Приводные цепи

Основными типами современных приводных цепей являются шарнирные роликовые, втулочные и зубчатые цепи. Они стандартизованы и изготовляются специализированными заводами. Главными характеристиками цепи являются шаг, ширина и разрушающая нагрузка.

Роликовая цепь изображена на рисунке.

Здесь валик 3 запрессован в отверстие внешнего звена 2, а втулка 4 в отверстие внутреннего звена 1. Втулка на валике и ролик 5 на втулке могут свободно проворачиваться. Зацепление цепи с зубом звёздочки 6 происходит через ролик. Применение втулки позволяет распределить всю нагрузку по всей длине валика и этим уменьшить износ шарниров. Перекатывание ролика по зубу частично заменяет трение скольжения трением качения, что снижает износ зубьев. Кроме того, ролик выравнивает сосредоточенное давление зуба на втулку и тем самым уменьшает её износ.

Роликовые цепи применяются при окружных скоростях до 20 м/с. Наряду с однорядными изготавливают двух-, трёх- и четыряхрядные цепи. Их собирают из тех же элементов, только валик проходит через все ряды. Многорядные цепи позволяют увеличивать нагрузку почти пропорционально числу рядов. Такие цепи применяют при больших нагрузках в сочетании с высокой скоростью.

Втулочные цепи по конструкции аналогичны роликовым, но у них нет ролика. Вследствие этого износ цепи и звёздочек увеличивается, но снижается масса и стоимость цепи.

Зубчатые цепи состоят из набора пластин с двумя зубообразными выступами. Пластины цепи зацепляются с зубьями звёздочки своими торцовыми плоскостями. Конструкция зубчатых цепей позволяет изготавливать их широкими и передавать большие нагрузки. Зубчаты ецепи работают плавно, с меньшим шумом. Их применяют при высоких скоростях – до 35 м/с.

Звёздочки приводных цепей

По конструкции звёздочки во многом подобны зубчатым колёсам. Делительная окружность звёздочки проходит через центры шарниров цепи. Диаметр этой окружности определяется равенством:

Профиль и размеры зубьев звёздочек зависят от типа и размеров цепи. Для стандартных цепей все размеры зубьев звёздочек стандартизованы.

Звёздочки и цепи должны быть стойкими против износа и ударных нагрузок. По этому большинство звёздочек и цепей изготавливают из углеродистых и легированных сталей с последующей термической обработкой. Для звёздочек рекомендуется сталь 45, 40Х и др.; для пластин цепей – сталь 45, 50; для валиков и роликов – сталь 20, 20Х и др. Перспективным является изготовление звёздочек из пластмасс.

Силы в цепной передаче

Силовая схема цепной передачи аналогична силовой схеме ремённой. Здесь также можно различать: F₁ и F₂ – натяжение ведущей и ведомой ветвей цепи; F_t - окружную силу; F₀ - силу предварительного натяжения. По той же аналогии

F₁ = F₂ +F_t; F₁-F₂ = F_t

Для цепной передачи значение принято определять как натяжение от веса свободной ветви цепи:

F₀ = K_faqg,

где: а – длина свободной ветви цепи, приближённо равная межосевому расстоянию;

q - масса единицы длины цепи (по каталогу);

g - ускорение силы тяжести;

K_f - коэффициент провисания цепи, зависящей от расположения привода и стрелы провисания цепи f.

Натяжение ведомой ветви цепи F₂ принимают равным F₀: F₂F₀.

Для цепной передачи, работающей по принципу зацепления, а не трения, значение F₀ не имеют такого решающего значения, как для ремённой. Обычно F₀ составляет всего несколько процентов от F_t. Для практических расчётов можно принять:

F₁  F_t; F₂ 0

Нагрузка на валы и опоры определяется как для ремённой передачи:

Для практических расчётов используют приближённые формулы:

передача с углом наклона к горизонту  = 0…40:

F_r = 1,15F_t

передача с углом наклона 40:

F_r = 1,05F_t.