проектирование-цепных-передач

Проектирование цепных передач

120 руб.

Описание товара

Проектирование цепных передач

        Цепные передачи, в отличии от ременных передач, позволяют не только осуществлять передачу вращательного движения на значительные расстояния с большим передаточным числом, но из-за отсутствия проскальзывания могут применяться в качестве привода в различных технических объектах автоматического действия с жестким циклом работы. Цепные передачи широко применяются в различных областях техники, в том числе:
– в технологическом оборудовании для передачи вращения между механизмами и агрегатами, находящимися на значительном расстоянии друг от друга, а также в качестве привода вспомогательных механизмов,
– в качестве привода в велосипедах и мотоциклах,
– в двигателях внутреннего сгорания для привода навесного оборудования (насоса, генератора, вентилятора)
– в сельскохозяйственных машинах, прежде всего комбайне, для привода различ-ных механизмов и агрегатов, расположенных на значительном удалении друг от друга,
– в различных конвейерах в качестве тягового органа,
– в составе фрикционных вариаторов, входящих в состав различных технических объектов
Основным элементом цепной передачи являются цепь, посредствам которого передается движение от ведущей звездочки к ведомой(ым). Наибольшее распространение в машиностроении нашли следующие виды цепей.
1. Приводные роликовые, втулочные и длиннозвенные цепи по ГОСТ 13568-97, применяемые металлообрабатывающем и кузнечно – прессовом оборудовании, транспорте и сельскохозяйственных машинах.
2. Цепи роликовые длиннозвенные по ГОСТ 4267-78, предназначенные для транспортеров и элеваторов и стоящие из специальных звеньев с лопатками предназначенных для крепления рабочих органов (планок, гребенок и т. д.)           чередующихся в заданной последовательности со звеньями приводных роликовых длиннозвенных цепей по ГОСТ 13568-97.
3. Цепи приводные роликовые повышенной прочности и точности по ГОСТ 21834-87, предназначенные для работы в скоростных и нагруженных передачах различных машин и выпускаемые в одно, двух, трех, четырех, шести и восьми рядном исполнении.
4. Тяговые пластинчатые цепи по ГОСТ 588-81, применяемые, в основном, в подъемно – транспортных машинах и оборудовании, в частности, в конвейерах, транспортерах, эскалаторах и подъемниках, для перемещения кареток, вагонеток, скребков и прочих транспортных приспособлений и агрегатов.
5. Цепи тяговые разборные по ГОСТ 589-85, предназначенные для применения в конвейерах и других подъемно – транспортных машинах и механизмах.
6. Цепи грузовые пластинчатые с закрытыми вилками по ГОСТ 23540-79, предназначенные для работы в грузоподъемных механизмах.
7. Приводные зубчатые цепи по ГОСТ 13552-81 применяемые для передачи         движения от ведущего вала к приводу вспомогательного механизма, работа которых должна осуществляться в жестком автоматическом цикле в условиях высоких скоростей и динамических нагрузок, например, в приводе распредели-тельного вала двигателя внутреннего сгорания, или приводе вала механизма переноса холодно – высадочного автомата.
8. Специальные цепи, применяемые, в различных видах конвейеров и         транспортеров, которые, как правило, помимо поступательного перемещения груза осуществляют еще ряд движений или наделяются дополнительными функциями
Из вышеперечисленных видов цепей наибольшее распространение в качестве     привода различных механизмов и агрегатов получили:
− при скоростях до 15 м/сек в качестве привода применяются приводные роликовые и втулочные цепи по ГОСТ 13568-97 (см. Рис 1),
− при скоростях более 15 м/сек – зубчатые цепи по ГОСТ 13552-81 (см. Рис 2).

           Согласно ГОСТ 135658-97 установлены следующие типы цепей:
– ПР, роликовые однорядные,
– 2ПР, роликовые двурядные,
– 3ПР, роликовые трехрядные,
– 4ПРП, роликовые четырехрядные,
– ПВ, втулочные однорядные,
– 2ПВ, втулочные двурядные,
– ПРИ, роликовые с изогнутыми пластинами.

Рис 1 Приводные роликовые и втулочные цепи по ГОСТ 13568-97

На Рис 1а показана однорядная роликовая цепь, состоящая из внутреннего звена 1, наружного звена 2, соединительной оси 3, втулки 4 и ролика 5. На Рис 2б показана четырехрядная роликовая цепь которая отличается от однорядной количеством внутренних 1 и наружных 2 звеньев, втулок 4 и роликов 5, а также наличием промежуточных пластин 9 и длиной осей 3.

            На Рис 2в показана двухрядная втулочная цепь, состоящая из внутреннего звена 1, наружного звена 2, соединительной оси 3, втулки 4, а также промежуточной пластины 9. На Рис 2г показана однорядная роликовая цепь с изогнутыми звеньями, состоящая из осей 3, втулок 4, роликов 5 и изогнутых пластин 10.
Роликовые и втулочные цепи по ГОСТ 13568 0 97 поставляются виде отрезка с определенным количеством звеньев, для соединения концов которого в замкнутую цепи используются соединительное 6 и переходное 7 звенья (см. Рис. 2). Соединительные и переходные звенья отличаются от звеньев одноименной цепи тем, что из оси в отличии от осей цепи не расклепаны, а зафиксированы шплинтом или пружинным замком, что позволяет их разбирать для последующего соединения с первым и последним звеном цепи. При четном числе звеньев цепи используется соединительное звено, а при нечетном – переходное. Двойное переходное звено 8 (см. Рис 2а, б) используется в том случае, когда необходимо увеличить длину цепи нам один шаг.

          Зубчатая цепь по сравнению с роликовой и втулочной обладают более высокой нагрузочной способностью и кинематической точностью, что позволяет им работать с более высокими скоростями, создавая при этом пониженный шум.

