Реферат: Ременные и цепные передачи

--PAGE_BREAK--
где <img width=«16» height=«23» src=«ref-1_1734668946-226.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image048.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_207»> — мощность на ведущем валу, кВт; <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1734669172-233.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image050.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_208»> — угловая скорость ведущего вала, рад/с.

4. Диаметр ведомого шкива


<img width=«139» height=«25» src=«ref-1_1734669405-1293.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image052.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_209»>(5)
где и — передаточное число; <img width=«13» height=«15» src=«ref-1_1734670698-211.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image054.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_210»> — коэффициент скольжения.

При диаметре D> 300 мм шкивы изготовляют с четырьмя—шестью спицами. Для шкивов, имеющих отклонения от стандартных размеров, производят расчет на прочность. Обод рассчитывают на прочность как свободно вращающееся кольцо под действием сил инерции; спицы рассчитывают на изгиб.
1.5.2 Допускаемые углы обхвата ременных передач

Вследствие вытяжки и провисания ремня при эксплуатации углы обхвата <img width=«16» height=«15» src=«ref-1_1734652660-219.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image030.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_211»> измеряются приближенно:
<img width=«145» height=«39» src=«ref-1_1734671128-1492.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image057.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_212»>
В формуле выражение
<img width=«104» height=«39» src=«ref-1_1734672620-1169.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image059.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_213»>
где <img width=«16» height=«21» src=«ref-1_1734652879-224.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image032.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_214»> — угол между ветвями ремня (для плоскоременной передачи ( <img width=«16» height=«21» src=«ref-1_1734652879-224.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image032.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_215»> < 30°)). Угол <img width=«16» height=«21» src=«ref-1_1734652879-224.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image032.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_216»> между ветвями ремня влияет на величину углов обхвата ( <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1734661874-232.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image036.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_217»> и <img width=«21» height=«23» src=«ref-1_1734662106-235.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image038.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_218»>). Рекомендуется принимать также значение диаметров шкивов ( <img width=«21» height=«23» src=«ref-1_1734652188-234.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image026.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_219»>и <img width=«23» height=«23» src=«ref-1_1734652422-238.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image028.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_220»>), чтобы соблюдалось условие
<img width=«124» height=«23» src=«ref-1_1734675400-1182.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image068.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_221»>
где для плоскоременной передачи <img width=«25» height=«21» src=«ref-1_1734676582-246.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image070.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_222»> = 150°, для клиноременной — <img width=«25» height=«21» src=«ref-1_1734676582-246.coolpic» alt=«www.prikladmeh.ru/lect8.files/image070.gif» v:shapes=«Рисунок_x0020_223»> = 120°.

1.6 Расчет долговечности ремня
Ремень испытывает переменные циклические напряжения <img width=«98» height=«29» src=«ref-1_1734677074-253.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">, приводящие к усталостным повреждениям ремня и выходу его из строя. Кривые усталости Велера для ремней приближенно имеют вид
<img width=«121» height=«35» src=«ref-1_1734677327-325.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">,
где m и C – постоянные, определяемые экспериментально;  max – максимальные нормальные напряжения в ремне; NE – эквивалентное число циклов нагружения за срок службы ремня.
<img width=«207» height=«63» src=«ref-1_1734677652-571.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">
Здесь zш –число шкивов в передаче; Lh – ресурс ремня, ч.;  i – коэффициент, учитывающий разную деформацию изгиба ремня на меньшем и большем шкивах; L – длина ремня, м. При передаточном отношении <img width=«49» height=«23» src=«ref-1_1734678223-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101"><img width=«58» height=«29» src=«ref-1_1734678379-182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">, с увеличением передаточного отношения влияние изгиба на большем шкиве уменьшается, а <img width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734678561-131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">увеличивается, приближаясь к значению zш. Расчет ремней на долговечность требует накопления экспериментальных данных о параметрах кривых усталости, в связи с чем в настоящее время этот расчет пока применяют не для всех типов передач.


