Андрей Смирнов
Время чтения: ~8 мин.
Просмотров: 0

Гост 591-69. звездочки к приводным роликовым и втулочным цепям. методы расчета и построения профиля зуба и инструмента. допуски (с изменениями n 1, 2, 3)

Передаточное отношение зубчатой передачи

Значение передаточного числа зубчатой передачи совпадает передаточным отношением. Величина угловой скорости и момента силы изменяется пропорционально диаметру, и соответственно количеству зубьев, но имеет обратное значение.

При схематическом изображении величины силы и перемещения шестерню и колесо можно представить в виде рычага с опорой в точке контакта зубьев и сторонами, равными диаметрам сопрягаемых деталей. При смещении на 1 зубец их крайние точки проходят одинаковое расстояние. Но угол поворота и крутящий момент на каждой детали разный.

Например, шестерня с 10 зубьями проворачивается на 36°. Одновременно с ней деталь с 30 зубцами смещается на 12°. Угловая скорость детали с меньшим диаметром значительно больше, в 3 раза. Одновременно и путь, который проходит точка на наружном диаметре имеет обратно пропорциональное отношение. На шестерне перемещение наружного диаметра меньше. Момент силы увеличивается обратно пропорционально соотношению перемещения.

Крутящий момент увеличивается вместе с радиусом детали. Он прямо пропорционален размеру плеча воздействия – длине воображаемого рычага.

Передаточное отношение показывает, насколько изменился момент силы при передаче его через зубчатое зацепление. Цифровое значение совпадает с переданным числом оборотов.

Передаточное отношение редуктора вычисляется по формуле:

где U12 – передаточное отношение шестерни относительно колеса;

ω1 и ω2 – угловые скорости ведущего и ведомого элемента соединения;

Зубчатая передача имеет самый высокий КПД и наименьшую защиту от перегруза – ломается элемент приложения силы, приходится делать новую дорогостоящую деталь со сложной технологией изготовления.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Основные параметры цепных передач

Функционирования устройства изменяющего передающее усилие цепного типа зависит от особенности звездочных компонентов: правильность их производства, закал поверхности зубьев, металла и качества обработки. Габариты и формы звезд, изготовляются согласно величинам выбранной цепи и передаточного отношения, которая определяет количество зубьев меньшей ведущей звездочки. Передаточное число цепной передачи, в процессе работы изменяется и высчитывается аналогично передаточному значению цилиндрической зубчатой передачи. Сборка цепной передачи ограничивается установкой и закреплением звездочек на валах, надеванию цепи и ее регулировке.

Производя расчет цепной передачи, необходимо воздерживаться от тупых углов между линией, которая совмещает центры звездочек, и горизонтальной линией. Ведущую ветвь размещают обычно сверху. В передачах с большими углами подъема необходимо не забывать об натяжных устройствах. Цепные передачи, из-за неминуемого растяжения цепных звеньев, вследствие износа и смятия в шарнирах, обычно требуют возможности регулирования их натяжения.

Первоначальное натяжение важно только в вертикальных передаточных действиях. В горизонтальных и наклонных передаточных процессах соединение цепного приспособления со звездочными элементами, гарантируется натяжением от силы тяжести конкретного цепного звена, стрела же провисания цепного соединения обязана быть оптимальной в перечисленных изначально границах

Размеры мотоциклетных цепей и их взаимозаменяемость.

У мотоциклетных цепей есть три основных параметра размерности. Это шаг цепи, ширина ролика и диаметр ролика. Значение двух из этих параметров мы можем узнать из маркировки цепи, это шаг цепи и ширина ролика.  Это стандарт маркировки цепей, так что эти значения одинаково маркируются всеми производителями.
Для примера возьмем 525 цепь. В данном случае первая цифра 5 означает шаг цепи, а две последующие цифры, 25 определяют ширину ролика.

Шаг цепи — это расстояние между осями, проходящими через центр двух соседних заклепок.

На заклепках у нас находятся ролики. Именно они и определяют, насколько долго будет ходить цепь. Ширина ролика определяется между двумя внутренними пластинами цепи, зажимающими ролик.

Я хотел сделать наглядную фотографию, но сразу после IMIS-2013 расколотил свой объектив, поэтому пришлось рисовать…

С диаметром ролика вроде все понятно.