Рис 2 Приводные зубчатые цепи по ГОСТ 13552-81

                Согласно ГОСТ 13552-81 приводные зубчатые цепи изготавливаются двух типов:
– цепи зубчатые с односторонним зацеплением (см. Рис. 2а),
– цепи зубчатые с двусторонним зацеплением (см. Рис2б)
Приводная зубчатая цепь, показанная на Рис 2 состоит из рабочей пластины 1, направляющей пластины 2, удлиненной призмы 3, внутренней призмы 4, соединительной призмы 5, шайбы 6 и шплинта 7. Цепи изготавливаются отдельными отрезками с четным числом звеньев:
– шага 12,7 мм – 80 звеньев,
– шага 15,875 мм – 64 звена,
– шага 19,05 мм – 54 звена
– шага 31,75 мм – 32 звена.
К каждому отрезку цепи поставляется один комплект соединительных элементов: соединительная и внутренняя призма, шайбы и шплинты.
В качестве гибкой связи между перемещаемыми элементами в транспортерах, конвейерах, элеваторах и подъемниках при необходимом тяговом усилии до 5000Н. используются роликовые длиннозвенные цепи по ГОСТ 4267-78. Эти цепи со специальными лапками (см Рис 3), на которых крепятся перемещаемые конвейером или транспортером тележки, скребки, ковши и т. п. элементы выпускаются четырех типов:
– Тип 1, с двумя лапками, лежащими в плоскости, параллельной осям шарнира звена,
– тип 2, с двумя лапками, лежащими в плоскости перпендикулярной оси шарни-ра звена,
– тип 3, с одной лапкой лежащей в плоскости параллельной осям шарнира звена,
– тип 4, с одной фигурной лапкой лежащей в плоскости параллельной осям шарнира звена.

Рис 3 Тяговые пластинчатые цепи по ГОСТ 588-81
со специальными звеньями

         При необходимом тяговом усилии более 5000Н в транспортерах, конвейерах и элеваторах применяются тяговые пластинчатые цепи по ГОСТ 588-81 Эти цепи выпускаются в двух исполнениях и двух типов:
– исполнение 1 – неразборные,
– исполнение 2 – разборные, тип 1 – втулочные, тип 2 – роликовые (см. Рис 4а).

        Тяговые пластинчатые цепи всех типов могут изготавливаться со специальными пластинами двух типов:
– тип 1, с отверстиями в полках,
– тип 2 – с отверстиями в планках.
Каждый тип пластин имеет три исполнения: 1 – с одним отверстием, 2 – с двумя отверстиями, 3 – с тремя отверстиями (см. Рис 4б)

Рис 4 Тяговые пластинчатые цепи по ГОСТ 588-81 и роликовые длиннозвенные цепи по ГОСТ 4267-78

           В специальных цеховых конвейерах, имеющих сложную пространственную траекторию движения, предназначенных для перемещения различных тележек, платформ, вагонеток, сварочных стапелей, сборочных модулей, применяемых в автосборочном, литейном и сварочном производстве, используются пластинчатые втулочно – катковые цепи по ГОСТ 588-81 (см. Рис 5а), разборные тяговые цепи по ГОСТ 589 – 85 (см. Рис 5б) и их аналоги: штампованные разборные цепи, двухшарнирные цепи.

Рис 5 Втулочно – катковые цепи по ГОСТ 588-81 и разборные тяговые цепи по ГОСТ 589-85

                  Пластинчатые втулочно – катковые цепи по ГОСТ 588-81 успешно используются в литейных конвейерах для транспортирования заформованных опок по всему комплексу технологических операций от формовки и заливки опоки до ее охлаждения и выбивки (см. Рис 6).

Рис 6 Использование втулочно – катковой цепи в литейном конвейере

         Ходовая часть этого конвейера состоит из пластинчатой втулочно – катковой цепи 1, одностоечных тележек 2, жестко прикрепленных к пластинам цепи, платформ 3, на которых устанавливаются транспортируемые опоки и предохранительных щитов 4, защищающих цепь от попадания формовочной смеси и брызг металла. Каждая платформа 3 опирается на две тележки 2 и соединяется с ними при помощи штырей, причем на одной тележке отверстие для штырей делается круглым, а на другом овальным для компенсации сокращения расстояния между тележками на криволинейных участках трассы конвейера. Наличие одностоечных тележек с безребордными катками, прикрепленными к пластинам тяговой цепи и шарнирное крепление платформ к тележкам, обеспечивает ходовой части конвейера возможность поворотов в любую сторону в горизонтальной плоскости со сравнительно небольшим радиусом. Это очень важное качество ходовой части позволяет конвейерам этого типа иметь траекторию движения самой разнообразной формы, легко приспосабливая их к производственным условиям цеха.

Рис 7 Подвесной толкающий конвейер, выполненный на основе разборной тяговой цепи

          Разборные тяговые цепи по ГОСТ 589 – 85 применяются в качестве привода в подвесных и подпольных конвейеров со сложной пространственной траекторией движения. На Рис 7 показан подвесной толкающий конвейер, замкнутый контур которого выполнен на основе разборной тяговой цепи 1 с прикрепленными к ней каретками 2, движущимися по верхнему тяговому пути 3 при помощи привода 4. К кареткам прикреплены толкатели 5, которые перемещают тележки 6 с подвесками 7 для транспортируемого груза по грузовому пути 8, расположенному параллельно тяговому пути в вертикальной (один над другим) или горизонтальной (один рядом с другим) плоскости.
Толкающий конвейер может иметь как горизонтальную, так и пространственную трассу с поворотами в любом направлении в горизонтальной или вертикальной плоскости. От основного приводного контура конвейера грузовые пути могут иметь различные ответвления в ту или иную сторону в горизонтальной плоскости для вывода тележек с грузами при помощи стрелок 9 на дополнительные (вспомогательные) пути или на приводной контур другого транспортера. По вспомогательным путям тележки могут двигаться при помощи толкателей – специальных цепных или шаговых механизмов или же вспомогательных конвейеров 10, а также своим ходом, если путям 11 задать необходимый уклон. Перевод стрелок осуществляется автоматически при помощи считывающих устройств 12 автоматического адресования или вручную. Передача тележек с грузами в вертикальной плоскости с одного уровня (по высоте) на другой возможна с помощью вертикального перегиба приводного пути с наклонным участком, или при помощи отрезка пути, перемещаемого в вертикальной плоскости т. н. опускаемой секции 13. В процессе перемещения тележка в определенных местах (перед рабочими местами, в местах загрузки и разгрузки, при передаче с конвейера на конвейер) пути может быть отключена от толкателя цепи и остановлена с помощью специального устройства – останова 14.

