Размеры приводной роликовой цепи и ее конструкция

ГОСТ 591-69. ГОСТ в актуальной редакции. Звездочки к приводным роликовым и втулочным цепям.

Конструкция и элементы приводной роликовой цепи

Отличительной особенностью конструкции роликовой цепи, что и выделяет ее в отдельный вид приводных цепей, является наличие роликов, которые снижают трение цепи о звездочку. Это позволило увеличить КПД этого вида приводных цепей.

Конструкция роликовой цепи

В основе конструкции приводной роликовой цепи лежит базовая цепь, состоящая из двух видов последовательно чередующихся звеньев: внутреннего и внешнего. Размеры звеньев по длине подобраны для обеспечения равномерного шага приводной цепи. Соединение осуществляется соединительным или переходным звеном.

Основными элементами роликовой цепи являются пластины (внутренняя и внешняя для внутреннего и внешнего звена соответственно), валик или штифт, соединяющий звенья, втулка и ролик, обеспечивающие скольжение цепи.

Благодаря своей конструкции роликовая цепь имеет большую износостойкость при высоких нагрузках, а также устойчивее к загрязнению. Недостатком конструкции является больший вес за счет дополнительного элемента – ролика.

Условное обозначение приводных цепей.

[I]-[II]-[III]-[IIII]

[I] – Тип цепи
[II] – Шаг цепи в мм.
[III] – Разрушающая нагрузка кН, не менее
[IIII] – Исполнение цепи

Пример обозначения приводной цепи:
ЦЕПЬ приводная ПР-15,875-2270-1
Тип цепи – ПР – цепь роликовая однорядная
Шаг цепи в мм. – 15,875 мм.
Разрушающая нагрузка кН – не менее 2270 кН
Исполнение цепи – 1

Условное обозначение приводных цепей

Размеры венца звездочек

При конструировании звездочки цепных передач учитывают, что она должна выполнять ряд основных функций:

  • передавать момент вращения с ведущего вала на ведомый;
  • захватывать и высвобождать звенья цепи без рывков и ударов;
  • удерживать механизм в плоскости вращения.

Для этого ее форма и размеры должны строго соответствовать результатам расчета.

Согласно рекомендациям ГОСТ 591-69, регламентирующего звездочки к приводным роликовым и втулочным цепям при проектировании исходят из следующих начальных параметров:

  • шаг цепи t;
  • количество зубцов z;
  • диаметр окружности зацепления d1;

Основные размеры, определяющие геометрическую форму изделия, это:

  • диаметр делительной окружности D дел;
  • диаметр окружности выступов D выст;
  • радиус впадин r;

Звездочка для цепной передачи

Расчет параметров звездочки цепной передачи по заданному шагу цепи осуществляется в следующей последовательности:

  1. Оси шарниров звеньев во время зацепления с зубцами цепного привода располагаются на делительной окружности, расчет диаметра проводят по формуле: Расчет звездочки цепной передачи по шагу цепи
  2. Расчет окружности выступов: Расчет звездочки цепной передачи по шагу цепи
  3. Расчет радиуса впадин (в мм) r = 0,5025 * d1 + 0,05.
  4. Расчет диаметра окружности впадин D впад = D дел — 2 * r.

Скачать ГОСТ 591-69

При построении чертежа звездочки для цепной передачи D выст рассчитывают с точностью до 0,1 миллиметра, другие параметры-с точностью до 0,01 мм.

Расчет в Excel профиля звездочки.

Расчет звездочки цепной передачи выполняется по формулам Таблицы 1 и Таблицы 2 ГОСТ 591-69. Расчет некоторых дублирующих размеров я не стал выполнять, а оставшиеся, необходимые для прорисовки профиля параметры, расположил в таблице в порядке выполнения построений.

Программа в MS Excel:

Исходных данных — всего два, по ним автоматически определяются все расчетные параметры. Пользователь вводит число зубьев звездочки и выбирает из выпадающего списка цепь по ГОСТ 13568-97, все остальное происходит автоматически!

Проектировочный расчет в Excel роликовой цепной передачи, определяющий исходные данные для рассматриваемой программы, в подробном изложении найдете здесь.

Расчет звездочки цепной передачи в Excel

Формулы:

Формулы в программе, как было замечено выше, расположены не в логической последовательности выполнения вычислений, а в порядке потребности в значениях размеров для выполнения геометрических построений.

