Цепная передача достоинства и недостатки
Цепные передачи, назначение, достоинства, недостатки, классификация
Цепная передача – механизм для передачи вращательного движения между параллельными валами с помощью жестко закрепленных на них зубчатых колес – звездочек и охватывающей их многозвенной гибкой связи с жесткими звеньями, называемой цепью.
Простейшая цепная передача (рис. 3) состоит из двух, закрепленных каждая на своем валу, звездочек (1 и 2), меньшая из которых чаще всего бывает ведущей, и охватывающей их цепи 3, составленной из множества жестких звеньев, имеющих возможность поворачиваться друг относительно друга.
Цепные передачи нашли широкое применение в машинах общепромышленного назначения.
Цепные передачи находят широчайшее применение в различных подъемных (например, в многоковшовых элеваторах) и транспортирующих устройствах. Применение цепных передач в этих случаях упрощает конструкцию узлов машин, повышает их надежность и производительность. В этих устройствах применяются цепи самых разных конструктивных типов.
Цепные передачи используют как для редуцирования (снижения скорости в процессе передачи) вращательного движения, так и для его мультиплицирования (повышения скорости).
Достоинства цепных передач: 1. Возможность передачи движения на достаточно большие расстояния (до 8 м). 2. Возможность передачи движения одной цепью нескольким валам. 3. Отсутствие проскальзывания, а следовательно, и стабильность передаточного отношения при уменьшенной поперечной нагрузке на валы и на их опоры. 4. Относительно высокий КПД (0,96…0,98 при достаточной смазке).
Недостатки цепных передач: 1. Повышенная шумность и виброактивность при работе вследствие пульсации скорости цепи и возникающих при этом динамических нагрузок. 2. Интенсивный износ шарниров цепи вследствие ударного взаимодействия со впадиной звездочки, трения скольжения в самом шарнире и трудности смазки. 3. Вытягивание цепи (увеличение шага между шарнирами звеньев) вследствие износа шарниров и удлинения пластин. 4. Сравнительно высокая стоимость.
Классификация:
Цепи по назначению могут быть разделены на:
1. тяговые цепи, предназначенные для перемещения грузов по горизонтальной или наклонной поверхности;
2. грузовые цепи, предназначенные для подъема грузов;
3. приводные цепи, предназначенные для передачи движения, чаще всего вращательного, в цепных передачах.
Наибольшее распространение в качестве приводных получили роликовые, втулочные и зубчатые цепи. Эти три разновидности цепей стандартизованы.
8. Зубчатые передачи, схемы, назначение, достоинства, недостатки, классификация.
Зубчатая передача -трехзвенный механизм, включающий два подвижных звена, взаимодействующих между собой через высшую зубчатую кинематическую пару и образующих с третьим неподвижным звеном низшие (вращательные или поступательные) кинематические пары
Рис. 1. Виды зубчатых передач
Меньшее зубчатое колесо, участвующее в зацеплении обычно называют шестерней, большее – зубчатым колесом, звено зубчатой передачи, совершающее прямолинейное движение, называют зубчатой рейкой (рис. 1, к).
Рис. 2. Схема зубчатой передачи и ее параметры
Назначение зубчатой передачи — передача движения (чаще всего вращательного) с преобразованием параметров, а иногда и его вида (реечная передача).Зубчатые передачи вращательного движения наиболее распространены в технике (рис. 5). Они характеризуются передаваемыми мощностями от микроватт (механизм кварцевых наручных часов) до десятков тысяч киловатт (крупные шаровые мельницы, дробилки, обжиговые печи) при окружных скоростях до 150 м/с.
Достоинства зубчатых передач:
1. Высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей.
2. Большой ресурс.
3. Малые габариты.
5. Относительно малые нагрузки на валы и подшипники.
6. Постоянство передаточного числа.
7. Простота обслуживания.
Недостатки зубчатых передач:
1. Сложность изготовления и ремонта (необходимо высокоточное специализированное оборудование).
2. Относительно высокий уровень шума, особенно на больших скоростях.
3. Нерациональное использование зубьев – в работе передачи одновременно участвуют обычно не более двух зубьев каждого из зацепляющихся колёс.
Классификация зубчатых передач:
1. По величине передаточного числа:
1.1. с передаточным числом u >1 – редуцирующие (редукторы — большинство зубчатых передач);
1.2. с передаточным числом u 15 м/с).
9. По конструктивному исполнению:
9.1. открытые (бескорпусные);
9.2. закрытые (корпусные).