Рис 8 Напольный горизонтально – замкнутый тележечный конвейер, выполненный
на основе разборной тяговой цепи по ГОСТ 589 – 85.

                На Рис 8 показан напольный горизонтально – замкнутый тележечный конвейер, выполненный на основе разборной тяговой цепи по ГОСТ 589 – 85. Он состоит из тяговой цепи 1, огибающей приводную цепь 2 и натяжную 3, звездочки и поворотные устройства 4 и 5, располагаемые в одной или нескольких горизонтальных плоскостях на различных уровнях. В последнем случае конвейер имеет пространственную трассу и вертикальные перегибы цепи с одного уровня на другой, которые осуществляются при помощи направляющих путей 6, также как у подвесных конвейеров. Тяговая цепь 1 конвейера располагается ниже уровня пола в узком приямке и движется по направляющим тяговым путям 12, поддерживаемая опорными планками 11, а к ее звеньям жестко крепятся толкатели 7, при этом, на тележке устанавливается односторонний шарнир (на Рис 8 не показан),           контактирующий с толкателем 7.

Рис 9 Штампованные разборные цепи и конвейеры на их базе

             Штампованные разборные цепи, конструкция который показана на Рис 9а также применяются в подвесных и напольных конвейеров но с меньшим тяговым усилием. Такая цепь состоит из наружного и внутреннего штампованных звеньев и точеной оси. Выступы на оси препятствуют развороту наружных звеньев относительно него. Внутренним звеном цепи служат две одинаковые сомкнутые друг с другом пластинки с радиусным выступом по оси шарнира. Наличие радиусного выступа у пластин позволяет звеньям цепи отклоняться от продольной оси в плоскости осей шарниров на угол 5 – 8^0. Подвесной грузонесущий конвейер, выполненный на основе штампованной разборной цепи показан на Рис 9в. Он содержит грузовой путь, в качестве которого использована двутавровая балка, по которому перемещаются на роликах тележки 1, закрепленные на звеньях цепи 3 и шарнирно соединенные с грузовой подвеской 2. Благодаря конструкции цепи, траектория такого конвейера допускает изгибы, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Подвесной толкающий конвейер, также выполненный на основе штампованной разборной цепи показан на Рис 9б. Он состоит из тележки 4 с подвесками для грузов 2 не прикрепленных к цепи 3 и движущихся по отдельному грузовому пути 5 при помощи толкателей 7 и 8, односторонне шарнирно закрепленных на каретках 1, жестко установленных на звеньях цепи 3 и перемещающихся на роликах по тяговому пути 6. На Рис 9г показана конструкция напольного конвейера выполненного на основе штампованной разборной цепи, в котором тяговая цепь конвейера, располагается ниже уровня пола в узком приямке и движется по направляющим тяговым путям, поддерживаемая опорными планками, а к ее звеньям жестко крепятся толкатели, при этом, на тележке устанавливается, контактирующий с толкателем, односторонний шарнир.

Рис 10 Секционные двухшарнирные цепи

              Повороты звеньев и отдельных участков цепи с минимально возможным радиусом, что особенно необходимо при создании конвейеров, имеющих пространственную трассу и располагающихся в помещениях производственных участков, имеющих ограниченную площадь, можно осуществить применяя двухшарнирные цепи (цепи с вертикальными и горизонтальными шарнирами). Секционные двухшарнирные цепи допускают поворот одной секции (одного звена) на угол 15 – 50 град в зависимости от конструкции крепления. Двухшарнирные цепи имеют разомкнутое (см. Рис 10а) и сомкнутое (см. Рис 10б) взаимное расположение вертикального и горизонтального шарниров. Основным преимуществом двухшарнирных цепей по сравнению с другими типами цепей применяемых в конвейерах является их высокая гибкость позволяющая получать в горизонтальной и вертикальной плоскостях малые радиусы поворота конвейера. К двухшарнирным цепям относятся также стержневые цепи, состоящие из шарнирных узлов с вертикальными и горизонтальными катками, соединенными отрезками стержней, полос, канатов, или специальных звеньев (см. Рис 10в). Расстояние между шарнирными узлами может колебаться в пределах 400 – 1000 мм. Этим экономят количество шарнирных узлов и снижают стоимость цепи при сохранении ее высокой гибкости. Стержневая цепь приводится в движение от гусеничного привода расположенного в горизонтальной или вертикальной плоскости.

Рис 11 Специальные цепи с контурными скребками

        Специальные виды цепей применяются в конвейерах с контурными скребками (см. Рис 11). Эти конвейеры имеют закрытый желоб, разделенный на две части, внутри которых движутся рабочая и холостая ветви со специальными фигурными скребками, которые повторяют (обрамляют) три стенки контура сечения желоба.      Применение контурных скребков позволяет конвейерам иметь большее разнообразие трасс, чем у конвейеров со сплошными скребками.

           В высоконагруженных пластинчатых конвейерах большой протяженности в качестве тягового органа могут использоваться цепи оригинальной конструкции.

Рис 12 Примеры конструктивного исполнения звеньев оригинальный тяговых цепей

           Оригинальные цепи применяются в цепных вариаторах, в которых цепь контактирует не с зубьями звездочек, а с конусной поверхностью раздвижных шкивов (см. Рис.13б). Вариаторная цепь состоит из наружных и внутренних пластин 1, шарнирно соединенных между собою посредствам осей 2, а во внутренних пазах пластин 1 установлены и зафиксированы в осевом направлении обоймы 3, в которых расположен комплект пластин 4, имеющих возможность осевого перемещения (см. Рис. 13а). Пластины 4 цепи контактируют с конической поверхностью раздвижных шкивов 5 и 6 вариатора, на которой выполнены радиальные пазы 7 смещенные друг относительно друга на угол соответствующий половине ширины комплекта пластин 4 (см. Рис.13а, в).