9. λ=t/d1

10. K=f(λ)

при λ≤1,5  K=0,480

при 1,5<λ≤1,6  K=0,532

при 1,6<λ≤1,7  K=0,555

при 1,7<λ≤1,8  K=0,575

при λ>1,8  K=0,565

Последнее значение K явно выбивается из логической цепи чисел, но соответствует ГОСТ 591-69. Ошибка в ГОСТе? Скорее всего — да. (Никто не удосужился за почти 50 лет ее исправить…) Однако, ошибка не критическая. Во многих источниках K=0,5 вне зависимости от значения λ.

11. γ=180/z

12. De=t*(K+1/tg (γ))

13. dд=t/sin(γ)

14. Di=dд-2*r

15. e/2=0,015*t

В точных кинематических реверсивных передачах следует назначить e=0.

16. r=0,5025*d1+0,05

17. α=55-60/z

18. r1=0,8*d1+r

19. β=18-56/z

20. FG=d1*(1,24*sin(φ) — 0,8*sin(β))

21. φ=17-64/z

22. r2=d1*(1,24*cos (φ)+0,8*cos (β) -1,3025) -0,05

23. bn=f (b1)

при n=1  bn=0,93*b1-0,15

при n=2 и n=3  bn=0,90*b1-0,15

при n=4  bn=0,86*b1-0,3

24. Bn=(n-1)*A+bn

25. Dc=t*1/tg (γ) -1,3*h

26. r3=1,7*d1

27. h3=0,8*d1

28r4=f (t)

при t≤35  r4=1,6

при t>35  r4=2,5

Алгоритм построения профиля зуба:

Фронтальный профиль зубьев звездочки

1. Из центра звездочки проводим вертикальную осевую линию через центр будущей впадины и наклоненную на угол γ осевую линию, которая пройдет через центр зуба.

2. Из того же центра строим три окружности – выступов, с диаметром De; делительную, с диаметром dд; и впадин, с диаметром Di.

3. Чертим осевую линию параллельную вертикальной осевой, отступив от нее на расстояние, равное половине смещения — e/2.

4. Из центра O — пересечения делительного диаметра и смещенной осевой линии — строим дугу с радиусом r и углом α.

5. На продолжении отрезка EO находим точку O1 (EO1=r1) и проводим дугу радиусом r1 на угол β.

6. Из точки F откладываем отрезок FG под углом φ  к наклонной осевой, проходящей через центр зуба.

7. На перпендикуляре к отрезку FG, проведенном из точки G, находим центр O2 (GO2=r2) и чертим из точки G дугу радиусом r2 до пересечения с диаметром окружности выступов.

Фронтальный профиль зуба построен. Осталось сделать зеркальную копию профиля вправо от вертикальной оси и размножить по всей окружности.

Построение поперечного профиля зубьев звездочки, думаю, не требует каких-либо дополнительных пояснений. Единственное, на что хотелось бы обратить внимание, это — выполнение диаметра обода Dc. Если его по невнимательности завысить, ролики цепи не «сядут» во впадину, и цепь будет опираться на звездочку торцами боковых пластин… (Недолго будет опираться…)

Поперечный профиль зубьев звездочки

Текст ГОСТ 13576-81 Звездочки для приводных зубчатых цепей. Методы расчета и построения профиля зубьев. Предельные отклонения

Цена 5 коп.

131e2122_13576-81-1.png

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

Конструкция ступицы и диска звездочек цепных передач

Ступица и диск звездочки чаще всего отливаются или фрезеруются в качестве единой детали. Ступица служит для крепления изделия на ведущем или ведомом валу механизма. Она должна обеспечивать надежную фиксацию, исключающую осевые и радиальные биения детали на валу. Поэтому к качеству внутренней поверхности предъявляются высокие требования. Крепление осуществляется с помощью:

  • шлица для скоростных и высоконагруженных цепных приводов;
  • шпонки для тихоходных цепных приводов.

Звездочки цепной передачи

Диаметр ступицы должен удовлетворять двум требованиям:

  • обеспечивать прочность конструкции;
  • не утяжелять ее сверх необходимого.

Для чугунных деталей его обычно выбирают равным 1,65 от диаметра вала, для стальных коэффициент расчета снижается до 1,55.

Длина ступицы определяется характером фиксации на валу- шпонкой или шлицем и обычно расчет делают в диапазоне 1,2-1,5 от диаметра вала.

Для звездочек малых размеров ширина диска выбирается равной ширине зубца. Для изделий больших размеров, особенно высоконагруженных, ширину увеличивают до 5%, в зависимости от радиуса закругления основания зубца.