2.Цепные передачи
2.1 Общие сведения
Цепные передачи – это передачи зацеплением и гибкой связью, состоящие из ведущей 1 и ведомой 2 звездочек и охватывающей их цепи 3. В состав передачи также часто входят натяжные и смазочные устройства, ограждения. Возможно применение нескольких ведомых звездочек. Цепь состоит из соединенных шарнирно звеньев, за счет чего обеспечивается гибкость цепи. Передачи используют в сельскохозяйственных, подъемно-транспортных, текстильных и полиграфических машинах, мотоциклах, велосипедах, автомобилях, нефтебуровом оборудовании.
<img width=«450» height=«317» src=«ref-1_1734678692-22964.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">
2.2 Типы цепей
Цепи по назначению разделяют на три группы:

1.                 грузовые – используют для закрепления грузов;

2.                 тяговые – применяют для перемещения грузов в машинах непрерывного транспорта (конвейерах, подъемниках, эскалаторах и др.);

3.                 приводные – используют для передачи движения.

Основные типы цепей: грузовые круглозвенная, пластинчатая шарнирная; тяговая пластинчатая; приводные роликовая однорядная, роликовая двухрядная, роликовая с изогнутыми пластинами, втулочная, зубчатая с внутренними направляющими пластинами, зубчатая с боковыми направляющими пластинами, фасоннозвенная крючковая, фасоннозвенная втулочно-штыревая. Грузовые и тяговые цепи подробно рассматривают в курсе подъемно- транспортных машин, в данном курсе основное внимание уделяется приводным цепям.

Основной геометрической характеристикой цепи является шаг P – расстояние между осями соседних шарниров. Большинство стандартных цепей имеют шаг, кратный 1 дюйму (25,4 мм).
<img width=«377» height=«377» src=«ref-1_1734701656-20486.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">
Наиболее широко применяют роликовые цепи, которые образуются из последовательно чередующихся внутренних и наружных звеньев. Внутренние звенья состоят из внутренних пластин 1 и запрессованных в их отверстия гладких втулок 2, на которых свободно вращаются ролики 3. Наружные звенья состоят из наружных пластин 4 и запрессованных в их отверстия валиков 5. Концы валиков после сборки расклепывают. Благодаря натягу в соединениях наружных пластин с валиками и внутренних пластин со втулками и зазору между валиком и втулкой образуется шарнирное соединение. Для повышения сопротивления усталости значения натягов принимают значительно бόльшими, чем предусмотрено стандартными посадками. Пластическое деформирование пластин в зоне отверстий, неизбежное при столь больших натягах, существенно повышает сопротивление усталости пластин (в 1,6…1,7 раза). Многорядные цепи с числом рядов от двух до восьмисобирают из деталей с такими же размерами, что и однорядные, кроме валиков имеющих соответственно большую длину. Нагрузочная способность цепей почти прямо пропорциональна числу рядов, что позволяет в передачах с многорядными цепями уменьшить шаг, радиальные габариты звездочек и динамические нагрузки.

При больших динамических, в частности ударных нагрузках, частых реверсах применяют роликовые цепи с изогнутыми пластинами В связи с тем, что пластины работают на изгиб, они обладают повышенной податливостью.
<img width=«271» height=«337» src=«ref-1_1734722142-13481.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">

При работе цепных передач в условиях, вызывающих возрастание трения в шарнирах (запыленные и химически активные среды) используют открытошарнирные пластинчатые цепи. Будучи открытым, шарнир такой цепи самоочищается от попадающих в него абразивных частиц. Наружные звенья такой цепи не отличаются от аналогичных звеньев роликовой цепи. Внутренние звенья образуются из пластин 2, имеющих отверстия в форме восьмерки, и фасонных валиков 3, заменяющих втулку. Валик 4 свободно проходит через отверстие в пластине 2 и взаимодействует с фасонным валиком 3. Замена тонкостенных втулки и ролика не только удешевляет цепь, но и резко повышает сопротивление усталости деталей цепи. Благодаря этому открытошарнирные цепи оказались значительно долговечнее роликовых при работе в тяжелонагруженных передачах.

