Детали машин

Конструкция основных элементов

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 рис. 13.3, а — однорядная, на рис. 13.3, б — двухрядная. 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 поворачивать­ся. Зацепление цепи с зубом звездочки 6 происходит через ро­лик. Применение втулки позволяет распределить 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 ее износ.

Роликовые цепи применяют при окружных скоростях до 20 м/с. Наряду с однорядными изготовляют двух-, трех- и четырехряд­ные цепи (рис. 13.3, б). 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. В этих случаях нецелесообразно применять однорядные тяжелые цепи с большим шагом из-за больших динамических наг­рузок. 296

Рис. 13.3

Втулочные цепи по конструкции аналогичны роликовым, но у них нет ролика 5. Вследствие этого износ цепи и звездочек увеличивается, но снижаются масса и стоимость цепи.

Зубчатые цепи (рис. 13.4, д, б) состоят из набора пластин с двумя зубообразными выступами. Пластины цепи зацепляются с зубьями звездочки своими торцовыми плоскостями. Угол вклинивания /? принят равным 60°. Конструкция зубчатых цепей позволяет изго­товлять их широкими и передавать большие нагрузки. Зубчатые цепи работают плавно, с меньшим шумом. Их рекомендуют приме­нять при сравнительно высоких скоростях — до 35 м/с.

Известные зубчатые цепи различают в основном по конструкции шарниров. Совершенствование шарниров направлено на уменьше­ние износа и потерь на трение. Применяют шарниры скольжения

(рис. 13.5, а) и шарниры качения (рис. 13.5, б). В шарнирах сколь­жения вкладыши 1 и 2 пронизывают пластины по всей ширине це­пи. При этом вкладыш 1 закреплен в пластинах 2>, а вкладыш 2 — В пластинах А. Шарнир допускает поворот пластины в одну или в обе стороны на сртях. Обычно <jtw=30°. Величина угла сртах огра­ничивает минимальное число зубьев звездочки по условию zmb =

= 360/<jtw=12.

Шарниры качения не имеют валика. Их изготовляют с двумя сегментными вкладышами 1 и 2. При повороте звеньев вкладыши не скользят, а перекатываются, что позволяет повысить КПД пере­дачи и долговечность цепи. Шарниры качения разработаны срав­нительно недавно. Они быстро завоевали признание. Зубчатые цепи с шарнирами качения стандартизованы (ГОСТ 13552 — 81).

Звездочки приводных цепей. По конструкции они во многом подобны зубчатым колесам (см. рис. 13.1). Делительная окружность звездочки проходит через центры шарниров цепи. Диаметр этой окружности определяется равенством (рис. 13.6)

D—Pjjsin (njz).

Формула (13.8) справедлива и для звездочек зубчатых цепей. Конструкция зубчатых цепей такова, что делительный диаметр звездочки больше ее наружного диаметра (см. рис. 13.4). Профиль и размеры зубьев звездочек зависят от типа и размеров цепи. Для стандартных цепей все размеры зубьев звездочек стандартизованы. У звездочек зубчатых цепей форма рабочего участка профиля пря­молинейна (см. рис. 13.4).

Роликовые и втулочные цепи могут зацепляться с зубьями раз­личного профиля: выпуклым, прямолинейным и вогнутым (рис. 13.7, д, б, в). Вогнутым выполняют только основной нижний участок профиля. У вершины зуб имеет скругленную выпуклую форму, а в средней части — небольшой прямолинейный переходный уча­сток. Такая форма зуба позволяет изготовлять его методом обкат­ки, что повышает производительность и точность. Вогнутый про­
филь (рис. 13.7, в) в настоящее время принят за основной. Зуб любого профиля должен обеспечивать свободный вход и выход шарниров из зацепления.

Качество профиля в значительной степени определяется вели­чиной угла профиля у (рис. 13.7, для выпуклого и вогнутого профи­лей у изменяется по высоте зуба). При увеличении у уменьшается износ зубьев и шарниров, связанный с перемещениями шарниров по профилю зуба в процессе зацепления (см. ниже). С другой стороны, увеличение у приводит к усилению удара шарниров при входе в зацепление, а также к увеличению натяжения холостой ветви цепи. Более благоприятным в этом отношении является также вогнутый профиль.

Материалы цепей и звездочек. Цепи и звездочки должны быть стойкими против износа и ударных нагрузок. По этим соображе­ниям большинство цепей и звездочек изготовляют из углероди­стых и легированных сталей с последующей термической обработ­кой (улучшение, закалка). Рекомендации по выбору материалов и термообработки цепей и звездочек можно найти в соответст­вующих справочниках [10, 11]. Так, например, для звездочек реко­мендуется применять стали 45, 40Х и др.; для пластин цепей — стали 45, 50 и др.; для валиков вкладышей и роликов — стали 15, 20, 20Х и др. Детали шарниров цепей в большинстве случаев цементируют, что повышает их износостойкость при сохранении ударной прочности. Перспективным является изготовление звездо­чек из пластмасс, позволяющих уменьшить динамические нагрузки и шум передачи.