Рассчитанные размеры округляются до ближайшего числа из стандартного ряда размеров.

Параметры выбора звездочек

Приведенная выше информация определяет то, что звездочка цепной передачи характеризуется довольно большим количеством различных свойств, которые должны учитываться при выборе наиболее подходящего варианта исполнения. Рекомендациями по выбору назовем следующее:

Наружный диаметр. Этот параметр определяет то, какой длины устанавливается приводная цепь и какое усилие может передаваться. Показатель наружного диаметра варьирует в достаточно большом диапазоне. Кроме этого, слишком большой диаметр не позволяет проводить установку в конкретном случае. При различных диаметрах звездочки проводится понижение или повышение количества передаваемых оборотов.
Оптимальное передаточное отношение. Довольно большое распространение получило понятие передаточного отношения звездочки. Это значение определяет то, сколько зубьев ведущего элемента приходится на зубья ведомого. Для определения подобного показателя применяются специальные формулы.
Диаметр внутреннего посадочного отверстия также имеет значение. Этот показатель во многом зависит от наружного диаметра, также варьирует в достаточно большом диапазоне

При выборе рекомендуется уделять внимание и размерам шпоночной выемки.
Тип применяемого материала при изготовлении изделия может оказывать влияние на эксплуатационные характеристики. В большинстве случаев применяется углеродистая сталь, которая обладает достаточной прочностью и износоустойчивостью

В последнее время большое распространение получили изделия из легированных сплавов, так как они более устойчивы к воздействию повышенной влажности. В большинстве случаев проводится термическая обработка для существенного повышения эксплуатационных характеристик.
Форма зуба в большинстве случаев стандартная. По этому признаку выбирается изделие крайне редко.

В продаже встречается просто огромное количество различных вариантов исполнения звездочек для приводных цепей. При выборе проводится визуальный осмотр, в ходе которого выявляют:

  1. Отсутствие дефектов. Есть вероятность того, что при производстве были допущены ошибки, которые становятся причиной появления трещин, выемок и других дефектов. Они могут негативно отразиться на прочности и других эксплуатационных характеристиках.
  2. Точность геометрической формы. Этот момент проверить достаточно сложно, так как даже отклонение в несколько миллиметров может стать причиной возникновения биения и других проблем. Визуально подобный дефект практически не выявить.
  3. Неравномерность оттенка металла указывает на то, что термическая или другая обработка была проведена с нарушениями. Именно поэтому рекомендуется отдавать предпочтение вариантам исполнения с однородным цветом.

В целом можно сказать, что заусенцы и другие дефекты указывают на низкое качество детали

Именно поэтому следует уделять внимание другим приводным звездочкам, которые на вид выглядят идеально. Основные параметры звездочек во многом определяют эксплуатационные характеристики механизма

35. Значения геометрической характеристики зацепления λ = t/Dцдля цепей типа 1 по ГОСТ 588-81

