Цепные передачи достоинства и недостатки

Виды приводных цепей и особенности применения

Различные виды приводных цепей применяют для передачи механической энергии либо вращающего момента. Такие изделия состоят из звеньев, соединенных гибкими сочленениями – шарнирами.

Из этого текста вы узнаете об основных характеристиках и особенностях приводных цепей, сфере их применения и материалах, используемых в производстве.

Цепные передачи

Цепным видом передачи принято называть такую ее разновидность, когда в ее составе имеются два колеса-звездочки, соединенные между собой с помощью специальной цепи той или иной разновидности. Благодаря соединению цепью, вращательные моменты от ведущих колес передаются ведомым.

При этом сама цепь включает в себя многочисленные подвижные звенья. Они соединяются между собой в виде замкнутой окружности.

Обычно количество зубцов на звездочке и количество звеньевых элементов в цепях определяется взаимно простым числом. Благодаря этому, обеспечивается максимально равномерное изнашивание механизма в целом.

Цепные передачи: достоинства и недостатки

Цепная передача – это разновидность передач с гибкой связью, при которой происходит вращательное движение между удаленными параллельными валами при помощи двух звездочек с зубчиками и охватывающей их цепи, состоящей из нескольких звеньев.

Основным отличием данного вида передачи от ременного аналога является возможность установки цепного вида исключительно на параллельные валы.

Цепная передача в автомобилестроении

Цепная передача – это передача механической энергии между параллельными валами, осуществляемая с помощью двух колес — звездочек и охватывающей их цепи. Цепная передача, как и ременная передача, принадлежит к числу передач с гибкой связью. Здесь гибким звеном является цепь, входящая в зацепление с зубьями звездочек. Вот о том, какой бывает цепная передача, мы и поговорим в этой статье.

Для управления клапанами механизма газора­спределения служат распределительные валы. Они открывают и закрывают клапаны через тол­катели или коромысла. На современных двига­телях с верхним расположением клапанов и рас­положением распределительных валов в головке цилиндров привод распределительных валов осу­ществляется при помощи ременной или цепной передачи, в то время как распределительные валы нижнего расположения (в блоке цилиндров) соединяются с ведущей шестерней коленчатого вала посредством зубчатой передачи.

Наиболее важными критериями выбора типа привода являются стоимость, занимаемое пространство, легкость технического обслужи­вания, срок службы и уровень шума. Цепная передача имеет большое преимущество по сравнению с ременными передачами. Оно заключается в том, что цепная передача не требуют технического обслуживания на протяжении всего срока службы двигателя. Зубчатые ремни требуют перио­дической регулировки натяжения или замены.

На современных двигателях привод распредели­тельного вала часто служит также для привода других устройств. Такими устройствами являются масляный насос и топливный насос (см. рис. «Цепной привод механизма газораспределения» ). Поскольку как коленчатый, так и распределительный валы вращаются неравномерно и подвержены кру­тильным колебаниям, привод испытывает крайне сложные динамические напряжения. Кроме того, момент сопротивления топливного насоса высокого давления испытывает очень большие периодические колебания. Это создает дополнительные возмущения, воздействующие на цепную передачу привода механизма газора­спределения.

Преимущества и недостатки цепной передачи

Кроме цепных, существуют еще и ременные передачи. Однако в большинстве случаев прибегают именно к цепным, так как они обладают рядом немаловажных достоинств:

1. Отсутствие проскальзывания, как это при определенных условиях бывает в ременных передачах.
2. Можно обеспечить высокую степень компактности механизма.
3. Средний показатель передаточного отношения находится на постоянном уровне.
4. Благодаря отсутствию такого явления, как предварительное натяжение, отсутствуют второстепенные нагрузки на ключевые узлы механизма.
5. Даже если скорость падает, показатели мощности остаются довольно высокими.
6. Цепные передачи практически не чувствительны к влажностным и температурным перепадам.
7. Можно быстро адаптировать такую передачу практически под любые механизмы, если прибавить или удалить цепное звено.
8. При необходимости можно передать вращательный момент сразу нескольким звездочкам посредством всего одной цепи.
9. Можно организовывать передачу вращательного момента на довольно большие расстояния – до 7 метров.
10. Цепная передача отличается большим коэффициентом полезного действия – порядка 98 процентов.
11. При необходимости вышедшие из строя звенья, саму цепь или звездочки можно быстро заменить.