Рис 13 Общий вид и конструкция вариаторной цепи с подвижными пластинам и картина ее взаимодействия со шкивами

        На Рис 14 показана конструкция цепного вариатора выполненного на основе оригинальной цепи со встроенной эластичной лентой.

Рис 14 Конструкция цепного вариатора выполненного на основе оригинальной цепи со встроенной эластичной лентой

             Он содержит входной 1 и выходной 2 валы, установленные на соответствующих подшипниках в корпусе 3 (подшипники на Рис 14 не показаны), закрепленные на валах раздвижные шкивы 4, осевое положение которых регулируется рычагами 5, а также цепь 6 и охватывающую ее эластичную ленту 7. Цепь 6 состоит из шарнирно соединенных с друг с другом посредствам осей 8 внешних 9 и внутренних 10 пластин, при этом на концах осей 8 закреплены головки со сферическим торцем, нечетные 11 и четные 12, а на каждой четной оси 8 цепи установлен ролик 14 и ограничитель 13, поддерживающий ленту 7. На внутренней конической поверхности 17 раздвижных шкивов 4 выполнены пазы 15 и 16, в которые входят соответствующие головки 11 и 12 цепи 6.
Работает вариатор следующим образом. При вращении ведущего шкива 4 головки 11 и 12 звеньев цепи 6 контактируя с соответствующими пазами 15 и 16 шкива что обеспечивает движение цепи 6, которая при этом передает вращение ведомому шкиву 4, также за счет взаимодействия головок 11 и 12 с соответствующими радиальными пазами 15 и 16 ведомого шкива. При этом ролики 14 и ограничители 13 поддерживают эластичную ленту 7, которая ограничивает положение цепи 6 при прохождении ее шкивов 4. Передаточное отношение вариатора регулируется рычагами 5, которые меняют нужным образом расстояние между конусами ведущего и ведомого шкивов 4, меняя, тем самым, диаметр по которому их обхватывает цепь 6.

Рис. 15 Коробка легкового автомобиля со встроенным вариатором, выполненным на основе оригинальной цепи.

            На Рис 15 показана коробка легкового автомобиля со встроенным вариатором, выполненным на основе оригинальной цепи с упорными валиками и боковыми роликами. Она состоит из, расположенных в корпусе 1 цепного вариатора, промежуточной цепной передачи и планетарного редуктора. Цепной вариатор содержит установленный на вход-ном валу 2 раздвижной конический шкив 3, соединенный посредствам цепи 6 с раздвижным коническим шкивом 5 установленным на промежуточном валу 4, при этом ступицы раздвижных шкивов 3 и 5 посредствам 29 установлены в буксах 23 оснащенных поводками выполненными в виде роликов 24, расположенных в пазах 28 щек 25, а последние по-средствам ходового винта контактируют с гайкой 27 механизма управления вариатором. Промежуточный вал к посредствам цепной передачи 7 соединен с с центральным зубчатым колесом 8 планетарного редуктора коробки, которое посредствам сателлитов 11, шарнирно установленных на водиле 10, ступица которого закреплена на ведущем валу 2, зацепляется с зубчатым венцом выходного вала шестерни 12 коробки. Вариаторная цепь 6 состоит из наружных 13 и внутренних 14 звеньев шарнирно соединенных между собою посредствам упорных валиков 17, которые с обеих сторон имеют призматические концы 20 заканчивающиеся упорами – лезвиями, контактирующими с радиальными зубьями 22 выполненными на внутренней конической поверхности раздвижных шкивов 3 и 5, а с обеих сторон звеньев 13 и 14 на осях 16 шарнирно установлены боковые ролики 18,                 контактирующих с боковой конической поверхностью раздвижных шкивов 3 и 5. Кроме того в упорных валиках выполнены закрытые пазы 15 в которые входят усики пружинного фиксатора 19, центрирующего валик 17 относительно внутреннего звена 14 цепи 6
Передача крутящего момента от ведущего шкива 3 вариатора к ведомому шкиву 5 осуществляется за счет контакта призматических концов 20 упорных валиков 17 с радиальными зубьями 22 шкивов. Регулирование передаточного отношения вариатора осуществляется посредствам осевого перемещения ходового винта 26, при вращении гайки 27, в результате чего щеки 25 своими пазами 28 воздействуя на поводки 24 одновременно сдвигают ведущие шкивы 3 и раздвигают ведомые 5, или наоборот, что приводит к изменению (увеличению или уменьшению) их диаметров, по которым осуществляется контакт с цепью 6.

Рис 16 Конструкция коробки легкового автомобиля с вариатором, имеющим шкивы с гладкой внутренней конической поверхностью.

