Характеристики [править]
Ц. п. универсальны, просты и экономичны. По сравнению с зубчатыми передачами (См. Зубчатая передача) они менее чувствительны к неточностям расположения валов, ударным нагрузкам, допускают практически неограниченные межцентровые расстояния, обеспечивают более простую компоновку, большую подвижность валов друг относительно друга. В сравнении с ремёнными передачами (См. Ремённая передача) они характеризуются следующими достоинствами: отсутствие проскальзывания и постоянство среднего передаточного отношения; отсутствие предварительного натяжения и связанных с ним дополнительных нагрузок на валы и подшипники; передача большой мощности как при высоких, так и при низких скоростях; сохранение удовлетворительной работоспособности при высоких и низких температурах; приспособление к любым изменениям конструкции удалением или добавлением звеньев.
Достоинства:
большая прочность стальной цепи по сравнению с ремнем позволяет передать цепью большие нагрузки с постоянным передаточным числом и при значительно меньшем межосевом расстоянии (передача более компактна);
возможность передачи движения одной цепью нескольким звездочкам;
по сравнению с зубчатыми передачами — возможность передачи вращательного движения на большие расстояния (до 7 м);
сравнительно высокий КПД (> 0,9 ÷ 0,98);
отсутствие скольжения;
малые силы, действующие на валы, так как нет необходимости в большом начальном натяжении;
возможность легкой замены цепи.
Недостатки:
растяжение цепи со временем;
сравнительно высокая стоимость цепей;
невозможность использования передачи при реверсировании без остановки;
передачи требуют установки на картерах;
сложность подвода смазочного материала к шарнирам цепи;
скорость движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек, не постоянна, что вызывает колебания передаточного отношения.
Валы и оси.
Основные понятия
Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах или осях. Вал – деталь машин, предназначенная для поддержания сидящих на нем деталей и передачи крутящего момента. При работе вал испытывает деформации кручения и изгиба, иногда – растяжения-сжатия. Ось – деталь машин и механизмов, служащая для поддержания вращающихся частей, но не передающая полезный крутящий момент, а, следовательно, не испытывает кручения.
Классификация валов и осей
Виды валов: 1) коренные, 2) шпиндели, 3)трансмиссионные. По форме геометрической оси валы бывают: 1) прямые, 2) коленчатые; 3)гибкие. По типу сечения валы бывают: 1) сплошные; 2) полые. Оси бывают вращающиеся и неподвижные. Прямые валы и оси изготавливают гладкими или ступенчатыми. Образование ступеней связано с различной напряженностью отдельных сечений, а также с условиями изготовления и сборки.
Вал – деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента и поддержания вращающихся вместе с ним деталей передач (зубчатых колёс, шкивов, звёздочек и др.). Некоторые валы (гибкие, трансмиссионные, торсионные) не поддерживают вращающиеся детали. Так как передача крутящих моментов связана с возникновением сил, действующих на валы от посаженных на них деталей и опор, валы обычно подвержены действию, кроме крутящих моментов, также поперечным силам и изгибающим моментам.
По форме геометрической оси валы бывают прямые (наиболее широко распространены), коленчатые (валы машин с возвратно-поступательным движением звеньев) и гибкие (валы с изменяемой формой геометрической оси). Гибкие валы применяются для передачи крутящего момента от деталей с пересекающимися осями.
Ось – деталь, предназначенная для поддержания вращающихся деталей, но не передающая полезные крутящие моменты. Оси обычно подвергаются воздействию изгибающих моментов. Возникающими в ряде случаев деформациями растяжения, сжатия и кручения от моментов сил трения пренебрегают. Оси могут быть вращающимися и неподвижными.
По конструкции прямые валы и оси выполняют гладкими и ступенчатыми, сплошными и полыми. Образование ступеней связано с закреплением деталей или самого вала в осевом направлении, а также с возможностью монтажа деталей при посадках с натягом. Полые валы изготавливают для уменьшения массы или для размещения в них других деталей. Например, при отношении внутреннего диаметра do к наружному d, равном 0,75, при одинаковой прочности масса полого вала в два раза меньше массы сплошного.
Опорная часть вала или оси (рис. 3.44) называется цапфой. Концевая цапфа называется шипом, а промежуточная – шейкой. Часть вала, предназначенная для восприятия осевой нагрузки – пята. По форме цапфы могут быть цилиндрическими, коническими, шаровыми и плоскими (пяты).
Основное применение имеют цилиндрические цапфы. Конические цапфы применяют для регулирования зазора в подшипниках и осевого фиксирования вала. Сферические (шаровые) цапфы из-за трудности их изготовления применяют только при необходимости значительных угловых смещений оси.
Валы и оси служат для поддержания вращающихся на них деталей.
Вал отличается от оси тем, что передает вращающий момент Т. Ось момента Т не передает. Оси могут быть вращающимися и не вращающимися. Вал всегда вращается.
Большинство валов имеют неизменяемую геометрическую форму оси – жесткие оси.Гибкие валы – с изменяемой в пространстве осью (например, в приводах спидометра и других приборов, в бормашинах и т.д.).
По форме геометрической оси различают валы прямые (рис. 6.1, а, б) и непрямые –коленчатые (рис. 6.1, в), служащие для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (или наоборот), и эксцентриковые.
Рис. 6.1
Прямые валы и оси могут быть гладкими (рис. 6.1, а; d – const), ступенчатыми (рис. 6.1, б; di – var) и фасонными (вал-шестерня, червяк, шлицевый вал и др.).
Опорные части валов и осей называются цапфами; промежуточные цапфы (например, в коленчатых валах) – шейки, концевые – шипы. Отсюда опоры валов и осей называютсяподшипниками. Для вертикального вала - соответственно пята и подпятник.
Расчет валов на прочность. Коэф.запаса прочности
Коэф. Запаса прочности.
Опоры валов и осей.
Нагрузки, воспринимаемые осями и валами, передаются на корпуса, рамы или станины машин через опорные устройства, которые определяют положение вала или оси и обеспечивают их вращение. Основной частью опор являются подшипники. По воспринимаемой нагрузке различают подшипники: радиальные, радиально-осевые и осевые. В последнем случае опора называется подпятником, а подшипник – упорным.
По принципу работы (виду трения) различают подшипники скольжения, у которых цапфа скользит по опорной поверхности, и подшипники качения, в которых между соприкасающимися поверхностями расположены тела качения.
Подши́пник (англ. bearing)(от слова шип) — изделие, являющееся частью опоры или упора, которое поддерживает вал, осьили иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение,качение или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции[1][2].
Опора с упорным подшипником называется подпятником.
Нагружающие подшипник силы подразделяют на:
радиальную, действующую в направлении, перпендикулярном оси подшипника;
осевую, действующую в направлении, параллельном оси подшипника.
Основные типы, которые применяются в машиностроении, — это подшипники качения и подшипники скольжения.
Подшипник скольжения.