Размеры, мм

Шаг цепи t

Диаметр элемента зацепления Dц = d2

9,0

 10,0 

 12,5 

15,0

18,0

21,0

25,0

30,0

36,0

42,0

50,0

60,0

40

 4,45 

50

5,55

5,0

63

7,0

6.3

5,03

4,20

80

8,95

8.0

6.40

5,33

4,45

3,81

100

11.1

10.0

8,0

6,66

5,55

4,75

4,00

125

13,9

12,5

10,0

8,30

6,94

5,95

5,00

4,16

160

17,8

16,0

12,8

10,65

8,90

7.60

6,40

5,31

4.45

200

20,0

16,0

13,35

11,15

9.56

8,00

6,65

5,55

4,77

250

20,0

16,65

13,90

11,90

10,00

8,31

6,95

5,95

5,00

4,17

315

17,50

15.00

12.60

10,40

8,75

7,50

6,27

5,26

400

19.05

16,00

13,35

11,12

9,50

8,00

6,67

500

20,00

16.70

13,90

11,90

10,00

8,34

630

 21,00

  37,50

  15.00 

12,60

10,50

800

19,00

 16.00 

13,35

Цепи приводные роликовые однорядные тип ПР

b41.jpgb51.jpg

ЦЕПИ РОЛИКОВЫЕ ПРИВОДНЫЕ ОДНОРЯДНЫЕ

обозначение ГОСТ обозначение ISO / DIN шаг цепи (мм) мин. внутренняя ширина (мм) макс. диаметр ролика (мм) макс. длина штифта (мм) макс. диаметр штифта макс. Высота пластины (мм) поперечный шаг, мм нагрузка на разрыв, кгc маса 1м цепи, кг
  05B-1 8 3 5 8.6 2.31 7.1   500 0.2
ПР-8-4.6   8 3 5 12 2.31 7.5   460 0.2
  06B-1 9.525 5.72 6.35 13.5 3.28 8.2   910 0.4
ПР-9.525-9.1   9.525 5.72 6.35 17 3.28 8.5   910 0.5
ПР-12.7-10-1   12.7 2.4 7.75 10.5 3.66 10   1 000 0.3
  081 12.7 3.3 7.75 10.2 3.66 9.9   837 0.3
ПР-12.7-9   12.7 3.3 7.75 12 3.66 10   900 0.4
ПР-12.7-18.2-1   12.7 5.4 8.51 19 4.45 11.8   1 820 0.7
  08B-1 12.7 7.75 8.51 17 4.45 11.8   1 940 0.7
ПР-12.7-18.2   12.7 7.75 8.51 21 4.45 11.8   1 820 0.8
ПР-15.875-23-1   15.875 6.48 10.16 20 5.08 14.8   2 300 0.8
  10A-1 15.875 9.4 10.16 21.8 5.08 15   2 837 1.0
  10B-1 15.875 9.65 10.16 19.6 5.08 14.8   2 450 1.0
ПР-15.875-23   15.875 9.65 10.16 24 5.08 14.8   2 300 1.0
  12B-1 19.05 11.68 12.07 22.7 5.72 16.1   3 112 1.3
  12A-1 19.05 12.57 11.91 28.6 5.94 18   3 880 1.5
ПР-19.05-31.8   19.05 12.7 11.91 33 5.94 18.2   3 180 1.9
  16A-1 25.4 15.75 15.88 33.5 7.92 24.1   5 785 2.6
ПР-25.4-60   25.4 15.88 15.88 39 7.92 24.2   6 000 2.6
  20A-1 31.75 18.9 19.05 41.1 9.53 30.1   9 030 3.7
ПР-31.75-89   31.75 19.05 19.05 46 9.53 30.2   8 900 3.8
  24A-1 38.1 25.22 22.23 50.8 11.1 36.2   12 700 5.5
ПР-38.1-127   38.1 25.4 22.23 58 11.1 36.2   12 700 5.5
  28A-1 44.45 25.22 25.4 54.9 12.7 42.2   17 240 7.5
ПР-44.45-172.4   44.45 25.4 25.4 62 12.7 42.4   17 240 7.5
  32A-1 50.8 31.55 28.58 65.5 14.27 48.2   22 680 9.7
ПР-50.8-227   50.8 31.75 28.58 72 14.27 48.3   22 700 9.7
  40A-1 63.5 37.85 39.68 80.3 19.84 60.3   35 380 15.8
ПР-63.5-354   63.5 38.1 39.68 89 19.84 60.4   35 400 16.0

Материалы звездочек цепных передач

Изделия подвергаются большим ударным нагрузкам, поэтому для их изготовления применяют стальные сплавы:

  • со средним содержанием углерода и с легирующими добавками, закаляемые до твердости 45-55 ед.;
  • подвергаемые цементированию на глубину 1-1,5 мм и последующему закаливанию до 55-60 ед.

Для малошумных цепных приводов применяют такие материалы, как текстолит, полиамидные и полиформальдегидные пластмассы. Они амортизируют удары звеньев роликовой цепи, снижают шумы и вибрацию и продлевает срок службы цепей. Это происходит за счет снижения динамических нагрузок на звенья. Такие детали менее прочны, чем стальные, поэтому цепные приводы с ними ограничены по передаваемой мощности. Точный расчет передачи углового положения зубчатой цепью проводится при проектировании механизмов систем управления, в том числе для летательных аппаратов.

Для цепных приводов с низкой скоростью хода (не более 2 метров в секунду) и малыми динамическими нагрузками применяют также чугун. Термообработкой твердость изделий доводят до 350-430 единиц по HB. В тяжелых условиях эксплуатации, в сельхозмашинах и дорожных механизмах, используют упрочненные чугуны с пониженным коэффициентом трения.

Для снижения динамических нагрузок, уровней шума и вибрации в высокоскоростных цепных передачах применяют также специальные покрытия- как наплавка металлов, так и напыление тефлонового слоя.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...