Передаваемые мощности
Цепные передачи используют для передачи мощностей до 3,5 МВт. В общем машиностроении передаваемые мощности обычно не превышают 100 кВт.
Передаточное отношение
Передаточное отношение определяется по формуле:
.
Обычно передаточное отношение 
. В тихоходных передачах, если позволяет место, 
. Передаточное отношение ограничивается следующими факторами:
· габаритами передачи;
· углами обхвата;
· числами зубьев звездочек 
и 
.
Числа зубьев звездочек
Минимальные числа зубьев звездочек ограничиваются:
· износом шарниров;
· динамическими нагрузками;
· шумом.
С уменьшением числа зубьев звездочек:
· увеличивается износ;
· возрастает неравномерность скорости движения цепи;
· возрастает скорость удара цепи о зубья звездочек.
Минимальное число зубьев меньшей звездочки приводных роликовых цепей определяется по зависимости:
.
При высоких частотах вращения 
, при средних 
, при низких 
. В передачах с зубчатыми цепями 
больше на 20…30 %.
Максимальное число зубьев большей звездочки (
) ограничивается тем, что с повышением числа зубьев увеличивается вероятность нарушения зацепления даже при малом износе цепи. При этом предельно допустимое увеличение шага цепи (
) тем меньше, чем больше число зубьев звездочек. Поэтому при использовании роликовых цепей 
, при использовании зубчатых цепей 
.
При большом числе зубьев звездочек цепь изнашивается медленнее. При малом числе зубьев звездочек износ цепи происходит быстрее, но даже при большом износе нарушения зацепления не происходит. Цепь в данном случае может работать до полной потери своей прочности, т.е. до разрыва. Предпочтительно выбирать нечетное число зубьев звездочек (особенно малой), что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует равномерному износу передачи.
Для передач с роликовой цепью рекомендуемые значения чисел зубьев малой звездочки приведены в табл. 16.3.
Бóльшие значения 
, приведенные в табл. 16.3, принимаются для быстроходных передач (v > 10 м/c). При v > 25 м/c рекомендуется принимать 
.
Шаг цепи
Ориентировочное значение шага приводной роликовой однорядной цепи, мм, может быть определено по формуле
Таблица 16.3 Число зубьев малой звездочки
|
u |
z1 |
u |
z1 |
|
1, 2 |
30 27 |
4, 5 |
23 21 |
|
2, 3 |
27 25 |
5, 6 |
21 17 |
|
3, 4 |
25 23 |
> 6 |
17 15 |
,
где 
– для цепей типа ПР; 
– крутящий момент на ведущей звездочке, Н·м.
Шаг цепи можно также определить по формуле:
,
где 
– коэффициент эксплуатации (см. подразд. 16.5); с – коэффициент пропорциональности; 
для однорядных цепей (кроме цепей, не входящих в закономерный размерный ряд: ПР-8-460; ПР-12,7-900-1; ПР-12,7-400-2); mp – коэффициент рядности цепи, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по рядам (табл. 16.4); 
– допускаемое давление в шарнире типовой передачи, МПа.
Таблица 16.4 Коэффициент рядности цепи
|
zp |
mp |
|
1 |
1 |
|
2 |
1,7 |
|
3 |
2,5 |
Коэффициент пропорциональности определяется по формуле:
,
где A – площадь опорной поверхности шарнира.
Площадь опорной поверхности шарнира определяется по табл. 16.5 или приближенно по следующей формуле:
,
где d2 –диаметр валика, мм; b1 – ширина внутреннего звена цепи, мм (см. рис. 16.1 и табл. 16.1).
Допускаемое давление в шарнире типовой передачи определяется по табл.16.6 в зависимости от частоты вращения и предполагаемого шага цепи.
Таблица 16.5 Площадь опорной поверхности шарнира однорядной цепи
|
Обозначение цепи |
Площадь опорной поверхности шарнира однорядной цепи, мм2 |
Обозначение цепи |
Площадь опорной поверхности шарнира однорядной цепи, мм2 |
|
ПР-9,525-9,1 |
28 |
ПР-19,05-31,8 |
105 |
|
ПР-12,7-10-1 |
13 |
ПР-25,4-60 |
179 |
|
ПР-12,7-9 |
22 |
ПР-31,75-89 |
262 |
|
ПР-12,7-18,2-1 |
39 |
ПР-38,1-127 |
394 |
|
ПР-12,7-18,2 |
50 |
ПР-44,45-172,4 |
472 |
|
ПР-15,875-23-1 |
51 |
ПР-50,8-227 |
645 |
|
ПР-15,875-23 |
67 |
ПР-63,5-354 |
1089 |
|
Примечание – Площадь опорной поверхности шарнира многорядной цепи равна произведению площади опорной поверхности шарнира однорядной цепи на число рядов в цепи |
|||
Предварительное значение шага цепи можно также определить по частоте вращения ведущей звездочки [17] (табл. 16,7):
· набольшей рекомендуемой (
) при 
;
· предельной (
) при 
(необходимы также повышенная точность изготовления звездочек и монтажа передачи, обильное смазывание и применение цепей повышенной точности и прочности).