Однако имеются у цепных передач и определенные недостатки:

1. При длительной интенсивной эксплуатации шарниры в звеньях цепей изнашиваются, что приводит к растяжению пластин и увеличению общей длины цепи.
2. Передачу можно применять без необходимости останавливать движение во время реверсированного хода.
3. Цепь в некоторых видах механизмов достаточно сложно смазывать.
4. Можно наблюдать неравномерность передаточного отношения и, как следствие, неравномерность скорости. Особенно данный эффект заметен в случае, если звездочка не обладает большим числом зубцов.

Все перечисленное следует непременно учитывать, делая выбор между цепными и ременными разновидностями передач.

Описание цепной передачи

Цепной называется передача, состоящая из двух колес-звездочек, соединенных цепью (рис. 13). Вращение ведущей звездочки преобразуется во вращение ведомой благодаря сцеплению цепи с зубьями звездочек. Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (например, цепной вариатор).

Рис. 1 — Устройство цепной передачи

Цепь состоит из подвижных звеньев. В замкнутое кольцо для передачи непрерывного вращательного движения концы цепи соединяются с помощью специального разборного звена.

Как правило, число зубьев на звёздочках и число звеньев цепи стараются делать взаимно простыми, что обеспечивает равномерность износа: каждый зуб звёздочки поочерёдно работает со всеми звеньями цепи.

Особенности зубчатого механизма

Ременная передача предполагает наличие между шкивами на связанных валах промежуточного звена – гибкого ремня. Зубчатый механизм от такого соединения отличается наличием на поверхности сопряженных деталей зубьев зацепления. По профилю и размеру они идентичны.

Головка зуба колеса входит в зацепление с повторяющей ее профиль впадиной на шестерне. При вращении ведущего вала ведомый проворачивается в противоположную сторону. Между ними конструктивно предусмотрен минимально возможный зазор, обеспечивающий скольжение, тепловое расширение и смазку для недопущения заклинивания. При этом ведущая часть парного механизма называется колесом, а ведомая – шестерней.

У ременной передачи плоскость зацепления ремня со шкивом составляет не менее трети длины окружности. В зубчатом механизме между ведущим колесом и ведомой шестерней под нагрузкой в постоянном контакте находится одна пара зубьев. Колеса и шестерни на валах обычно монтируются на шпоночном соединении.

Обслуживание

Своевременное обслуживание любой техники в соответствии с рекомендациями ее производителя обеспечит ее нормальное функционирование, паспортную производительность и выработку планового ресурса.

Обслуживание разбивается на несколько видов

• текущее обслуживание;
• диагностика;
• планово-предупредительный ремонт;
• внеплановый ремонт;
• аварийный ремонт.

При условии проведения текущего обслуживания и планово-предупредительных ремонтов в соответствии с графиками удается значительно снизить риски выхода оборудования из строя.

Диагностика проводится с заданной периодичностью и призвана выявить негативные изменения в работе оборудования на ранней стадии и минимизировать потери времени и средств на внеплановые ремонты.

Как классифицируются цепные передачи

Существуют следующие виды механизмов с зацеплением, которые применяются в различных отраслях:

Грузовые. Служат для подъема грузов при скорости не свыше 0,5 м/с.

Тяговые. Так называемые «транспортеры» применяются для перемещения грузов при скорости не свыше 4 м/с. По сравнению с грузовым типом имеют больший шаг цепи.

Приводные. Долговечный тип цепи с износоустойчивыми шарнирами используется при передаче энергии при различных скоростях.

Также цепные передачи классифицируют по дополнительным признакам:

Тип. Различают роликовый, втулочный, зубчатый. Роликовые устройства обладают повышенной податливостью благодаря изогнутым пластинам.

Кол-во звездочек. Существуют двухзвенные и многозвенные виды.

Положение звездочек. Они бывают наклонены горизонтально или вертикально.