Зубчатые цепик настоящему времени вытеснены более дешевыми и технологичными прецизионными роликовыми цепями, которые не уступают зубчатым по кинематической точности и шумовым характеристикам. Зубчатые цепи используют преимущественно для замены разрушившихся цепей в старом оборудовании. Из-за ограниченности применения зубчатые цепи не рассматриваются.

Соединение концов роликовых, втулочных и открытошарнирных цепей в замкнутый контур осуществляют с помощью соединительных и переходных звеньев. Соединительное звено, используемое при четном числе звеньев цепи, отличается от обычного наружного тем, что одна из его пластин надевается на концы валиков свободно и фиксируется на валиках замками и шплинтами. В случае необходимости использования цепи с нечетным числом звеньев применяют изогнутые переходные звенья, которые являются слабым местом цепи.

В обозначении приводных цепей указывают число рядов цепи (если оно больше одного), тип цепи, ее шаг и разрушающую силу. Пример обозначения в соответствии с ГОСТ 13568-75 — 2ПР-25,4-114000 – двухрядная приводная роликовая цепь с шагом <img width=«37» height=«23» src=«ref-1_1734735623-603.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">25,4 мм и разрушающей силой <img width=«49» height=«35» src=«ref-1_1734736226-173.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">114000 Н.
2.3 Достоинства и недостатки
Достоинства

Недостатки

Возможность применения в значительном диапазоне межосевых расстояний;

Неизбежность износа шарниров цепи из-за отсутствия условий для жидкостного трения;

Меньшие, чем у ременных передач, габариты;

Непостоянство скорости движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек;

Отсутствие проскальзывания;

Необходимость более точной установки валов, чем для клиноременной передачи;

Относительно малые силы, действующие на валы;

Необходимость смазывания и регулировки.

Возможность передачи движения нескольким звездочкам;

Высокий КПД;

Возможность легкой замены цепи.
2.4 Область применения
Цепная передача применяются в сельзкохозяйственных машинах, велосипедах, мотоциклах, автомобилях, строительно-дорожных машинах, в нефтяном оборудовании и т.д. Преимущественное распространение имеют открытые Цепная передача, работающие без смазки, или с периодической ручной смазкой, с однорядными втулочно-роликовыми цепями, непосредственно встроенные в машины. Диапозон применения цепных передач намного больше, чем ременных (у цепных передач намного выше диапозон межосевых расстояний, менее жесткие требования к габаритам).
2.5 Кинематика
В ведущей ветви цепи в процессе стационарной работы передачи действует постоянная сила <img border=«0» width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734736399-137.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">, состоящая из окружной силы <img border=«0» width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734736536-135.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">и силы натяжения ведомой ветви <img border=«0» width=«26» height=«29» src=«ref-1_1734736671-578.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">.
<img border=«0» width=«118» height=«29» src=«ref-1_1734737249-275.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">.
Сила натяжения ведомой ветви
<img border=«0» width=«124» height=«35» src=«ref-1_1734737524-297.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">,
где <img border=«0» width=«26» height=«29» src=«ref-1_1734737821-571.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">- натяжение цепи от силы тяжести; <img border=«0» width=«26» height=«35» src=«ref-1_1734738392-615.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">- натяжение от центробежных сил.

Натяжение цепи от действия центробежных сил определяют по аналогии с ременными передачами
<img border=«0» width=«115» height=«55» src=«ref-1_1734739007-312.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">,
где <img border=«0» width=«14» height=«17» src=«ref-1_1734739319-435.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">- скорость движения цепи, м/с.