Таблица 16.6 Допускаемое давление в шарнирах роликовых цепей [p]0(при КЭ = 1; z1 =15…30), Мпа
|
Шаг цепи t, мм |
Частота вращения меньшей звездочки n1, об/мин |
|||||||
|
50 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1600 |
|
|
12,7…15,875 |
35 |
31,5 |
28,5 |
26 |
24 |
22,5 |
21 |
18,5 |
|
19,05…25,4 |
35 |
30 |
26 |
23,5 |
21 |
19 |
17,5 |
15 |
|
31,75…38,1 |
35 |
29 |
24 |
21 |
18,5 |
16,5 |
15 |
– |
|
44,45…50,8 |
35 |
26 |
21 |
17,5 |
15 |
– |
– |
– |
Таблица 16.7 Набольшие рекомендуемые (
) и предельные () частоты вращения малой звездочки передач с роликовыми и втулочными цепями
|
Шаг цепи, мм |
Частота вращения, об/мин |
Шаг цепи, мм |
Частота вращения, об/мин |
||
|
|
|
|
|
||
|
9,520 |
2500 |
5000 |
38,10 |
500 |
900 |
|
12,700 |
1250 |
3100 |
44,45 |
400 |
600 |
|
15,875 |
1000 |
2300 |
50,80 |
300 |
450 |
|
19,050 |
900 |
1800 |
63,50 |
200 |
300 |
|
25,400 |
800 |
1200 |
78,10 |
150 |
210 |
|
31,750 |
630 |
1000 |
|||
Шаг цепи принят за основной геометрический параметр цепной передачи. Цепи с большим шагом имеют бóльшую несущую способность, но допускают значительно меньшие частоты вращения, работают с бóльшими динамическими нагрузками и шумом (см. подразд. 16.6). Следует выбирать цепь с минимально допустимым для данной нагрузки шагом. Шаг зубчатых цепей при конструировании передачи можно
уменьшить, увеличив ширину цепи, а для роликовых цепей – применив многорядные цепи.
Для ограничения вредного влияния ударов разработаны рекомендации по выбору шага цепи в зависимости от быстроходности передачи.
Скорость цепи и частоты вращения звездочек
Частоты вращения и скорость ограничиваются:
· значением силы удара между зубом звездочки и шарниром цепи;
· износом;
· шумом.
Скорость движения цепей обычно не превышает 15 м/с. В передачах с цепями и звездочками высокого качества и при эффективных способах смазывания скорость цепи может достигать до 35 м/с.
Средняя скорость цепи определяется по формуле:
.
Частоты вращения ведущей звездочки зависят от шага цепи: чем больше шаг, тем меньше частоты вращения (см. табл. 16.6).
Межосевое расстояние и длина цепи
Минимальное межосевое расстояние ограничивается минимально допустимым зазором между звездочками:
,
где 
– диаметры вершин звездочек [26].
Максимальное межосевое расстояние равно: 
.
Оптимальное межосевое расстояние определяется из условия долговечности цепи:
,
где 30 выбирается при 
; а 50 выбирается при 
.
Длина цепи (
), выраженная в шагах или числом звеньев:
.
Значение округляют до целого желательно четного числа, чтобы не применять специальных соединительных звеньев.
При выбранном шаге цепи и принятом значении проверяют частоту ударов звеньев цепи о зубья звездочек (U):
,
где U – частота ударов звеньев цепи о зубья звездочек, с-1; [U] – допускаемая частота ударов (табл. 16.8).
Таблица 16.8 Допускаемая частота ударов для втулочной и роликовой цепей
|
Шаг цепи t, мм |
Допустимая частота ударов, с-1 |
Шаг цепи t, мм |
Допустимая частота ударов, с-1 |
|
8…12,7 |
60 |
31,75 |
25 |
|
15,875 |
50 |
38,1 |
20 |
|
19,05 |
35 |
44,45 |
15 |
|
25,4 |
30 |
50,8 |
12 |
При выбранном значении 
уточняется межосевое расстояние:
.
Передача лучше работает при небольшом провисании холостой ветви цепи. Для этого межосевое расстояние уменьшают на 
.
Длина цепи увеличивается по мере износа шарниров, поэтому в конструкции передачи должны быть предусмотрены специальные устройства для регулирования провисания цепи. Обычно регулирование обеспечивается перемещением опоры одного из валов или применением натяжных звездочек [26]. Натяжные звездочки следует по возможности устанавливать на ведомой ветви цепи. Число зубьев такой звездочки обычно принимают равным числу зубьев малой звездочки (
).