Метод регулировки цепи. Применяют натяжное устройство или специальные звездочки.

По используемой конструкции представленные цепные передачи могут быть двух видов: закрытыми и открытыми.

Зубчатые

Изделия, относящиеся к этой категории, состоят из пластин двух разновидностей:

1. Основные. Сопрягаются с зубцами «звездочки» за счет плоских поверхностей.
2. Направляющие. Центрируют цепь относительно «звездочек», в которых предусмотрена канавка, расположенная в середине венца.

По сравнению с роликовыми, зубчатые позволяют достичь повышенных рабочих скоростей. Также они отличаются плавностью хода, надежностью. Это достигается за счет многопластинчатой конструкции. При этом вес их больше, они сложнее в производстве, дороже.

Разные типы зубчатой цепи различают по конструктивным особенностям шарнира. Чаще всего применяется шарнир качения, он отличается отсутствием валика, вкладыши состоят из двух сегментов. При движении пластин они перекатываются, такой механизм обеспечивает повышение КПД, сроков эксплуатации изделия.

Реже встречаются конструкции с шарниром скольжения. Вкладыши в них закреплены на пластинах по ширине цепи, взаимодействуют с валиком напрямую. Они позволяют осуществить поворот пластин до 30 градусов в обе стороны.

Какими характеристиками обладают цепные передачи

Среди важнейших характеристик практически любых цепных передач следует назвать:

1. Показатель шага цепи – данный параметр влияет на плавность и точность хода. При уменьшении данного параметра увеличиваются показатели точности и плавности хода.
2. Количество зубьев на ведущих и ведомых звездочках.
3. Радиусы вписанной и описанной окружностей звездочек.
4. Соотношение радиусов ведущей и ведомой звездочек. Соответственно, чем больше диаметр ведущей звездочки по отношению к ведомой, тем легче будет передавать движение.
5. Расстояние между центрами окружностей звездочек – от этого будет зависеть, например, длина цепи.

Все эти моменты также необходимо принимать во внимание.

Применение

Все виды зубчатых передач широко используются в различных отраслях промышленного производства. Годовое производство различных колесных пар исчисляется миллионами. Сфера их применения настолько обширна, что редкий прибор, механизм или агрегат, использующий в работе вращательное движение, не имеет в своем составе того или иного вида зубчатого подвижного соединения.

Цилиндрическая зубчатая передача используется для преобразования вращательного движения с понижающим или повышающим коэффициентом. Примеры: двигатели внутреннего сгорания, коробки перемены передач в подвижном составе, станкостроении, буровом, металлургическом, горнодобывающем производстве и всех видах промышленности.

Коническая зубчатая передача используется в меньшей степени из-за сложности в процессе изготовления колесных пар. Применяется в сложных и комбинированных механизмах, где присутствует вращательное движение с переменными углами и изменением нагрузок. В специальных редукторах обычно используются конические зубчатые передачи. Примеры: ведущие мосты автомобилей, сельхозтехники, локомотивов, колесные пары конвейеров, приводы различного промышленного оборудования.

Характеристики

Цепные передачи универсальны, просты и экономичны. По сравнению с зубчатыми передачами они менее чувствительны к неточностям расположения валов, ударным нагрузкам, допускают практически неограниченные межцентровые расстояния, обеспечивают более простую компоновку, большую подвижность валов друг относительно друга. Цепная передача может быть сделана почти бесшумной в работе, при гораздо большей технологической простоте по сравнению с бесшумными косозубыми шестернями.

Цилиндрические передачи

Механизмы такого вида выполняют с внутренним или с внешним зацеплением. Если зубья расположены под углом к продольной оси, шестерню называют косозубой. По мере увеличения угла наклона зубцов прочность пары повышается. Зацепление косозубого вида также отличается лучшей износостойкостью, плавностью хода и низким уровнем шума и вибраций.

Недостатком этого типа является возникновение паразитной силы, действующей вдоль оси колеса. Это создает лишнюю нагрузку на опорные подшипники.

Назначение цепного механизма

Благодаря возможности передачи значительных мощностей (около 5000 кВт) при значительной скорости (около 30 м/с) механизмы применяют:

На средних расстояниях между осями с применением паразитных шестерней (а также промежуточных ступеней), если они не направлены на получение необходимого показателя отношения между крутящими моментами валов.

