Использование цепных передач в технических средствах.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
2. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ
3. ТИПЫ ЦЕПЕЙ
4. КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ
5. МАТЕРИАЛЫ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ЦЕПЕЙ
6. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ
7. РАСЧЕТ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ
8. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ВЕТВЯХ ПЕРЕДАЧИ
9. ПЕРЕМЕННОСТЬ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ЦЕПИ
10. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ, СМАЗЫВАНИЮ И ХРАНЕНИЮ ЦЕПЕЙ
11. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ
ЛИТЕРАТУРА

Допускаемая окружная сила на звездочках по условию сопротивления усталости
, ( 18 )
где - меньшая сила из и ; - коэффициент безопасности.
Точное определение ресурса цепи по износу шарниров весьма затруднительно. Интенсивность изнашивания шарниров цепей при изменении конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов в пределах, характерных для реальных машин, изменяется от 0,00001 до 1000 мкм на 1 м пути трения. Поэтому расчет приводных цепей на износ по единой зависимости пока невозможен.
С достаточной точностью такие расчеты выполняют по методу подобия, согласно которому срок службы рассчитываемой приводной цепи
, ( 19 )
где - ресурс цепи в эталонной передаче, ч; - коэффициент, учитывающий отличия в конструкции, технологии и эксплуатации реальной передачи от эталонной.
 
8. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ВЕТВЯХ ПЕРЕДАЧИ
В ведущей ветви цепи в процессе стационарной работы передачи действует постоянная сила , состоящая из окружной силы и силы натяжения ведомой ветви .
. ( 20 )
Сила натяжения ведомой ветви
, ( 21 )
где - натяжение цепи от силы тяжести; - натяжение от центробежных сил.
Натяжение от силы тяжести при горизонтальном (и близком к нему) положении линии, соединяющей оси звездочек, определяется как для гибкой нерастяжимой нити
, ( 22 )
где - погонная масса цепи, кг/м; - ускорение свободного падения, ; - межосевое расстояние, м; - стрела провисания цепи, мм.
При вертикальном (и близком к нему) положении линии центров звездочек
. ( 23 )
Натяжение цепи от действия центробежных сил определяют по аналогии с ременными передачами
, ( 24 )
где - скорость движения цепи, м/с.
Если ветви ремней параллельны, сила на валы. В общем случае, если ветви цепи не параллельны, силу на вал определяют, как и для ременной передачи. Расчетная сила, действующая на валы передачи
, ( 25 )
где - коэффициент, учитывающий вес цепи, для горизонтальной передачи принимают , для вертикальной .
 
9. ПЕРЕМЕННОСТЬ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ЦЕПИ
Движение шарнира звена, вошедшего последним в зацепление с ведущей звездочкой, определяет движение цепи. Скорость шарнира (м/с) при постоянной угловой скорости ведущей звездочки , 1/с (рис. 13).
где - делительный диаметр малой (ведущей) звездочки, мм.
Рисунок 14.
В произвольном угловом положении звездочки, когда ведущий шарнир повернут относительно перпендикуляра к ведущей ветви цепи под углом , скорость цепи
. ( 27 )
Так как угол изменяется в пределах от 0 до , то скорость цепи изменяется от до .
Поперечная скорость цепи
. ( 28 )
Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки
, (29 )
где - делительный диаметр большой (ведомой) звездочки, мм; - угол поворота шарнира на ведомой звездочке (по отношению к перпендикуляру на ведущую ветвь цепи), угол изменяется в пределах от 0 до .
Мгновенное передаточное отношение
( 30 )
Из зависимости ( 30 ) следует:
передаточное отношение не постоянно;
равномерность движения тем выше, чем больше числа зубьев звездочек, так как тогда и ближе к единице, основное влияние оказывает увеличение числа зубьев малой звездочки.
Непостоянство скорости цепи вызывает динамические нагрузки и удары, не позволяет использовать цепные передачи в приводах с высокими требованиями по кинематической точности вращения валов.
 
10. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ, СМАЗЫВАНИЮ И ХРАНЕНИЮ ЦЕПЕЙ
Рекомендации по эксплуатации цепей
Все цепи должны устанавливаться и применяться только в соответствии с правилами и требованиями, указанными в паспорте или в техническом описании на механизм (машину), где она используется.
При эксплуатации цепей необходимо строго соблюдать требования стандартов и других нормативно-технических документов, в соответствии с которыми изготовлена цепь.
Не допускается выполнять какие либо действия над цепями, направленные на изменение их свойств, характеристик или конструкции без согласования с производителем цепей.
Если цепь применяется впервые (вновь разрабатываемая машина или механизм), необходимо согласовать с производителем применение той или иной цепи, условия ее работы, смазки и периодичность обслуживания.
В случае необходимости применения цепей в сложных условиях работы, таких как температуры выше +350°С, температуры ниже - 40°С, повышенная относительная влажность, высокие линейные скорости движения цепи, условия абразивного или иного агрессивного загрязнения, условия в которых затруднена смазка или применяются специальные смазочные материалы, кратковременные пиковые нагрузки и т.п. - следует предварительно согласовать использование конкретной марки цепи с поставщиком.
Перед установкой новой цепи в механизм привода необходимо выполнить проверку совпадения продольных осей звездочки и параллельность осей валов.
Каждый вид цепей разрабатывался для применения в определенных условиях. Не допускается применять цепь, имеющую схожий типоразмер, но принадлежащую к иному виду, чем предусмотрено конструкцией машины и механизма. Например, применение приводной цепи вместо грузовой пластинчатой не только недопустимо, но и опасно. Следует помнить, что одноименные элементы цепей разных видов изготавливаются из отличных друг от друга материалов и имеют разные характеристики по несущей и усталостной способности.
Рекомендации по смазыванию цепной передачи
Для ответственных силовых передач следует по возможности применять непрерывное картерное смазывание видов:
а) при скоростях 6...12 м/с в случаях, когда уровень масла в ванне не может быть поднят до расположения цепи, применяют разбрызгивание с помощью специальных разбрызгивающих выступов или колец и отражающих щитков, по которым масло стекает на цепь;
б) при скорости цепи до 10 м/с смазку производят окунанием цепи в масляную ванну, причем погружение цепи в масло в самой глубокой точке, во избежание недопустимого взбалтывания масла, не должно превышать ширины пластины;
в) циркуляционное центробежное с подачей масла через каналы в валах и звездочках непосредственно на цепь; применяют при стесненных габаритах передачи, например, в транспортных машинах;
г) для мощных быстроходных передач применяют наиболее совершенный способ - циркуляционное струйное смазывание от насоса;
д) циркуляционное смазывание распылением капель масла в струе воздуха под давлением; применяют при скорости более 12 м/с.
В среднескоростных передачах, не имеющих герметичных картеров, можно применять пластичное внутришарнирное или капельное смазывание. Пластичное внутришарнирное смазывание осуществляют периодическим, через 120...180 ч, погружением цепи в масло, нагретое до температуры, обеспечивающей его разжижение. Пластичный смазочный материал применим при скорости цепи до 4 м/с, а капельное смазывание - до 6 м/с.
В передачах с цепями крупных шагов предельные скорости для каждого способа смазывания несколько ниже.
    При периодической работе и низких скоростях движения цепи допустимо периодическое смазывание с помощью ручной масленки (через каждые 6...8 ч). Масло подается на нижнюю ветвь у входа в зацепление со звездочкой.
    При капельном ручном, а также струйном смазывании от насоса необходимо обеспечивать распределение смазочного материала по всей ширине цепи и попадание его между пластинами для смазывания шарниров. Подводить смазку предпочтительно на внутреннюю поверхность цепи, Откуда под действием центробежной силы она лучше подается к шарнирам.
    В зависимости от нагрузки для смазывания цепных передач применяют масла индустриальные И-Г-А-46...И-Г-А-68, а при малых нагрузках Н-Г-А-32.
   Для работы при легких режимах выпускаются цепи, не требующие смазывания, трущиеся поверхности которых покрыты самосмазывающимися антифрикционными материалами.
Рекомендации по хранению цепей
Перед транспортировкой для антикоррозионной защиты цепи рекомендуется наносить консервационную смазку с растворенным ингибитором.
Для увеличения срока хранения цепи необходимо хранить ее в закрытом, сухом, хорошо проветриваемом помещении с относительной влажностью воздуха до 75%.
В случае, если цепь хранится длительное время до ввода в эксплуатацию, необходимо выполнять ее периодическую переконсервацию в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Благодаря своим основным преимуществам, а именно: высокому к.п.д. (до 0,96), возможности передавать большие нагрузки (до 100 кВт и выше) на значительные расстояния, отсутствию проскальзывания, значительно меньшим нагрузкам на валы и опоры, большой долговечности (в отдельных случаях до 50 000 часов) цепные передачи нашли широкое использование в сельскохозяйственных и строительно-дорожных машинах, подъемно-транспортной технике, оборудовании для горной и нефтяной промышленности, двигателестроении, текстильном и полиграфическом оборудовании, автомобилях, велосипедах, мотоциклах и т.д.
Помимо использования цепей в приводах, в машиностроении широко применяют цепные устройства, т. е. цепные передачи с рабочими органами (ковшами, скребками) в транспортерах, элеваторах, экскаваторах и других машинах. Цепи производят на специализированных заводах, они стандартизованы (Основные нормативно-технические документы: ГОСТ 13568-97, 13568-75, 21834-87, 191-82, 588-81, 589-85, 5946-79, 5980-72 и ТУ.ВКФР 303613, 12.0173856.051). Масштаб применения цепных передач характеризуют следующие цифры: в настоящее время в РФ выпуск только приводных цепей превышает 80 млн. м в год. Более 8 млн. машин оснащаются ими ежегодно. Проводятся научные и конструкторские исследовательские работы по разработке новых более совершенных видов цепных передач и увеличению долговечности цепей, находящихся в эксплуатации.

ЛИТЕРАТУРА
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. – 5-е изд., перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1979.
Воробьев Н. В. Цепные передачи, Инд 4-е, М.: Машиностроение. 1969. 252 с.
Готовцев А. А., Котенок И. П. Проектирование цепных передач. 1982. 336 с.4. Шелофаст В. В. Основы проектирования машин. — М.: Изд-во АПМ., 2000. 472 с.
Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М.: Издательский центр "Академия", 2004. 416 с.
Иванов М.Н. Детали машин. М.: Высш. шк., 1976. 399 с.
Парамонов Н. Н. Теория механизмов и машин и детали машин. -Л.: ВВИТКУ, 1980. 276 с.
Скороходова Е. А. Общетехнический справочник. — М.: Машиностроение, 1982.  416 с.
http://www.bmstu.ru
http://ru.wikipedia.org/wiki/
Воробьев Н. В., Цепные передачи, Инд 4-е, М.: Машиностроение. 1969
http://ru.wikipedia.org/wiki/
Шелофаст В. В. Основы проектирования машин. — М.: Изд-во АПМ., 2000. 472 с.
http://www.bmstu.ru
2
4
4
4
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2
3
1
5
4
6