Наиболее широкое применение находят редуцирующие зубчатые передачи вращательного движения, в том числе и в многоцелевых гусеничных и колесных машинах (коробки передач, бортовые редукторы, приводы различных устройств). Поэтому дальнейшее изложение, если это не упоминается особо, касается только передач вращательного движения.
Цепные передачи – описание, виды, плюсы и минусы
Широкое применение цепных передач в самых различных машинах и механизмах обусловлено набором предоставляемых ими характеристик. Главными достоинствами подобного способа передачи энергии выступает универсальность, простота и экономичность.
Под цепной передачей понимается передача вращательного движения, которая осуществляется между расположенными параллельно друг к другу валами при помощи бесконечной цепи, соединяющей размещенные на них звездочки. Как ременная, цепная передача относится к передачам с гибкой связью. Однако, она способна изгибаться исключительно в одной плоскости, поэтому может быть эффективно использована только для расположенных параллельно валов.
Особенности цепной передачи и ее отличия от ременной
Первое серьезное отличие двух самых широко распространенных видов передач – цепной и ременной – было указано выше. Оно заключается в возможности изгиба цепи только в одной плоскости и, как следствие, использование исключительно для валов, расположенных параллельно друг другу.
Другим немаловажным отличием выступает отсутствие в цепной передаче ключевого значения такого важного параметра, как угол обхвата цепью звездочки. В отличие от ременной передачи он не играет настолько серьезной роли в обеспечиваемых при передаче энергии характеристиках.
В качестве существенного фактора, являющегося плюсом цепной передачи, можно назвать отсутствие необходимости предварительно натягивать цепь, так как действие механизма обеспечивается зацеплением звеньев цепи с зубьями звездочек.
Важной особенностью цепной передачи выступает возможность эффективного использования практически для любых межосевых расстояний – как для малых, так и для больших. Она дополняется способностью передачи мощности от одного вала сразу нескольким. Кроме того, цепная передача может быть как понижающей, так и повышающей, что также является характерной отличительной чертой этого способа передачи энергии.
Классификация цепных передач
При классификации цепных передач применяется несколько признаков. Например, по функциональному назначению и способу использования в машиностроении и других отраслях промышленности различают три вида цепей:
грузовые. Основной целью использования этого типа выступает подвеска и перемещение различных грузов. В подобной ситуации механизм, как правило, является частью какого-либо грузоподъемного оборудования или устройства, а скорость перемещения, главным образом, по вертикали составляет не более 0,5 м/с;
тяговые. В этом случае цепь также используется для перемещения грузов, но с более высокой скоростью, достигающей 2-4 м/с. Это объясняется тем, что движение осуществляется в значительной степени по горизонтали с применением таких механизмов, как элеваторы, транспортеры, эскалаторы и т.д.;
приводные. Наиболее распространенный вариант цепей, обычно используемый с малым шагом, что позволяет снизить нагрузки и увеличить срок службы изделия. Целью его использования выступает передача энергии в крайне обширном интервале скоростей, причем показатель передаточного отношения является величиной постоянной.
Именно последний вид цепей применяется в цепных передачах. Более того, слово приводные при их описании часто опускается, а в большей части технической и справочной литературы понятия «приводная цепь» и «цепь в цепной передаче» в значительной степени тождественны.
Другими классифицирующим параметрами цепных передач выступают:
тип цепи – роликовые, зубчатые или втулочные;
число рядов – одно- и многорядные;
количество ведомых валов/звездочек – двух- и многозвенные;
расположение звездочек – горизонтальные, вертикальные или наклонные;
вариант регулировки степени провисания цепи – с натяжной звездочкой или специальным натяжным устройством;
конструкция – открытые и закрытые;
влияние на частоту вращения валов – повышающие и понижающие.
Достоинства цепной передачи
Большая часть преимуществ цепной передачи обычно рассматривается по сравнению с ременной. Это вполне логично, так именно эти два способа передачи вращательной энергии используются наиболее широко. Некоторые достоинства цепной передачи наглядно проявляются по отношению к зубчатой, которая также применяется на практике достаточно часто.
Основными плюсами использования цепной передачи выступают такие:
высокий уровень прочностных характеристик, который допускает намного более серьезные нагрузки. В результате при компактных размерах обеспечивается большая эффективность;
возможность использования в одном механизме сразу нескольких ведомых звездочек;
возможность передачи энергии на крайне серьезные расстояния, доходящие до 8 м;
относительно небольшой (по сравнению с ременной передачей – меньше в 2 раза) уровень радиальной нагрузки на валы;
высокая эффективность. КПД цепной передачи находится на уровне 90%-98%;
серьезная мощность передаваемой энергии, параметры которой достигают нескольких тысяч кВт;
впечатляющие показатели скорости движения цепи и значения передаточного числа, составляющие, соответственно, до 35 м/с и 10;
отсутствие такого негативного фактора, характерного для ременной передачи, как скольжение;
простая и удобная замена цепи, которая дополняется отсутствием необходимости серьезного начального натяжения.