При трудновыполнимых требованиях к размерам.

Если при работе не должно быть проскальзывания, которое препятствует использованию открытой передачи с одним или несколькими ремнями (клиноременной).

Представленный механизм применяют в сфере транспорта при производстве мотоциклов, велосипедов и грузовой техники. Широкое распространение устройства получили в сельхозмашинах, а также в машиностроении химической и нефтяной отрасли.

Втулочные

Цепи этой разновидности конструктивно схожи с роликовыми. Главное отличие – отсутствие ролика и расширенная площадь шарнира. Увеличение площади достигается за счет использования втулок повышенного диаметра, валиков. При этом основной размер изделия остается неизменным.

Существует два типа конструкции:

1. Однорядные.
2. Двухрядные

Цепи такой конструкции используются в условиях повышенной загрязненности, хорошо переносят воздействие пыли и других агрессивных факторов окружающей среды. Они отличаются простой конструкцией, невысокой стоимостью и меньшей в сравнении с другими видами приводных цепей массой.

Главный недостаток – низкая скорость работы, что ограничивает сферы применения таких цепей.

Из чего состоит цепная передача

Цепные передачи – достаточно простые в конструктивном плане механизмы. Тем не менее, не будет лишним знать, из каких элементов они состоят.

Звездочка. Обычно в цепных передачах конструктивно предусмотрены лишь две звездочки (хотя есть варианты). Одна из них выступает в роли ведущей, а вторая – в качестве ведомой. Стабильность и эффективность функционирования цепных видов передач в немалой степени будет зависеть именно от их качества и точности производства: соблюдению размеров (вплоть до миллиметра), используемого при изготовлении материала.

Стоит отметить, что размеры и формы звездочек будут определяться количественными характеристиками цепей (а не наоборот, как думают некоторые), числом передаточного отношения, количеством зубьев на наименьшей ведущей звездочке в механизме. Параметрические и иные характеристики звездочек определяются ГОСТом 13576 — 81. Характеристики звездочек для цепей роликовых и втулочных разновидностей определяются ГОСТом 591 — 69.

Звездочки должны быть изготовлены из достаточно крепких и износостойких материалов, которые смогут длительное время эксплуатироваться под существенными механическими нагрузками, в том числе, и ударного характера. Согласно ГОСТу, в качестве такого материала может выступать сталь марок 40, 45, 40Х и иных видов со степенью закалки HRC 50 – 60. Звездочки, не предназначенные для высокоскоростных механизмов, могут быть изготовлены из модифицированных видов чугуна марок СЧ 15, СЧ 20.

Сегодня можно встретить звездочки с наконечниками зубцов, изготовленными из различных видов пластика. Такие изделия отличаются пониженной степенью износа и бесшумностью работы.

Другой составляющей цепных передач является, разумеется, цепь. Цепи производятся на промышленных производственных линиях. Их параметры строго регламентируются соответствующими стандартами. Сегодня промышленность может предложить такие разновидности цепей, как:

1. Грузовые – предназначаются для поднятия и опускания грузов и для их подвешивания. Используются такие цепи, как правило, на разного рода грузоподъемниках.
2. Тяговые – они служат для передвижения грузов и используются в транспортирующих устройствах.
3. Приводные – служат для передачи механической энергии от одной звездочки к другой. Ярким примером использования такой передачи может служить самый обычный велосипед и иные виды транспортных средств.

Основные элементы стандартной цепи приведены на рисунке ниже.

Достоинства цепных передач

В сравнении с ремёнными передачами они характеризуются следующими достоинствами:

• отсутствие проскальзывания;
• компактность (занимают значительно меньше места по ширине);
• 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.
• 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);
• возможность легкой замены цепи.

Достоинства и недостатки ременных передач

• передача вращения на большие дистанции (до 20 метров);
• низкий уровень шума и вибраций;
• демпфирование динамических нагрузок упругим материалом ремня;
• простое устройство и эксплуатация, смазка ремня не требуется).