           В последние годы в коробках легковых автомобилей стали применять цепные вариаторы с раздвижными шкивами имеющими гладкую внутреннюю коническую поверхность, при этом в конструкцию его цепи вводятся элементы с конической боковой поверхностью, контактирующей с ответной поверхностью шкивов. Конструкция коробки легкового автомобиля с вариатором, имеющим шкивы с гладкой внутренней конической поверхностью, показана на Рис 156 Она содержит ведущий вал 1, правая цапфа которого установлена в расточке сборного корпуса 17 коробки на шарикоподшипнике 30, а на его левой цапфе расположен ведущий раздвижной шкив вариатора, который состоит из подвижного 3 и неподвижного 4 конусов с внутренней гладкой конической поверхностью, установленных на упорных шарикоподшипниках 31, при этом на ступице подвижного конуса установлена втулка 2 нажимного устройства и ролики 5. На ведомом валу 19, правая цапфа которого установлена в расточке крышки 30 корпуса коробки на шарикоподшипнике 24, а на левой цапфе расположен стакан 14 с ведомым шкивом вариатора, состоящим из неподвижного 11 и подвижного 12 конусов с внутренней гладкой поверхностью, установленных на шарикоподшипниках 16, при этом на ступице подвижного конуса 12 расположены втулка 13 нажимного устройства, ролики 5 и пружина 15. Соединены шкивы посредствам цепи 7. Ведомый вал 19 имеет два зубчатых венца 25 и 26, которые зацепляются с зубчатым колесом 20, установленным посредствам шлицевого соединения с выходным валом 21, и зубчатым колесом 23 муфты переключения, установленной на ступице 22. Выходной вал 21 установлен в корпусе коробки посредствам шарикоподшипников 28. В корпус коробки в месте установки ведущего шкива вариатора встроек гидроцилиндр управления, шток – поршень 29 которого через правый шарикоподшипник 31 взаимодействует с подвижным конусом 3 ведущего шкива. Цепь 7 вариатора состоит из пластин 8 шарнирно соединенных между собою посредствам осей 9, а в их фигурных пазах расположены горизонтально расположенные стержни 10 с наклонными торцами выступающими га головки осей 10, которые контактируют с внутренней гладкой конусной поверхностью раздвижных конусов обеих шкивов.
Передача крутящего момента от ведущего шкива вариатора к ведомому осуществляется за счет силы трения между торцами стержней 10 цепи 6 и внутренней гладкой кони-ческой поверхностью раздвижных конусов 3, 4 и 11, 12. Регулирование передаточного отношения вариатора осуществляется путем изменения расстояния между конусами 3, 4 ведущего и 11, 12 ведомого шкивов, величина которого регулируется в ведущем шкиве гидроцилиндром со штоком – поршнем 29, а в ведомом шкиве пружиной 15.
Для того чтобы заказать цепь необходимо рассчитать ее длину. В отличи от     ременной передачи, длина цепи рассчитывается не в мм, а количестве звеньев.

            В цепной передаче нет необходимости так, как это делается в ременной передаче, создавать предварительное натяжение, поскольку сцепление с зубьями звездочки цепи вполне обеспечивает то не обходимое натяжение, которое возникает под действием собственного веса цепи. Тем не менее, в цепных передачах применяют натяжные устройства, которые позволяют компенсировать удлинение цепи, происходящее за счет износа шарнирных соединений, что может привести к ее чрезмерному провисанию, или увеличения угла обхвата звездочки цепью, особенно при неподвижных валах обоих звездочек и горизонтально расположении цепной передачи. При этом натяжное устройство цепной передачи необходимо всегда ставить на холостой ветви в непосредственной близости с ведущей звездочкой. Различные схемы натяжных устройств показаны на Рис 17.

Рис 17 Схемы устройств для натяжения цепи

         На Рис 17а, б, в, показаны натяжные устройства, основанные на упругих свойствах пружин, или груза, показанное на Рис 17г, д, и, обеспечивают автоматическое натяжение цепи. На Рис 17з, е, ж, к, л, м натяжение цепи обеспечивается путем регулировки положения натяжного устройства. Вместо звездочек в натяжных устройствах можно применять ролики. Рассмотрим некоторые варианты конструкции натяжных устройств натяжные ролики.

Рис 18 Конструкция цепного привода молотилки зерноуборочного комбайна с пружинным натяжным устройством.

       На Рис 18 показана конструкция цепного привода молотилки зерноуборочного комбайна с пружинным натяжным устройством. Он содержит ведущую звездочку 1, соединенную посредствам цепи 3 с ведомым шкивом 2 и натяжное устройство, состоящее из натяжной звездочки 4, коромысла 5 и пружины 6. Натяжная звездочка 4, установлена в отверстии коромысла 5 посредствам подшипника 8 и оси 9, а само коромысло 5 шарнирно установлено на стойке 21 посредствам подшипника скольжения 10 и оси 7, при этом ось 9 закреплена на коромысле посредствам плоской шайбы 14, шайбы гровер 15 и гайки 16. Для фиксации пружины 6 на кулисе 5 выполнен конический выступ 22, а на кронштейне 18, закрепленном на стойке 18 установлен болт со сферическим концом на котором расположена фигурная шайба с коническим выступом 23, при этом конические выступ 22 коромысла 5 и выступ 23 шайбы входят вовнутрь пружины и обеспечивают ее надежную установку. усилие натяжения цепи регулируется степенью сжатия пружины 6, которая изменяется путем вкручивания болта 19 в резьбовое отверстие кронштейна 18.

Рис 19 Конструкция реверсивной цепной передачи с натяжным устройством.

         На Рис 19 показана конструкция реверсивной цепной передачи с натяжным устройством. Оно содержит ведущую звездочку 1 соединенную посредствам цепи 3 с ведомой звездочкой 2, на валу которой шарнирно установлен кронштейн несущий корпус натяжного устройства, состоящий из двух гильз 6 соединенных планкой 10, на которой закреплена лыжа 8 взаимодействующая с верхней ветвью цепи 3, при этом в отверстиях гильз 6 размещены штоки 7 подпружиненные пружинами 9, на которых установлена и закреплена посредствам гаек 12 планка 11 с лыжей 8, которая взаимодействует с нижней ветвью цепи 3. В место планок 10 и 11 с лыжами 8 натяжное устройство может содержать звездочки или ролики 13, которые на соответствующих осях 14 и 15 устанавливаются на гильзах 6 и штоках 7.

          Натяжение цепи при реверсивном режиме работы передачи осуществляется следующим образом. При вращении ведущей звездочки 1 по часовой стрелке кронштейн 4 вместе с гильзами 6, штоками 7 планками 10 и 11 и лыжами 8 поворачивается на некоторый угол против часовой стрелки, под действием тянущей (верхней на Рис 4) ветви цепи 3, при этом, холостая ветвь цепи 3 натягивается с усилием пружин 9. При вращении веду-щей звездочки 1 против часовой стрелки кронштейн 4 вместе с натяжным устройством поворачивается по часовой стрелке под действием тянущей (верхней на Рис 4) ветви цепи. Таким образом независимо от направления вращения ведущей звездочки цепной передачи осуществляется натяжение ее цепи в автоматическом режиме. При удлинении цепи в процессе эксплуатации передачи

Рис 20 Конструкция натяжного устройства снижающего вибрации ведомой
ветви цепной передачи.