Недостатки цепной передачи
Количество очевидных минусов рассматриваемого способа передачи энергии существенно меньше числа достоинств, перечисленных выше. Тем не менее, недостатки присутствуют и к их числу относятся:
достаточно высокая цена изготовления механизма и главной его расходной части – самой цепи;
отсутствие возможности применять передачу при реверсировании без ее полной остановки;
использование цепной передачи предусматривает практически обязательное применение картеров;
далеко не всегда конструкция механизма позволяет обеспечить удобную подачу смазки к шарнирам и звеньям цепи;
при небольшом количестве зубьев наблюдается непостоянство скорости движения цепи, что становится причиной колебания такого важного параметра как передаточное отношение;
высокий уровень шума, сопровождающего эксплуатацию устройства;
серьезные требования к правильному расположению валов;
необходимость в постоянном контроле над работой механизма и его обслуживании, отсутствие которых могут привести к быстрому износу.
Сравнение недостатков и достоинств показывает, что при грамотном использовании цепная передача позволяет добиться высокого КПД при разумном уровне затрат. Главное при этом – грамотно воспользоваться очевидными преимуществами этого механизма, минимизировав его минусы.
Достоинства и недостатки цепных передач
1) возможность применения при значительном (до 5 м) межосевом расстоянии;
2) меньшие, чем у ременных передач габариты;
3) отсутствие скольжения и высокий КПД;
4) малые силы, действующие на валы, так как нет необходимости в большом предварительном натяжении цепи;
5) возможность простой и легкой замены цепи;
6) возможность передачи движения нескольким звездочкам.
Недостатки цепных передач:
1) значительный шум из-за удара звена цепи при входе в зацепление, особенно при малом числе зубьев звездочек и большом шаге;
2) они требуют более высокой точности установки валов, чем клиноременные передачи и более сложного ухода и регулирования;
3) передачи требуют установки в картерах;
4) сравнительно быстрое изнашивание шарниров цепи вследствие затруднительного подвода смазочного материала;
5) удлинение цепи из-за износа шарниров, что требует применения натяжных устройств;
6) скорость движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек, не постоянна.
Детали цепных передач
Цепи
Цепь является основным элементом, определяющим ее надежность и долговечность. Цепь состоят из шарнирно соединенных звеньев. Параметры цепей регламентированы стандартами. Характеристикой прочности цепи служит разрушающее усилие, величина которого устанавливается опытным путем на заводе-изготовителе.
Основными геометрическими характеристиками цепи является шаг «t» и ширина «b». По этим размерам и подбирают цепи.
Грузовые цепи (Рис. 11.2, а, б) работают при малых скоростях (до 0,25 м/с) и больших нагрузках, их выполняют круглозвенными или простыми пластинчатыми и применяют для подвески, подъема и опускания груза в грузоподъемных устройствах.
Тяговые цепи (Рис. 11.2, в) – работают при средних скоростях (до 2…4 м/с). Состоят из пластин простой формы и осей со втулками или без них. Эти цепи имеют большие шаги, т. к. Общая длина цепи значительна и их зубья взаимодействуют со звездочками, габариты которых нежестко ограничены. Применяются для перемещения грузов в транспортирующих устройствах.
Приводные цепи (Рис. 11.2, г–л) – работают при значительных скоростях. Они выполняются с малым шагом для уменьшения динамических нагрузок и с износоустойчивыми шарнирами для обеспечения необходимой долговечности цепи.
Рис. 11.2. Основные типы цепей
В настоящем разделе курса рассматриваются только приводные цепи.
Различают приводные роликовые (Рис. 11.3) и втулочные цепи (ГОСТ 13568-75).
Приводная роликовая (ПР) цепь состоит из последовательно чередующихся внутренних (1) и внешних (2) пластин (3 звеньев), шарнирно соединенных между собой. Каждый шарнир состоит из валика (3) диаметром «d», впрессованного во внешние пластины и втулки (4), впрессованной в отверстие внутренних пластин (Рис. 11.3). Ролик (5) свободно вращается на втулке и предназначен для уменьшения износа звеньев звездочки. Концы цепи соединяются с помощью разборного дополнительного звена.