Натяжение от силы тяжести при горизонтальном (и близком к нему) положении линии, соединяющей оси звездочек, определяется как для гибкой нерастяжимой нити
<img border=«0» width=«115» height=«58» src=«ref-1_1734739754-363.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">,
где <img border=«0» width=«26» height=«29» src=«ref-1_1734740117-536.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">- погонная масса цепи, кг/м; <img border=«0» width=«17» height=«23» src=«ref-1_1734740653-509.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">- ускорение свободного падения, <img border=«0» width=«55» height=«29» src=«ref-1_1734741162-190.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">; <img border=«0» width=«17» height=«17» src=«ref-1_1734741352-460.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">- межосевое расстояние, м; <img border=«0» width=«20» height=«29» src=«ref-1_1734741812-121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">- стрела провисания цепи, мм.

При вертикальном (и близком к нему) положении линии центров звездочек
<img border=«0» width=«132» height=«29» src=«ref-1_1734741933-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">.
Если ветви ремней параллельны, сила на валы<img border=«0» width=«121» height=«29» src=«ref-1_1734742239-282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">. В общем случае, если ветви цепи не параллельны, силу на вал определяют, как и для ременной передачи, из треугольника ОАВ (рис. 14.9). Расчетная сила, действующая на валы передачи
<img border=«0» width=«95» height=«29» src=«ref-1_1734742521-225.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">,
где <img border=«0» width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734742746-124.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">- коэффициент, учитывающий вес цепи, для горизонтальной передачи принимают <img border=«0» width=«75» height=«29» src=«ref-1_1734742870-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">, для вертикальной <img border=«0» width=«75» height=«29» src=«ref-1_1734743082-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">.

При работе цепной передачи движение цепи определяется движением шарнира звена, вошедшего последним в зацепление с ведущей звездочкой. Скорость шарнира <img border=«0» width=«26» height=«29» src=«ref-1_1734743301-536.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">(м/с) при постоянной угловой скорости ведущей звездочки <img border=«0» width=«26» height=«29» src=«ref-1_1734743837-139.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">, 1/с


<img border=«0» width=«516» height=«285» src=«ref-1_1734743976-16390.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">
<img border=«0» width=«144» height=«29» src=«ref-1_1734760366-1311.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">,
где <img border=«0» width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734761677-138.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">- делительный диаметр малой (ведущей) звездочки, мм.

В произвольном угловом положении звездочки, когда ведущий шарнир повернут относительно перпендикуляра к ведущей ветви цепи под углом <img border=«0» width=«20» height=«17» src=«ref-1_1734761815-452.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135">, скорость цепи
<img border=«0» width=«127» height=«29» src=«ref-1_1734762267-295.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136">.
Так как угол <img border=«0» width=«20» height=«17» src=«ref-1_1734761815-452.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">изменяется в пределах от 0 до <img border=«0» width=«118» height=«29» src=«ref-1_1734763014-308.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">, то скорость цепи изменяется от <img border=«0» width=«26» height=«29» src=«ref-1_1734763322-536.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">до <img border=«0» width=«130» height=«29» src=«ref-1_1734763858-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">.

Поперечная скорость цепи
<img border=«0» width=«135» height=«29» src=«ref-1_1734764218-317.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">.
Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки


<img border=«0» width=«196» height=«63» src=«ref-1_1734764535-532.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">,
где <img border=«0» width=«26» height=«29» src=«ref-1_1734765067-569.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">- делительный диаметр большой (ведомой) звездочки, мм; <img border=«0» width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734765636-138.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">- угол поворота шарнира на ведомой звездочке (по отношению к перпендикуляру на ведущую ветвь цепи), угол <img border=«0» width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734765636-138.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">изменяется в пределах от 0 до <img border=«0» width=«49» height=«29» src=«ref-1_1734765912-181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">.