         На Рис 20 показана конструкция натяжного устройства снижающего вибрации ведомой ветви цепной передачи работающей с переменных нагрузок и скоростей. Оно содержит, закрепленный на неподвижном корпусе машины, корпус 1, в центральном отверстии которого установлен шток 2 буртом 3 и проушиной 4, а также пружина 5, при этом на оси 6 установленной в отверстии проушины 4 расположена кручения 6, выполненная из ленты с двумя удлиненными концами, на отогнутой части которых закреплены башмаки 8 взаимодействующие с цепью. Для фиксации осевого положения штока 2 в нижней части корпуса 1 на резьбе установлена гайка 10 воздействующая на цанговое зажимное устройство, выполненное виде втулки 11 с наружной конической поверхностью и цанговых лепестков 12 образованных в нижней части корпуса 1, контактирующих со втулкой посредствам конической поверхности 13. На верхнем торце бурта 3 штока 2 закреплен ограничитель, выполненный из полосы и имеющий форму равнобедренной трапеции с окнами с в большем основании, к в которые проходят удлиненные концы пружины кручения 7.
Работает натяжное устройство следующим образом. Натяжное устройство крепится таким образом, чтобы пружина 5 была сжата, а башмаки 8 контактировали с ведомой ветвью цепной передачи. Возникающие в процессе работы цепной передачи поперечные волны на ведомой ветви гасятся башмаками. Волна, идущая по ветви слева на право, попадает на левый башмак и частично гасится, сообщая при этом, некоторое перемещений левому башмаку, которое за счет поворота пружины кручения на оси 6 передается правому башмаку 8, который полностью гасит колебания. При удлинении ветви цепи концы пружины кручения 7 сходятся, а башмаки 8 при этом смещаются по направлению к ветви цепи, натягивая ее. При значительном ослаблении ветви цепи в процессе эксплуатации передачи, производится настройка натяжного устройства. Для этого отпускается гайка 10 и цанговое зажимное устройство освобождает шток 2, который под действием пружины 5 перемещается в сторону ветви цепи. После уравновешивания положения башмаков закрепленных на концах пружины кручения 7, гайку 10 затягивают и цанговое зажимное устройство фиксирует новое положение штока.

Рис 21 Конструкция гидравлического натяжителя цепи

           На Рис 21 показана конструкция гидравлического натяжителя цепи. Он содержит корпус 1 с гидравлической камерой 2, закрытой крышкой 8 в которой установлен плунжер 3 в виде стакана с глухим отверстием и сферическим торцем 4, а также зубчатой рейкой 5 на внешней поверхности, при этом, в отверстии стакана 3 установлена пружина 6, которая постоянно поджимает его к башмаку 20 взаимодействующему с цепью 21. В корпусе 1 на оси 10 шарнирно установлен двуплечий храповой рычага 9, ведущее плечо которого 13 поджато пружиной 11 и взаимодействует со стержнем 17 штанги 14, резьбовой конец 18 которой установлен в ответном резьбовом отверстии 15 корпуса 1, ведомое плечо 12с зубчатой поверхностью взаимодействует в рейкой 5 на плунжере 3. Для герметизации гидравлических соединений на корпусе 1 установлены уплотнительные кольца 19.
Работает натяжитель следующим образом. Перед установкой натяжителя штангу 14 выкручивают из резьбового соединения 15, а храповой рычаг 9 выводят из зацепление с рейкой 5 на плунжере 3, в плунжер 3 преодолевая усилие пружины 6 перемещают влево до выбора зазора между зубьями его рейки и зубьями рычага 9. Затем обратным поворотом рычага 9 его зубья, выполненные на плече 12, вводят в зацепление с рейкой 5 плунжера 3 и вкручиванием резьбового конца 18 штанги 14 в резьбовое отверстие 15корпуса 1 фиксируют положение рычага 9 и плунжера 3. В таком положении натяжитель встраивают в цепную передачу и неподвижно крепят на корпусной детали. После чего выкручивают штангу 14 освобождая рычаг 9, в результате чего плунжер 3 под действием пружины 6,выдвигается из полости 2 корпуса 1 и воздействуя своим сферическим концом 4 на башмак 20 осуществляет натяжение цепи 21. При этом рычаг 9 под действием пружины 11 занимает соответствующее положение и зубья на его плече 12 входят в зацепление с зубьями рейки 5 и фиксируют положение плунжера 3, препятствуя его обратному ходу. Динамические нагрузки, возникающие при работе цепной передачи и передающиеся плунжеру 3, гасятся давлением масла, поступающему по нагнетательному каналу (канал на Рис 7 не показан) в гидравлическую полость 2 корпуса 1.