• большие размеры (при равной мощности шестерня в 5-6 раз меньше шкива);
• переменное передаточное число из-за проскальзывания;
• малая долговечность по сравнению с зубчатыми колесами.

Чтобы обеспечить тяговую способность, ремень приходится подвергать большому предварительному натяжению. Это ускоряет износ подшипников и валов шкивов.

Натяжители и успокоители цепей

Применение постоянно действующих натяжи­телей и успокоителей (см. рис. «Цепной привод механизма газораспределения» ), точно со­гласованных с конкретным двигателем, позволяет оптимизировать цепную передачу таким обра­зом, что срок ее службы будет соответствовать сроку службы двигателя.

Натяжитель цепи

Натяжитель цепи (гидравлический) выполняет в приводе механизма газораспределения ряд задач. С одной стороны, цепь при любых условиях работы должна иметь надлежащее натяжение ведомой ветви при определенной нагрузке, даже в случае удлинения вследствие износа, возникающего в процессе эксплуа­тации. Снижение вибрации до приемлемого уровня осуществляется фрикционным или вязкостным демпфирующим элементом.

В приводах масляных насосов, работающих в условиях низких нагрузок, как правило, при­меняются механические натяжители цепи без дополнительного гидравлического демпфи­рования. В особых случаях эти механические натяжители цепи могут отсутствовать.

Успокоитель цепи

Иногда в качестве натяжных и направля­ющих элементов используются простые успо­коители. Они изготавливаются из пластмассы или металла (алюминия или листовой стали). По форме успокоители цепи бывают плоскими или изогнутыми, в зависимости от трассы цепи. В последнее время применяются недо­рогие, литые под давлением, пластмассовые успокоители двухкомпонентной конструкции (основа и фрикционная накладка).

В случае натяжных успо­коителей фрикционный слой не содержащего стекловолокна полиамида напыляется или на­клепывается на основу из термостойкого по­лиамида с содержанием стекловолокна от 30 до 50%. Для направления цепи используются однокомпонентные пластмассовые направ­ляющие скольжения.

Особенности материалов для производства

Для обеспечения надежности конструкции и повышения износостойкости различные детали приводных цепей производят из таких материалов:

• Пластины. Используются легированные стали либо среднеуглеродистые. Для придания дополнительной прочности сталь подвергают закалке до твердости 30—45 HRC.
• Ролики, валики, вкладыши. Для их изготовления обычно используют цементированную сталь. Для повышения твердости детали подвергают термообработке для достижения показателя твердости 45—65 HRC.

Для цепей, работающих в специфических либо особо сложных условиях, могут применяться материалы с дополнительным повышением тех или иных параметров в зависимости от сферы использования. Часто используют различные антикоррозионные покрытия и другие варианты повышения эксплуатационных свойств изделия.

Классификация механических передач

Машиностроителями принято несколько классификаций в зависимости от классифицирующего фактора.

По принципу действия различают следующие виды механических передач:

• зацеплением;
• трением качения;
• гибкими звеньями.

По направлению изменения числа оборотов выделяют редукторы (снижение) и мультипликаторы (повышение). Каждый из них соответственно изменяет и крутящий момент (в обратную сторону).

По числу потребителей передаваемой энергии вращения вид может быть:

• однопотоковый;
• многопотоковый.

По числу этапов преобразования – одноступенчатые и многоступенчатые.

По признаку преобразования видов движения выделяют такие типы механических передач, как

• Вращательно-поступательные. Червячные, реечные и винтовые.
• Вращательно-качательные. Рычажные пары.
• Поступательно-вращательные. Кривошипно-шатунные широко применяются в двигателях внутреннего сгорания и паровых машинах.

Для обеспечения движения по сложным заданным траекториям используют системы рычагов, кулачков и клапанов.

Области использования цепной передачи

Примечательно, что данный вид передачи известен человечеству довольно давно. По крайней мере, в теории. Изучение работ известного изобретателя и художника Леонардо да Винчи показало, что он задумывался над различными вариантами использования цепных передач во всевозможных механизмах. На рисунках можно увидеть прообразы современных велосипедов и многих других известных сегодня механизмов. Правда, доподлинно не известно, смог ли великий Леонардо воплотить на практике свои идеи. Промышленность того времени не позволяла изготавливать механизмы с необходимой степенью точности.

