Общие сведения о цепных передачах

Цепные передачи – механические передачи зацепления, с использованием промежуточного звена – цепи. Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек, на которые надета замкнутая цепь (рис. 5.1). Иногда применяются передачи с несколькими ведомыми звездочками. Кроме звездочек и цепи, цепные передачи могут включать в себя натяжные устройства, смазочные устройства и ограждения.

Рис. 5.1. Схема цепной передачи

Цепные передачи применяют для передачи механической энергии (до 120 кВт) между параллельными валами, расположенными на относительно большом расстоянии друг от друга, когда зубчатые передачи непригодны, а ременные передачи ненадежны. Рекомендуемое передаточное число цепных передач – 1,5…4, в низкоскоростных передачах может достигать 8.

Достоинства цепных передач:

· Невысокая стоимость изготовления, связанная с относительно невысокой точностью изготовления звездочек по сравнению с зубчатыми колесами;

· Высокий КПД (0,92…0,95);

· Отсутствие проскальзывания;

· Меньшие габариты по сравнению с ременными передачами (но большие, по сравнению с зубчатыми).

· Меньшая нагрузка на валы по сравнению с ременными передачами из-за отсутствия предварительного натяжения цепи.

· Возможность применения в большом диапазоне межосевых расстояний, обычно до нескольких метров. Известны передачи с межосевым расстоянием 12 метров;

· Возможность легкой замены цепи.

Недостатки цепных передач:

· Неравномерность («пульсация») движения цепи, вращающего момента и передаточного числа, которая приводит к значительному шуму и динамическим нагрузкам, сильно заметными при высоких скоростях и небольших числах зубьев звездочек;

· Износ шарниров цепи приводит к увеличению шага цепи (вытяжке цепи) и ускоренному износу зубьев звездочек;

· Необходимость натяжных устройств;

· Чувствительность к неточностям монтажа звездочек;

· Необходимость смазки.

Область применения цепных передач:

· Машины непрерывного транспорта (транспортеры, рольганги, элеваторы, эскалаторы);

· Легкий транспорт (велосипеды, мопеды, легкие мотоциклы и самоходные грузовые тележки);

· Сельскохозяйственные машины.

Цепи цепных передач

Цепь состоит из соединенных шарнирами звеньев, которые обеспечивают подвижность или «гибкость» цепи.

В цепных передачах применяются приводные цепи: роликовые, втулочные и зубчатые. Для них характерны (по сравнению с тяговыми цепями) малые шаги (для уменьшения динамических нагрузок) и износоустойчивые шарниры (для повышения долговечности).

Основными геометрическими характеристиками цепей являются шаг цепи t и расстояние между внутренними пластинами , основной силовой характеристикой – разрушающая нагрузка, устанавливаемая опытным путем.

	а	б	в
Рис. 5.2. Роликовые цепи однорядные типа ПР

Роликовые цепи типа ПР (ГОСТ 13568-97) (рис. 5.2) имеют наибольшее применение. Каждое звено (рис. 5.2а) выполнено из двух пластин, напрессованные на валики 3 (наружное звено) или на втулки 2 (внутреннее звено). Втулки надеты на валики и образуют шарниры. Втулки, свою очередь, несут ролики 1, которые входят во впадины между зубьями звездочек. Благодаря роликам трение скольжения между цепью и звездочкой заменяется трением качения, что уменьшает износ зубьев звездочки.

Концы валиков расклепывают, поэтому звенья цепи неразъемны. Концы цепи соединяют соединительными звеньями (рис. 5.2б) с закреплением валиков шплинтами или расклепыванием. В случае необходимости использования цепи с нечетным числом звеньев применяют специальные переходные звенья (рис. 5.2в), которые, однако, слабее, чем основные, поэтому стараются избежать применения переходного звена.

Рис. 5.3. Роликовые цепи двухрядные типа 2ПР

При больших нагрузках и скоростях во избежание применения цепей с большими шагами, неблагоприятных в отношении динамических нагрузок применяют многорядные цепи (рис. 5.3а). ГОСТом предусмотрено применение цепей до 4-х рядов. Обозначение двух-, трех-, четырехрядных цепей – 2ПР, 3ПР и 4ПР соответственно. Их составляют из тех же элементов, что и однорядные, только валики имеют увеличенную длину. Аналогичную конструкцию имеют соединительные (рис. 5.3б) и переходные звенья (рис. 5.3в). Передаваемые мощности и разрушающие нагрузки многорядных цепей почти пропорциональны числу рядов. Желательно избегать использования многорядных цепей из-за относительно большей сложности изготовления звездочек.

Втулочные цепи типа ПВ (ГОСТ 13568-97) по конструкции совпадают с роликовыми (рис. 5.4), но не имеют роликов, что удешевляет цепь и уменьшает габариты и массу при увеличенной площади шарнира, при этом они показывают достаточную долговечность. Цепи типа ПВ изготавливают только с шагом 9,525 мм и могут быть однорядными (ПВ) и двухрядными (2ПВ).

Рис. 5.4. Втулочные цепи типа ПВ	Рис. 5.5. Роликовые цепи с изогнутыми пластинами типа ПРИ

Роликовые цепи с изогнутыми пластинами типа ПРИ (ГОСТ 13568-97) набирают из одинаковых звеньев, подобных переходному звену (рис. 5.5). Так как пластины работают на изгиб и обладают повышенной податливостью, их применяют при динамических нагрузках, при скоростях не более 5 м/сек;

Зубчатые цепи (ГОСТ 13552-81) – это цепи со звеньями из наборов пластин (рис. 5.6а). Каждая пластина имеет по два зуба с впадиной между ними для размещения зуба звездочки. Рабочие (внешние) поверхности зубьев пластин являются опорными при контакте цепи со звездочкой (рис. 5.6б).

Во избежание бокового сползания цепи со звездочки предусматривают направляющие пластины, представляющие собой обычные пластины, но без выемок для зубьев звездочек.

а	б
Рис. 5.6. Зубчатые цепи

Зубчатые цепи менее шумные по сравнению с роликовыми, более надежны, обладают повышенной кинематической точностью и более высокой скоростью. Однако они тяжелее, сложнее в изготовлении и дороже, поэтому имеют ограниченное применение.