Рис 22 Конструкция натяжителя цепи с гидродемпфером

            На Рис 22 показана конструкция натяжителя цепи с гидродемпфером. Оно содержит корпус 1, во внутренней полости которого установлен плунжер 2, поджатый в осевом направлении пружиной 3, установленной на штанге 4, а на противоположном конце корпуса 1 с помощью накидной гайки 5 закреплен гидродемфер. Во внутренней полости корпуса 6 гидродемфера заполненной маслом, установлен поршень 7 поджатый конусной пружиной 8 к штанге 6 через тарельчатую пружину 17, при этом на левом торце поршня 7 закреплена мембрана 16 герметично отделяющая гидравлическую полость гидродемпфера от воздушной полости корпуса 1 в которой установлен плунжер 2 со штангой 4. В поршне 7 выполнены продольные каналы 9 для перетока масла из полости 10 в полость 11, а также кольцевой паз 12 пересекающий каналы 9. В кольцевом пазу 12 свободно (с осевым зазором) установлено уплотнительное кольцо 13 с возможностью осевого перемещения, выполняющее также функцию обратного клапана. В стенке корпуса 6 гидродемфера выполнен переливной канал 14 с заглушкой 15. Штанга 4 взаимодействует с башмаком 18 который непосредственно осуществляет натяжение цепи 19.
Работает натяжитель следующим образом. Перед установкой натяжителя в рабочее положение заглушку 15 отворачивают на 1 – 1,5 оборота, освободив тем самым перелив-ной клапан 14 для выравнивания давления в полостях 10 и 11, после чего заглушку 15 снова затягивают, это исключает соединения полостей 10 и 11 через переливной канал 14. При работе цепной передачи вибрация от нее через башмак 18 передается плунжеру 2 и штанге 4 , а через тарельчатую шайбу 17 поршню 7 гидродемпфера, который под воздействием пружины 8 с одной стороны и тарельчатой пружины 17 сглаживает возникающие колебания. Как только в процессе колебания цепи начнет затухать давление регулировочного штанги 4 через тарельчатую шайбу 17 на поршень 7 уменьшится и последний под действием пружины 8 переместится влево на величину ослабления цепи, а масло из полости 10 через канал 9 и зазор между стенкой паза 12 и уплотнительным кольцом 13 поступит в полость 11. В следующий момент, когда давление на штангу 4 возрастет, он переместится вправо на величину зазора между стенкой паза 12 и уплотнительным кольцом 13, при этом канал 9 перекроется. Таким образом, натяжение цепи в процессе работы передачи будет автоматически регулироваться. Наличие мембраны 16 позволяет устанавливать натяжитель в любом положении и под любым углом.

Рис 23 Типовые конструкции звездочек для приводных цепей

         Вторым основным элементом цепной передачи являются ведущая и ведомая звездочки, конструкция которых зависит, прежде всего, от типа приводной цепи и места рас-положения цепной передачи. На Рис 23 показаны наиболее часто встречающиеся конструкции звездочек для приводных цепей:
– вездочка для однорядной цепи (см. Рис 23а),
– вездочка для однорядной цепи с увеличенной ступицей (см; Рис 23б),
– звездочка для двухрядной цепи (см. Рис 23в),
– литая звездочка для трехрядной цепи большого диаметра (см. Рис. 23г),
– облегченная звездочка без ступицы и смещенным венцом, базируемая на внутренний диаметр и торец и крепежными отверстиями на диске (см. Рис. 23д),
– сварная звездочка со шлицевым посадочным отверстием (см. Рис. 23е),
-т сборная звездочка с венцом, выполненным из лигированной термообработанной стали, соединенной со ступицей посредствам болтов и штифтов (см. Рис. 23ж),
– сборная звездочка, состоящая из двух дисков с буртами, образующими зубчатый венец, соединенный посредствам заклепок со ступицей (см. Рис. 23и)

Рис 24 Конструкция звездочек совмещенных с другими конструктивными элементами привода

            На Рис 24 показана конструкция звездочек совмещенных с другими конструктивными элементами привода:
– звездочка встроенная во втулочно – пальцевую муфту (см. Рис. 24а),
– звездочки совмещенная с барабаном ленточного тормоза (см. Рис. 24б),
– звездочка совмещенная с предохранительной муфтой со срезными пальцами (см. Рис. 23в)

Рис 25 Конструкция звездочки для втулочно – роликовой цепи, позволяющая улучшить плавность и снизить виброактивность цепной передачи.

На Рис 25 показана конструкция звездочки для втулочно – роликовой цепи, позволяющая улучшить плавность и снизить виброактивность цепной передачи. Она состоит из обода 1 со ступицей 5 и конической втулки 2, контактирующей с ответным коническим отверстием 3, выполненным в ступице 5, при этом на ободе 1 от конического отверстия 3 до вершины зубчатого венца выполнены открытые радиальные пазы. Коническая втулка 2 установлена с возможностью осевого перемещения относительно ступицы 5 посредствам болтов 6, при этом, на валу втулка 2 крепится посредствам шпонки устанавливаемой в ее шпоночный паз 7. Наличие в ободе 1 пазов 4 увеличивает податливость зубьев звездочки, что компенсирует погрешность шага цепи при работе передачи и таким образом улучшает плавность и снижает виброактивность. При вытяжке цепи в процессе эксплуатации передачи и увеличении ее шага, шаг звездочки также может быть увеличен. Для этого коническая втулка путем вкручивания болтов 6 перемещается вправо в отверстии ступицы 5, с создает, при этом, в ободе 1 радиально направленные усилия, которые за счет наличия пазов 4 заставляют части зубьев смещаться в противоположном направлении, увеличивая размер h, который определяет расстояние между соседними роликами (втулками ) сопряженной со звездочкой цепи и соответственно шаг цепи.

Рис 26 Конструкция сборной крупногабаритной звездочки с зубчатыми сегменты.

          На Рис 26 показана конструкция сборной крупногабаритной звездочки с зубчатыми сегменты. Она содержит ступицу 1 на периферии которой установлены зубчатые сегменты, таким образом что из опорные поверхности 4 находятся в контакте с ответными опорными поверхностями 3 ступицы, при этом сегменты закреплена посредствам болтов 5 и гаек 6, пропущенных в соответствующие отверстия сегментов и ступицы.

          Расчет и построение профиля зубьев звездочек для приводных роликовых и втулочных цепей, а также допуски их основных параметров осуществляется по ГОСТ 591 – 69, а чертеж звездочки выполняется в соответствии с ГОСТ 2.408 – 68, согласно которого в правом верхнем углу чертежа помещается таблица содержащая параметры цепи и звездочки (см. Рис 27)

Рис 27 Чертеж звездочки приводной втулочной и роликовой цепи

          Для изготовления звездочек используются следующие материалы:
– цементуемые конструкционные стали типа Сталь10, 20 ГОСТ 1050 – 88 и легированные стали типа Сталь 15Х, 20Х по ГОСТ 4345 – 88, которые после цементации подвергаются закалке и отпуску до твердости 54…62HRCэ,
– улучшаемые конструкционные стали типа: Сталь 35, 45, 45Г 50, 50Г по ГОСТ 1055 – 88, Стали 45Л, 50Л (группа II) по ГОСТ 977 – 88 и легированные стали по ГОСТ4543 – 88 типа Сталь 40Х, 40ХН, подвергаемые закалке и отпуску до твердости 46…51HRCэ.