Есть также «правило восьмерки», в соответствии с которым можно вычислить длину шага цепи и ширину ролика. К примеру 530 цепь — расстояние между осями роликов 5/8″ = 15.875мм, а ширина ролика (не путать с диаметром, это высота роликового цилиндра) 3/8″ = 9.53мм. Для цепи 525 эти размеры соответственно 5/8″ и 2.5/8″.
Зачем вообще высчитывать длину в миллиметрах, если и так по маркировке все понятно? Только для того, чтобы найти заменитель среди цепей от советских мотоциклов, при всей маловероятности этого сценария.

Диаметр ролика разный у всех производителей, при этом он не отражается в маркировке цепи. Это очень странно, ведь даже несмотря на то, что диаметры роликов разных цепей очень незначительно отличаются друг от друга, они все же влияют на длину того пространства, куда входит зуб звезды, то есть этот параметр напрямую воздействует на стачивание зубьев ведущей и ведомой звезд. Тут не угадаешь, надо  либо курить спецификации производителей цепей, либо плюнуть на эту незначительную погрешность.

В итоге, теперь мы можем говорить о взаимозаменяемости цепей мотоциклов при возникновении каких-либо проблем в путешествии, когда нужно заменить цепь исходя из того, что вообще есть в наличии. Мы знаем, что шаг цепи у всех 5хх-цепей одинаков. Диаметрами роликов мы вынуждены пренебречь. Остается только поиграться с шириной ролика. Вместо 520 цепи таким образом на те же звезды можно установить 525 цепь и 530 цепь. Конечно, при несовпадении размеров звезды быстрее сточатся, но доехать до цивилизации вполне хватит.

Расчет цепной передачи

Для цепной передачи выбираем открытую приводную роликовую однорядную цепь ГОСТ 13568-97.

Последовательность проектировочного расчета цепных передач.

1. Определяем числа зубьев звездочки.

2. Выбираем ориентировочный шаг цепи tпр по частоте ее вращения n1 (табл. 5.1)

Таблица 5.1 Значения шага роликовой цепи в зависимости от частоты вращения малой звездочки при Z1≥15

Частота вращения n1max , мин-1

1000

900

800

630

500

400

300

Шаг цепи tпр, мм

15,88

19,05

25,40

31,75

38,10

44,45

50,80

3. Принимаем по табл. 5.2 ориентировочное значение допускаемого среднего давления в шарнирах

Таблица 5.2 Допускаемое удельное давление в шарнирах для втулочных и роликовых цепей при Z1=15..30

Шаг цепи t, мм

[р] МПа при n (мин-1)

50

200

400

600

800

1000

1200

12,7…15,88

35

31,5

28,7

26,2

24,2

22,4

21,0

19,05…25,4

35

30

26,2

23,4

21,0

19,0

17,5

31,75…38,1

35

28,7

24,2

21,0

18,5

1,0,

10

44,45…50,8

35

26,2

21,0

17,5

10

4. Определяем коэффициент нагрузки, учитывающий условия эксплуатации по табл. 5.3.

5. Определяем расчетный шаг t однорядной цепи, m = 1; для двухрядной m = 2. Полученное значение шага t округляем до стандартного. По расчетному шагу принимаем цепь ПР по ГОСТ 13568-97 (табл. 5.4)

6. Рассчитаем среднюю скорость цепи v и окружную силу Рt, после чего проверим износостойкость цепи. При несоблюдении условия р< необходимо увеличить шаг цепи или принять двухрядную цепь и расчет повторить.

Таблица 5.3 Эксплуатационные коэффициенты

Условия работы передачи

 

Характер нагрузки:

 

— спокойная, слабые толчки

KД = 1

— с толчками или переменная

KД = 1,25…1,5

Способ регулировки межосевого расстояния:

 

— оттяжная звездочка или нажимной ролик

Kp = 1,1

— передвигающиеся опоры

Kp = 1

— нерегулируемое (постоянное) расстояние

Kp 2 = 1,25

Межосевое расстояние:

 

— а≤25 t

Ка = 1,25

— а= (30 … 50) t

Ка = 1

— а=(60 … 80) t

Ка = 0.9

Положение передачи в пространстве:

 

— наклон линии центров звездочек к горизонту до 70°

КН = 1

— наклон линии центров звездочек к горизонту более 70°

КН = 1,25

Способ смазки:

 

— непрерывная (масляная ванна или от насоса)

Кс = 0,8

-капельная или внутришарнирная(регулярная)

Кс = 1

— периодическая (нерегулярная)

Кс = 1,5

Продолжительность работы:

 

— односменная

КП =1

— двухсменная

КП =1,25

— непрерывная

КП =1,5

Примечание. При условии >3 необходимо изменить условия работы передачи

7. Проверим выбранную цепь по коэффициенту запаса прочности (табл. 5.5) > . При несоблюдении условия > необходимо увеличить шаг цепи или принять двухрядную цепь и расчет повторить.

