Основные геометрические и кинематические соотношения, КПД передачи. Геометрические параметры передачи (см

Геометрические параметры передачи (см. рис.15).

1. Межосевое расстояние

, (1)

где t — шаг цепи.

Шаг цепиявляется основным параметром цепной передачи и принимается по ГОСТу. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи, но сильнее удар звена о зуб в период набегания на звездочку, меньше плавность, бесшумность и долговечность передачи.

При больших скоростях выбирают цепи с малым шагом. В быстроходных передачах при больших мощностях рекомендуются также цепи малого шага: зубчатые большой ширины или роликовые многорядные. Максимальное значение шага цепи ограничивается угловой скоростью малой звездочки.

Минимальное межосевое расстояние (мм) выбирают из условия минимально допустимого зазора между звездочками:

, (2)

где , — диаметры вершин зубьев ведущей и ведомой звездочек.

Максимальное межосевое расстояние = 80Л

Рис.15. Схема цепной передачи

При известной длине цепи межосевое расстояние

, (3)

где L_p — длина цепи в шагах (или число звеньев цепи); z₁, z₂ — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.

2. Число звеньев цепи определяют по приближенной формуле

. (4)

Значение L_p округляют до целого числа, которое желательно брать четным, чтобы не применять специальных соединительных звеньев.

Передача работает лучше при небольшом провисании холостой ветви цепи. Поэтому расчетное межосевое расстояние рекомендуют уменьшить примерно на (0,002 – 0,004) а.

3. Допускаемая величина стрелы провисания

. (5)

4. Делительный диаметр звездочки

. (6)

5. Диаметр вершин зубьев: для втулочных и роликовых цепей

; (7)

для зубчатых цепей

.

Среднее передаточное число определяют из равенства средних ско­ростей цепи . Для цепной передачи скорость цепи

, (8)

где — шаг цепи, мм; z₁ и z₂ — числа зубьев ведущей и ведомой звездочек; и — средние угловые скорости ведущей и ведомой звездочек, рад/с.

Со скоростью цепи и частотой вращения звездочки связаны износ, шум и динамические нагрузки привода. Наибольшее распространение получили тихоходные и среднескоростные передачи с v до 15 м/с и n до 500 мин^-1. В быстроходных двигателях цепную передачу, как правило, устанавливают после редуктора.

Из формулы (8) имеем передаточное отношение

(9)

Распространенные значения u до 6.При больших значениях u становится нецелесообразным выполнять одноступенчатую передачу из-за больших ее габаритов.

Передаточное число цепной передачи меняется в пределах поворота звездочки на один зуб, что заметно при малом числе z. Непостоянство не превышает 1...2%, но вызывает неравномерность хода передачи и поперечные колебания цепи. Среднее передаточное число за оборот постоянно. Для одноступенчатых цепных передач рекомендуется и ≤ 7 (в отдельных случаях принимают u ≤ 10).

В цепной передаче

,

т. e. .

КПД передачи зависит от следующих потерь: на трение в шарни­рах (и между пластинами смежных звеньев), на трение в подшипниках и потери на взбалтывание (разбрызгивание) масла.

Для повышения КПД цепной передачи желательно улучшить условия смазывания шарниров и подшипников. Это снизит потери и повысит кпд. Средние значения КПД при передаче полной расчетной.мощности достаточно точно изготовленных и хорошо смазывае­мых передач составляют 0,96...0,98.

Силы в ветвях цепи

Упрощенная схема передачи сил в цепной передаче аналогична, силовой схеме в ременной передаче.

Окружная сила

, (10)

где Т — вращающий момент на звездочке; d — делительный диаметр звез­дочки (см. рис. 12 и 13).

Силы натяжения:

- ведущей ветви цепи работающей передачи (рис. 16)

; (11)

- ведомой ветви цепи

; (12)

- от провисания цепи

, (13)

где — коэффициент провисания, зависящий от расположения привода и величины стрелы провисания цепиf

При f = (0,01 ÷0,002)a для горизонтальных передач K_f=6; для наклон­ных (≈ 40°) — K_f= 3; для вертикальных K_f=1

q — масса 1 м цепи, кг (см. табл.1);

а — межосевое расстояние, м; g= 9,81 м/с²;

- от центробежных сил;

. (14)

Рис. 16. Силы натяжения в цепной передаче

Нагрузка на валы и опоры. Вал и опора воспринимают силы натя­жения от провисания цепи и от окружной силы. Приближенно

, (15)

где F_s — нагрузка на вал;

К_B — коэффициент нагрузки на вал (табл.2).

Нагрузка на валы и опоры в цепной передаче значительно меньше, чем в ременной передаче.

Таблица 2. Значение коэффициента нагрузки на вал К_в

Наклон линии центров звездочек к горизонту, град	Характер нагрузки	Кв
0 ÷ 40	Спокойная Ударная	1,15 1,30
40 ÷ 90	Спокойная Ударная	1,05 1,15