Впервые же на практике удалось использовать данный вид передач лишь в 1832 году. Стоит отметить, что на внешний облик современного велосипеда, а также на его технико-эксплуатационные характеристики в немалой степени повлияло именно то, что в 1876 году изобретателю Лоусону пришло в голову использовать именно цепную передачу. До того момента колеса в движение приводились либо напрямую через педали, либо ездок должен был отталкиваться ногами от земли.

Данная разновидность передач во всевозможных модификациях сегодня используются крайне обширно в различных сферах машинного строения. Транспорт, производственное станковое оборудование, сельскохозяйственные агрегаты – перечислить все без исключения механизмы, в которых находят свое использование разновидности цепной передачи, не представляется возможным.

К ней прибегают и тогда, когда межосевые расстояния достаточно велики. В этих случаях применение передачи ременного типа нецелесообразно, а зубчатые применить невозможно из-за значительного усложнения конструкции и увеличения массы механизма. Не стоит забывать и про силу трения, которая увеличивается прямо пропорционально количеству зубчатых колес в механизме. В случае с цепными передачами, как уже отмечалось, есть сила трения качения, которая в разы меньше силы трения скольжения.

Можно также встретить данный вид передач в технике, которая использует цепь в качестве непосредственного рабочего элемента, а не в роли приводного. К таковым, например, относятся снегоуборочные агрегаты, элеваторные и скребковые механизмы, а также им аналогичные.

Как правило, прибегают к цепным передачам открытого типа, которые при необходимости смазываются вручную. В таких конструкциях либо вовсе не осуществляется влаго-пылевой защиты, либо она присутствует на минимальном уровне, как в случае с велосипедом.

Обычно те или иные виды цепных передач используются, если необходимо осуществить передачу мощностей до 120 киловатт при наружных скоростях не более 15 метров в секунду.

Основные показатели для выбора механических передач

Выбор типа передачи — сложная конструкторская задача. Нужно подобрать вид и спроектировать механизм, наиболее полно удовлетворяющий техническим требованиям, сформулированным для данного узла.

При выборе конструктор сопоставляет следующие основные факторы:

• опыт предшествующих аналогичных конструкций;
• мощность и момент на валу ;
• число оборотов на входе и на выходе;
• требуемый К.П.Д.;
• массогабаритные характеристики;
• доступность регулировок;
• плановый эксплуатационный ресурс;
• себестоимость производства;
• стоимость обслуживания.

При высоких передаваемых мощностях обычно выбирают многопоточный зубчатый вид. При необходимости регулировки числа оборотов в широком диапазоне разумно будет выбрать клиноременной вариатор. Конечное решение остается за конструктором.

Немного о звездочках

Эффективность и продолжительность работы всего цепного механизма будет в немалой степени зависеть от того, как были изготовлены звездочки в механизме. Это касается как соблюдения всех точных размеров, так и материалов изготовления.

Количество зубцов – одна из важнейших характеристик любой звездочки.

Натяжная звездочка используется там, где нужно предотвратить эффект провисания цепи. Обычно ее устанавливают на ведомых частях механизмов.

Главные параметрические характеристики звездочек описаны в соответствующих пунктах ГОСТа 13576-81.

Цепные виды передач – это действительно высокоэффективный и притом экономичный вид механизмов. Их используют во многих областях транспорта и машинного строения.

Область применения цепных передач

Цепные передачи находят широкое применение во многих областях машиностроения, конструкциях сельскохозяйственных и дорожных машин, станкостроении и т. д.
Их применяют в станках, мотоциклах, велосипедах, автомобилях, промышленных роботах, буровом оборудовании, подъемно-транспортных, строительно-дорожных, сельскохозяйственных, полиграфических и других машинах, в нефтяном оборудовании для передачи движения между параллельными валами на значительные расстояния, когда применение зубчатых передач нецелесообразно, а ременных невозможно. Цепные передачи применяют при сравнительно больших межосевых расстояниях, когда зубчатые передачи невозможно использовать вследствие их громоздкости, а ременные передачи в связи с требованиями компактности или постоянства передаточного отношения. Преимущественное распространение имеют открытые цепные передачи, работающие без смазки, или с периодической ручной смазкой, с однорядными втулочно-роликовыми цепями, непосредственно встроенные в машины.

Цепные передачи наибольшее применение получили для передачи мощностей до 120 кВт при окружных скоростях до 15 м/сек.

ДОМОСТРОЙСантехника и строительство

Большинство современных рабочих машин требует регулирования скорости рабочих органов в зависимости от условий осуществления технологического процесса. Для этого машины снабжают ступенчатыми коробками передач с большим числом зубчатых пар, например, в коробке передач автомобилей их 4 — 6 пар, станков 5 — 16 лишь в механизме главного движения. Применение в машинах вариаторов (бесступенчатых передач)значительно упрощает конструкцию, позволяет установить оптимальный скоростной режим и регулировать скорость на ходу. Все это существенно повышает производительность машины, качество продукции и, кроме того, вызывает уменьшение шума и вибрации.

Простейший вариатор, называемый
лобовым (рис.10), состоит из ролика 1 и диска 2. Изменение скорости ведомого вала происходит за счет осевого перемещения ролика. Лобовой вариатор допускает реверсивные вращения ведомого вала при одностороннем вращении ведущего. Ведущим звеном в лобовой передаче может быть либо ролик, либо работающий торцом диск. Ролик можно смещать вдоль оси. Это позволяет плавно регулировать величину и направление угловой скорости выходного звена.
Рис.10. Лобовой вариатор

Передаточное число лобового вариатора

Основной кинематической характеристикой вариатора является диапазон регулированияугловой скорости (передаточного числа) ведомого вала при постоянной угловой скорости ведущего вала:

На рис. 11 показана схема вариатора с коническими катками 1и 3 и промежуточным цилиндрическим катком 2, зажатым между коническими катками с помощью пружины 4.

При вращении маховика 5 винт 6, перемещающийся в подшипниках 7, передвигает промежуточный каток 2, свободно вращающийся на оси винта. При постоянной угловой скорости ведущего катка 1 значение угловой скорости ведомого катка 3 изменяется. Если промежуточный каток 2 перемещается влево, то угловая скорость ведомого катка 1 увеличивается.

Рис.11. Вариатор с коническими катками

Контрольные вопросы

1.Мощность механической передачи определяется по формуле …

2.КПД механической передачи определяется по формуле …

3.Механическая передача является повышающей и называется мультипликатором при …

4.Механическая передача является понижающей и называется редуктором при …

5.Коэффициент полезного действия (КПД) механического привода определяется по формуле …

Звездочки

Работа цепной передачи во многом зависит от качества звездочек: точности их изготовления, каче­ства поверхности зубьев, материала и термообработки.

Конструктивные размеры и форма звездочек зависят от параметров вы­бранной цепи и передаточного отношения, определяющего число зубьев меньшей ведущей звездочки. Параметры и качественные характеристики звездочек установлены ГОСТ 13576-81. Звездочки приводных роликовых и втулочных выполняют по ГОСТ 591-69, звездочки для пластинчатых цепей по ГОСТ 592-81, звездочки для зубчатых цепей по ГОСТ 13576-81.

Рабочий профиль зуба звездочки для роликовых и втулочных цепей очерчен дугой, соответствующей окружности. Для зубчатых цепей рабочие профили зубьев звездочек прямолинейны. В поперечном сечении профиль звездочки зависит от числа рядов цепи.

Материал звездочек должен быть износостойким, способным сопротив­ляться ударным нагрузкам. Звездочки изготовляют из сталей 40, 45, 40Х и других с закалкой до твердости HRC 40…50 или цементируемой стали 15, 20, 20Х и других с закалкой до твердости HRC 50.. .60. Для звездочек тихоходных передач применяют серый или модифицированный чугун СЧ 15, СЧ 20 и др.

В последнее время применяют звездочки с зубчатым венцом из пластмасс. Для таких звездочек характерны пониженный изно­с цепи и малый шум при работе передачи.