Рис. 11.3. Конструкция роликовой цепи
Приводная втулочная (ПВ) цепь отличается от роликовой тем, что не имеет роликов (5). Вес цепи меньше, но износ зубьев звездочки больше за счет скольжения между втулками и зубьями.
Длина цепи кратна числу соединительных пластин. При их чётном числе для соединения цепи в кольцо применяются нормальные соединительные звенья (Рис. 11.4, а), а при нечётном специальные переходные звенья (Рис. 11.4, б).
Рис. 11.4. Соединительные звенья роликовой цепи:
нормальные (а), переходные (специальные) (б)
Для уменьшения размеров передачи при реализации больших усилий обычно применяют многорядные цепи с малым шагом. Их собирают из тех же элементов, за исключением валиков, длина которых равна общей ширине цепи. Чаще всего применяют 2-х (2ПР) и 3-х (3ПР) – рядные цепи.
Если передача работает в условиях ударной нагрузки, то применяют цепи с изогнутыми пластинами (ПРИ), благодаря чему в цепи возникают деформации изгиба и повышается податливость цепи (Рис. 11.2, е). Деформирование пластин способствует гашению ударов.
Для пластин используется сталь 50 и 40Х, для втулок и валиков – сталь 20, 20Г, 20Х и др. при твердости HRC 47…55.
Рис. 11.5. Приводная зубчатая цепь
Зубчатая цепь (Рис. 11.2, з, и, Рис. 11.5)состоит из набора пластин, каждая из которых имеет по два зуба и впадину между ними для зуба звездочки. Цепи обеспечивают плавную и бесшумную работу. Для предотвращения смещения зубчатой цепи во время работы вдоль оси звездочки устанавливают направляющие пластины.
Крючковые цепи (Рис. 11.2, к) составляется из одних звеньев специальной формы без дополнительных деталей. Соединение звеньев производится при боковом перемещении их с наклоном звеньев друг к другу под углом 60°.
Втулочно-штырьевые цепи (Рис. 11.2, л)собираются из чугунных звеньев с помощью стальных штырей, фиксируемых шплинтами. Эти цепи широко применяются в сельскохозяйственном машиностроении.
Зубчатые ремни изготавливают из резины, армированной стальными тросиками (0,3…0,8) мм. Основные размеры выбираются по нормали ОН6-07-5-63 в зависимости от модуля
m = 2, 3, 4, 5, 7, 10 мм.
Дата добавления: 2015-01-26 ; просмотров: 1767 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Рассмотрим достоинства, недостатки и применение ременных передач
Простота конструкции и малая стоимость. Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 м). Плавность и бесшумность работы. Смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня.
Большие габаритные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей. Малая долговечность ремня в быстроходных передачах. Большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня. Непостоянное передаточное число из-за неизбежного упругого проскальзывания ремня. Необходимость в постоянном надзоре во время работы из-за возможного соскакивания и обрыва ремня. Неприменимость во взрывоопасных местах вследствие электризации ремня.
Применение. Ременные передачи применяют в большинстве случаев как замедлительные, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние А должно быть достаточно большим, а передаточное число I не строго постоянным.
Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 квт и в редких случаях достигает 1000квт. Скорость ремня v=5-30 м/сек, а в сверхскоростных передачах может доходить до 100 м/сек. В сочетании с другими передачами ременную передачу применяют на быстроходных ступенях привода.
Цепные передачи. Достоинства и недостатки.
Общие сведения
Цепная передача относится к передачам зацепления с гибкой связью. Состоит из ведущей и ведомой звёздочек, огибаемых цепью. Параметрам ведущей звёздочки приписывается индекс 1, а ведомой – индекс 2. В отличии от ременной, цепная передача работает без проскальзывания.
Достоинства
По сравнению с зубчатыми передачами цепные передачи могут передавать движения между валами при значительных межосевах расстояниях (до 8 м ).
По сравнению с ременными передачами:
А) более компактны;
Б) могут передавать большие мощности ( до 3000квт );
В) силы, действуют на валы, значительно меньше, так как предварительное натяжение цепи мало;
Г) могут передавать движение одной цепью несколькими звёздочками.
Недостатки
1.Значительный шум вследствие удара звена цепи при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев звёздочек и большом шаге. Этот недостаток ограничивает возможность применения цепных передач при больших скоростях.
2. Сравнительно быстрый износ шарниров цепи вследствие затруднительного подвода смазки.