8. Определим геометрические размеры передачи.

Таблица 5.4 Цепи приводные роликовые однорядные типа ПР ГОСТ 13568-97

1 — внутреннее звено; 2 — наружное звено; 3 — соединительное звено; 2 — переходное звено; 5 — двойное переходное звено

Типоразмер цепи

t

b1,

d2

d1, d4

h, е

b7,

b,

Разруш. нагрузка, кН,

Масса 1 м цепи, кг

F, мм2

ПР-9,525-9,1

9,525

5,72

3,28

6,35

8,5

17

10

9,1

0,45

28,1

ПР-12,7-18,2

12,7

7,75

4,45

8,51

11,8

21

11

18,2

0,75

39,6

ПР-15,875-23

15,875

9,65

5,08

10,16

14,8

24

13

23,0

1,00

54,8

ПР-19,05-31,8

19,05

12,70

5,94

11,91

18,2

33

18

31,8

1,90

15,8

ПР-25,4-60

25,4

15,88

7,92

15,88

24,2

39

22

60,0

2,60

179,7

ПР-31,75-89

31,75

19,05

9,53

19,05

30,2

46

24

89,0

3,80

262

ПР-38,1-127

38,1

25,40

11,10

22,23

36,2

58

30

127,0

5,50

394

ПР-44,45-172,4

44,45

25,40

12,70

25,40

42,4

62

34

172,4

7,50

473

ПР-50,8-227

50,8

31,75

14,27

28,58

48,3

72

38

227,0

9,7

646

ПР-63,5-354

63,5

38,10

19,84

39,68

60,4

89

48

354,0

16,0

538

Примеры условных обозначений цепей:

Цепь приводная роликовая однорядная с шагом 12,7 мм и разрушающей нагрузкой 18,2 кН:

Цепь ПР-12,7-18,2 ГОСТ 13568-97.

Цепь приводная роликовая двухрядная шага 25,4 мм с разрушающей нагрузкой 171 кН:

Цепь 2ПР-25,4-171 ГОСТ 13568-97.

Таблица 5.5 Запас прочности цепи по износостойкости и усталостной выносливости

Тип цепи

Срок службы, ч

Значения [n] ( при скорости цепи v, м/с)

0,4

l

4

8

10

12

ПР—12,7—900

2000

8,6

9,0

10,8

11,2

12,7

13,5

ПР—12,7—1820

4000

10,2

10,7

15,0

18,9

20,3

21,6

ПР—12,7—1820

2000

7,0

7,2

8,0

9,0

10,0

10,5

ПР—15,875—270

4000

7,8

8,3

11,5

14,5

15,6

16,6

ПР—19,05—3180

2000

6,0

6,5

7,0

8,0

9,0

9,0

ПР—25,4—5670

2000

6,0

6,5

7,0

8,0

9,0

9,0

ПР—31,75—8850

4000

7.5

8,0

8,4

10,6

11,3

12,1

ПР—38,1—12760

8000

9,8

12,6

16,8

21,1

22,7

24,2

ПР—44,45-17240

10000

10,8

15,0

21,0

26,4

28,4

30,0

Расчёт размера длины цепи

Каждый мотоциклист рано или поздно сталкивается с ситуацией когда ему приходится заменять цепь и звёзды. В следсвии чего возникает впоросы, а можно ли изменить размер цепи и звёзд, как повлияет смена размера звёзд на длину цепи, как расчитать новую длину цепи после сены звёзд. В этом поможет онлайн программа расчёта зависимости длины цепи от размера звёзд. Всё очень просто.

Необходимо указать цепь и звёзды которые рекомендует завод изготовитель, или же тот комплект которрый сейчас стоит. Размер цепи 520 525 530 сможете найти прямо на цепи, сбоку на звеньях это указано. Посчитать количество зубков звёзд тоже не сложно, посчитаете перед и зад заполните форму, после чего начинайте подбирать желаемый комплект наблюдая как будет меняться длина цепи и зависимость скоростей. Скорость будет изменять в следствии изменений звёзд

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;

компактность механизма;

отсутствие такого негативного фактора, характерного для ременной передачи, как скольжение;

простая и удобная замена цепи, которая дополняется отсутствием необходимости серьезного начального натяжения.

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.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации