ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ [3]

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

Мощность (кВт) цепной передачи

1000л

где F - передаваемая окружная сила, Н; V - скорость цепи; х\- КПД передачи.

КПД цепной передачи зависит от силы, передаваемой цепью, и способа смазывания. Для передач, работающих с номинальной нагрузкой (F > 0,1 Qb где - разрушающая нагрузка цепи), п~ 0,950,97 - при постоянном обильном смазывании (масляная ванна, 1 циркуляционное смазывание, масляный туман); п = 0,92ч-0,94 - при нерегулярном периодическом смазывании; = 0,9-f0,92 - при работе без смазки.

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

где F~~- полезная (окружная) сила, передаваемая цепью, Н; F\ =Fq-Fi- сила натяжения ведомой ветви цепи; Fq - сила натяжения от собственной силы тяжести холостой ветви; /ц - сила натяжения от действия Центробежных сил; дин - динамическая нагрузка.

При известной передаваемой мощности

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

Г/ч - --- = 1,2 та / /,

где т - масса 1 м цепи, кг; g = 9,81 м/с - Ускорение свободного падения; а - меж- ссвос расстояние, м; / ~ стрела провисания ветви.

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

Fmga . (5)

Натяжение цепи от действия центробежных сил

F=mv

Расчетная динамическая нагрузка, обусловленная неравномерностью движения,

F = F + F дин ЛИН дин

X4- +

где н Ц / ~ динамическая нафузка от неравномерности движения ведомой звездочки и приведенных к ней масс;

дин ij/lSO - динамическая нафузка от неравномерности движения цепи; X = 7t / 2 ~ коэффициент, учитывающий

влияние числа зубьев ведомой звездочки;

Л] - частота вращения ведущей звездочки;

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

т\ = am- масса ведущей ветви;

/ - шаг цепи;

\у - коэффициент, учитывающий влияние упругости и провисания цепи (Д ,=0,5 при fl=30r; Д=0,75 при о=800.

Центробежная сила на валы и опоры не передается. Нафузку на них от полезного натяжения и собственной силы тяжести цепи условно принимают равной 1,15 F для горизонтатьных передач и 1,05 F - для вертикальных.

Скоростные параметры передачи и выбор шага цепи. Скорость цепи и частоты вращения звездочек офаничиваются 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 z\ вслушсй звездочки, способа смазки.

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

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

Пта.\ , мин

60 1000

где Z\ - число зубьев малой (ведущей) звездочки; п\ - частота ее вращения.

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

Передаточное отношение и неравномерность вращения ведомой звездочки. При постоянной угловой скорости врашения ведушей звездочки w\ скорость цепи v, угловая скорость врашения ведомой звездочки W2 и передаточное отношение и = w\/ W2 не остаются постоянными. Это обстоятельство учитывают при расчете передач, к которым прехгьявляют требования по кинематической точности вращения ведомого вала.

2500 2250 2000 1750 1500 1250 1000 750 500

250 О

30 г

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

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

V ~ w,Rcosa,

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

Так как угол а изменяется в пределах

О - n/Zi, то скорость V при повороте на один угловой шаг колеблется в пределах от

52. Наибольшие рекомендуемые и предельные частоты вращения малой звездочки nepeztaM с роликовыми и втулочными цепями

Примечания:

1. При частоте вращения Пр число зубьев маюй звездочки должно быть > 15.

2. При частоте пр число зубьев z\ > 20: необходимы также повышенная точность изготовления звездочек и монтажа передачи, обильная смазка и применение цепей повышенной точности и прочности.

53. Способы смазывания цепных передач

Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки

(10)

iijcosp

где угол р меняется в пределах от О до ti/z2-

R2 cosp

и = -

cosa

Коэффициент неравномерности вращения ведомой звездочки при равномерном вращении ведущей звездочки

g 2 max 2 mm

(12)

Среднее передаточное число из условия равенства средней скорости цепи на звездочках Z\n\t= Zinjt

М2 Zl

(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 и < 3,5, а при и > 7 величина а выходит за пределы оптимальных. Поэтому обычно принимают w 6 и лишь в исключительных случаях и = 7 ... 10.

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