            При проектировочном расчете цепной передачи сначала определяют минимальное число зубьев ведущей звездочки Zmin и рассчитывают число зубьев ведомой звездочки Z2, а затем из условия прочности цепи рассчитывают ее шаг t исходя из передаваемой мощности N и числа оборотов ведущей звездочки n1.

Минимальное число зубьев ведущей звездочки для втулочной, роликовой и зубчатой цепи определяется по следующей формуле:

Методика расчета цепной передачи с тяговой пластинчатой цепью по ГОСТ 588 – 81 аналогична применяемой для расчета втулочной и роликовой цепи по ГОСТ 13568 – 97, рассмотренной выше.

Для стабильной работы цепной передачи необходимо обеспечить радиальное биение впадин и осевое биение зубчатого венца звездочки в сборе с валом и подшипниками, на которых он установлен в корпусной детали, величина которых в частности для роликовых и втулочных цепей определена ГОСТ 591 – 69 (для зубчатой цепи – ГОСТ 13576 – 81, для тяговой пластинчатой цепи – ГОСТ 592 – 81) и обеспечиваемые, как при его изготовлении (механической обработке), так и при сборке узла в составе машины. На Рис 28 показана размерная цепь С, определяющая влияние точности изготовления и сборки деталей на радиальное биение звездочки в сборе.
Размерная цепь С содержит следующие звенья:
C1, радиальное биение внутренних колец опорных подшипников вала, на котором установлена звездочка,
C2, радиальное биение базовых поверхностей вала,
C3, радиальное биение впадин звездочки относительно его базового отверстия,
, исходное – замыкающее звено размерной цепи, определяющее радиальное биение звездочки в сборе.

Рис 28 Размерная цепь С, определяющая радиальное биение звездочки в сборе.

          На Рис 29 показана размерная цепь И, определяющая влияние точности изготовления и сборки деталей на торцевое биение шкива в сборе. Размерная цепь И состоит из следующих звеньев:
И1, радиальное биение внутренних колец опорных подшипников вала, на котором установлен шкив,
И2, радиальное биение базовых поверхностей вала,
И3, осевое биение опорных подшипников вала,
И4, торцевое биение обода шкива,
ИΔ, исходное – замыкающее звено размерной цепи, определяющее торцевое биение шкива в сборе.

Рис 29 Размерная цепь И определяющая торцевое биение звездочки в сборе.

          Сборка цепной передачи выполняется в два этапа, сначала на валы напрессовываются звездочки, а затем на звездочки монтируются цепи и регулируется их натяжение. При сборке цепь соединяется в замкнутый контур, или до установки на звездочки, при наличии достаточной для этого регулировки положения одного из валов, или после установки на звездочки. Для соединения звеньев цепи в замкнутый контур после ее установки на звездочки применяются (см. Рис 30)

Рис. 30 Конструкция приспособления для сведения крайних звеньев цепи перед установкой соединительного или переходного звена

             Для нормальной работы цепной передачи оси звездочек должны быть параллельны одна другой, а сами звездочки должны располагаться в одной плоскости. Несоблюдение этих условий приводит к преждевременному износу цепей и их соскакиванию в процессе работы. Параллельность осей звездочек обеспечивается, прежде всего, точностью расточки отверстий в корпусной детали под установку опорных подшипников валов на которых крепятся звездочки цепной передачи. Установку звездочек в одной плоскости выполняют с помощью шнура, а при небольших расстояниях между их центрами с помощью линейки (см. Рис 31а). При этом одна из звездочек монтируется на валу неподвижно, а вторая с возможностью осевой регулировки с помощью прокладок или компенсационных колец К (см. Рис 31б), которые после выполнения замера величины смещения звездочки относительно ее номинального положения подгоняют методом           подшлифовки.

Рис. 31 Контроль и регулирование относительного положения звездочек цепной передачи

        Для нормальной работы цепной передачи большое значение имеет правильное натяжение цепи, так как провисание цепи смягчает удар между элементами передачи в процессе работы. Стрела провисания h (cм. Рис 32) и усилие натяжения для втулочной и роликовой цепей, содержащих две звездочки ведущую и ведомую, оговаривается ГОСТ 13568 – 97, а для зубчатых и тяговых пластинчатых цепей эти параметры назначается на основе опыта проектирования и эксплуатации аналогичных цепных передач.

Рис 32 Контроль величины стрелы провисания цепи

ЛИТЕРАТУРА

1. Игнатьев Н. П. Основы проектирование. Учебное пособие Азов 2011г
2. Игнатьев Н. П. Обеспечение точности при проектировании приводов и       механизмов. Справочно – методическое пособие Азов 2012г
3. Игнатьев Н. П. Проектирование сборочной оснастки и оборудования. Справочно – методическое пособие Азов 2014г

       В пособии «Основы проектирования» также содержатся:
– общая методика проектирования,
– методика проектирования привода,
– примеры специальных видов приводов (тяжело нагруженных, быстроходных, работающих в динамическом режиме, приводов с точным перемещением             выходного звена),
– вся необходимая информация для проектирования цилиндрических: конических, реечных, червячных, планетарных, винтовых, а также ременных передач ,
– вся необходимая информация для проектирования валов их опор и муфт
– информация необходимая для отработки конструкции на технологичность, включая большое количество примеров улучшения технологичности,
– последовательность выполнения компоновки конструкции, которая            демонстрируемая на примере механизмов сборочного полуавтомата

 

Для приобретения полной версии статьи добавьте ее в корзину

Стоимость полной версии статьи 120 руб