Мгновенное передаточное отношение:
<img border=«0» width=«164» height=«55» src=«ref-1_1734766093-2530.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">
Из зависимости следует:

1.                  передаточное отношение не постоянно;

2.                  равномерность движения тем выше, чем больше числа зубьев звездочек, так как тогда <img border=«0» width=«55» height=«17» src=«ref-1_1734768623-752.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">и <img border=«0» width=«55» height=«29» src=«ref-1_1734769375-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">ближе к единице, основное влияние оказывает увеличение числа зубьев малой звездочки.

Непостоянство скорости цепи вызывает динамические нагрузки и удары, не позволяет использовать цепные передачи в приводах с высокими требованиями по кинематической точности вращения валов.
2.6 Геометрия
Мощности, для передачи которых применяют цепные передачи, изменяются от долей до сотен киловатт, обычно до 100 кВт; межосевые расстояния достигают 8 м.

Частоты вращения звездочек и скорость цепиограничиваются величиной силы удара в зацеплении, износом шарниров и шумом передачи. Скорость цепи обычно до 15 м/с, но в передачах высокого качества при эффективном смазывании достигает 35 м/с.

Средняя скорость цепи, м/c,
<img border=«0» width=«124» height=«58» src=«ref-1_1734769585-426.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">,
где <img border=«0» width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734770011-123.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">– число зубьев малой звездочки; <img border=«0» width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734770134-130.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">– частота ее вращения, мин-1;

P– шаг цепи, мм.

Передаточное отношениеопределяют из условия равенства средней скорости цепи на звездочках :
<img border=«0» width=«204» height=«37» src=«ref-1_1734770264-406.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">
Отсюда передаточное отношение
<img border=«0» width=«118» height=«63» src=«ref-1_1734770670-358.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154"> 
Здесь <img border=«0» width=«23» height=«29» src=«ref-1_1734771028-126.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">- число зубьев большой (ведомой) звездочки; <img border=«0» width=«26» height=«49» src=«ref-1_1734771154-147.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">- частота ее вращения, мин-1.

Передаточное отношение ограничивается габаритами передачи, диаметром большой звездочки, малостью угла охвата цепью малой звездочки. Обычно u не превышает 7.

Числа зубьев звездочек. Минимальные числа зубьев звездочек ограничиваются износом шарниров, динамическими нагрузками и шумом передачи. Чем меньше число зубьев звездочки, тем больше износ, так как угол поворота звена при набегании цепи на звездочку и сбегании с нее равен <img border=«0» width=«84» height=«37» src=«ref-1_1734771301-1053.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">.

Минимальное число зубьев малой звездочки для силовых передач общего назначения выбирают по эмпирической зависимости
<img border=«0» width=«144» height=«29» src=«ref-1_1734772354-312.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">
При низких частотах вращения <img border=«0» width=«46» height=«29» src=«ref-1_1734772666-170.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">может быть уменьшено до 13. Для высокоскоростных передач с <img border=«0» width=«63» height=«23» src=«ref-1_1734772836-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">м/с принимают <img border=«0» width=«98» height=«49» src=«ref-1_1734773029-282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">.

Число зубьев большой (ведомой) звездочки:
<img border=«0» width=«95» height=«29» src=«ref-1_1734773311-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">
По мере износа шаг цепи увеличивается и ее шарниры поднимаются по профилю зуба звездочки на больший диаметр, что может привести в конечном счете к выходу цепи из зацепления со звездочкой. При этом предельно допустимое увеличение шага цепи тем меньше, чем больше число зубьев звездочки. Поэтому максимальное число зубьев большой звездочки:
<img border=«0» width=«112» height=«29» src=«ref-1_1734773538-280.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">
Предпочтительно принимать нечетное число зубьев звездочек (особенно малой), что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует равномерному износу шарниров цепи и зубьев звездочек. По этой же причине желательно выбирать число зубьев малой звездочки из ряда простых чисел.

<img border=«0» width=«441» height=«484» src=«ref-1_1734773818-4302.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">    продолжение
--PAGE_BREAK--