3. Удлинение цепи из-за износа шарниров, что требует натяжных устройств.
4.Необходимость точного изготовления цепи и высококачественного монтажа передачи.
5. Высокая стоимость.
Применение.
Цепные передачи применяют в станках, транспортных и на других машинах для передачи движения между параллельными валами, расположенными на значительном расстояние, когда передачи непригодны, а ременные ненадёжны.
Наибольшее применение получили цепные передачи мощностью до 120 квт при окружных скоростях до 15 м/сек.
Передачи винт-гайка. Достоинства и недостатки.
Общие сведения.
Передача винт-гайка служит для преобразования вращательного движения в поступательное, при этом гайка и винт могут иметь либо одно из названных движений, либо оба движения вместе.
1. Простота конструкции и изготовление.
2. Компактность при высокой нагрузочной способности.
3. Высокая надежность.
4. Плавность и бесшумность
5. Большой выигрыш в силе.
6. Возможность обеспечения медленных перемещений с большой точностью.
1. Повышенный износ резьбы вследствие большого трения.
Применение.
Передача винт-гайка широко применяется:
¨ Для создания больших усилий (прессы, домкраты, тиски и т. п.)
¨ Для точных перемещений (механизмы подачи станков, измерительные приборы, установочные и регулировочные устройства).
Червячная передача. Достоинства и недостатки.
Червячные передачи применяются для передачи вращательного движения между валами, у которых угол скрещивания осей равен 900.
Ведущим является червяк, т. е. короткий винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой.
Червячная передача – это зубчато-винтовая передача, движение в которой осуществляется по принципу винтовой пары.
Достоинства.
1) Плавность и бесшумность работы.
2) Компактность и небольшая масса конструкции.
3) Возможность большого редуцирования (получение больших передаточных чисел).
4) Возможность получения самотормозящей передачи.
Недостатки.
2) Значительное выделение теплоты в зоне зацепления червяка с колесом.
3) Необходимость использования дефицитных антифрикционных материалов для венцов червячных колес.
4) Повышенный износ и склонность к заеданию.
Применение.
Червячные передачи применяют при небольших и средних мощностях, не превышающих 50 кВт. применяют в станках, подъемно-транспортных машинах, троллейбусах. Во избежании перегрева используют в приводах периодического действия.
Планетарная передача. Достоинства и недостатки.
Планетарной называется передача, имеющая в своём составе зубчатые колёса с перемещающимися геометрическими осями (рис. 8.1). Такие колёса (рис. 8.1, поз. 2) принято называть сателлитами. Колёса, геометрические оси которых совпадают с общей осью передачи (с осью входного и выходного валов), называют центральными. Центральное колесо с зубьями на внешней стороне обода (рис. 8.1, поз. 1), то есть направленными от оси вращения колеса, называют солнечной шестерней, а второе центральное колесо, взаимодействующее с сателлитами внутренними зубьями (рис. 8.1, поз. 3), то есть направленными к оси колеса, называют эпициклическим или просто эпициклом. Звено, несущее на себе подвижные оси сателлитов, называют водилом (рис. 8.1, поз. 4). На кинематических схемах (рис. 8.2) зубчатые колёса обычно обозначают арабскими цифрами, а водило – буквой H или h.
Простейшая планетарная передача обычно включает одно солнечное колесо, один эпицикл и одно водило. Такую планетарную передачу принято называть простым планетарным рядом
Применение планетарных механизмов в коробках передач обеспечивает следующие преимущества:
1. уменьшение габаритов трансмиссии;
2. высокую надежность работы (сохранение работоспособности даже при потере нескольких зубьев на центральных колёсах);
3. высокий КПД при относительно больших передаточных числах;
4. отсутствие поперечной нагрузки на основных валах;
5. возможность изменения передаточного числа без вывода зубчатых колёс из зацепления;
6. возможность отсоединения вала двигателя от трансмиссии при использовании фрикционов коробки передач (коробка передач одновременно выполняет роль главного фрикциона);
7. высокую скорость переключения передач, что способствует повышению среднего темпа движения машины.
недостатки планетарных передач:
1. необходимость повышенной точности изготовления вследствие наличия избыточных связей (наличия «лишних» сателлитов);
2. резкое снижение КПД при больших передаточных числах.
Как правило, планетарные передачи, имеющие в своём составе эпициклические колёса, отличаются более высоким КПД по сравнению с передачами, состоящими только из колёс внешнего зацепления. Именно поэтому в планетарных коробках передач используются простейшие планетарные ряды с эпициклом.
