цепей обычно n 100 об/мин. Нейлоновые звездочки дешевле и менее точны. Пластмассовые цепи так же, как и металлические для ручного привода не смазывают. Металлические шариковые цепи приводных установок смазываются окунанием цепи в жидкую нагретую смесь смазки и воска. Смесь проникает в шарик и после охлаждения создает масляную пленку на его внутренней стороне.

Рис. 12.10. Пластмассовая звездочка

106

12.9. Основы конструирования цепных передач

Для создания условий обильной смазки цепи, защиты от загрязнений, бесшумности и безопасности работы, цепные передачи заключают в картеры. Внутренние размеры картера должны обеспечивать возможность провисания цепи и удобного обслуживании. Радиальный зазор между внутренней стенкой картера и наружной поверхностью звездочек принимают равным l t 30 мм; зазор, учитывающий провисание цепи, назначают в пределах 0,1a , а ширину картера берут на 60 мм больше ширины цепи. Картер снабжается окном и указателем уровни масла.

Для ответственных силовых передач рекомендуются; применять картерную смазку следующих видов:

а) окунанием цеди в масло на глубину, равной ширине пластины. Применяют при V 10 м/с.

б) разбрызгиванием с помощью специальных колец, отражательных щитков, по которым масло стекает на цепь. Применяют при V=6…12 м/с в случаях, когда уровень масла не может быть поднят до расположения цепи;

в) циркуляционную струйную смазку от насоса – наиболее совершенный способ. Применяют для мощных быстроходных передач;

г) циркуляционную смазку распылением капель масла в струе сжатого воздуха. Применяют при V>10 м/с

В среднескоростных передачах, не имеющих герметичных картеров, можно применять консистентную внутришарнирную или капельную смазку. Консистентную смазку осуществляют периодически через 120-180 часов погружением цепи в нагретую смазку. Такая смазка применима при V 4 м/с.

107

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В конспекте лекций главное внимание уделено методике конструирования деталей машин. Приведенные рекомендации по конструированию и отдельные конструктивные решения отражают современный уровень как отечественного, так и зарубежного машиностроения.

Материал в конспекте размещен в том порядке, в котором следует работать над курсовым проектом. Все сведения, необходимые для выполнения очередного этапа расчетов и конструирования, расположены в одном месте.

Знакомство с методологией расчетов деталей машин, способствует формированию творческого подхода к решению современных задач, позволяет избежать многих ошибок, свойственных современному производству.

Конспект лекций призван помочь формированию целостного представления у студентов об общих вопросах проектирования деталей и узлов машин.

108

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных спец. М.: Машиностроение, 1989. 496 с.

2.Проектирование механических передач / С.А. Чернавский, Г.М. Кукович и др.: Учебное пособие для машиностроительных вузов. М.: Машиностроение, 1976. 340 c.

3.Чернин И.М., Кузьмин А.В., Ицкович Г.М. Расчеты деталей машин. Минск: Вышэйш. шк., 1978. 472 с.

4.Колпаков А.П., Карнаухов И.Е. Проектирование и расчѐт механических передач. М.: Колос, 2000. 328 с.

5.Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. М.: Высш. шк., 2002. 408 с.

6.Романов М.Я. и др. Сборник задач по деталям машин: Учеб. пособие для учащихся техникумов. М.: Машиностроение, 1984. 240 с.

7.Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: Учеб. пособие. Минск: УП «Технопринт», 2001. 290 с.

8.Решетов Д.Н. Атлас конструкций. Детали машин. М.: Машиностроение, 1979. 367 с.

109

110