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.
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.
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:
- 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.
- 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.
- 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
РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ ЗУБЬЕВ ЗВЕЗДОЧЕК НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ
1. Расчет и построение
исходного профиля инструмента для нарезания зубьев звездочек типов 1 и 2 должны
производиться в соответствии с черт. 1, 2 и табл. 1.
Построение профиля инструмента
(спаренная фреза) для нарезания зубьев одноходовых звездочек с геометрической
характеристикой зацепления λ £2,2
Черт. 1
Построение профиля
инструмента (спаренная фреза) для нарезания зубьев одноходовых звездочек с
геометрической характеристикой зацепления λ > 2,2
Черт. 2
Таблица 1
Основные зависимости для
расчета и построения профиля инструмента для нарезания зубьев звездочек типов 1
– 3 (черт. 1
– 4)
Наименование параметра | Обозначение | Расчетная формула |
Расстояние | tr | |
Высота | hy | |
Высота | hi | hi ³ 0,5(De – Di) |
Диаметр | dд | По табл. 1 |
Диаметр | De | |
Диаметр | Di | |
Радиус | r | |
Смещение | е | |
Половина | g | |
Радиус | ri | По табл. 1 |
Угол | b |
2. Расчет и построение исходного
профиля инструмента для нарезания зубьев звездочек типа 3 должны производиться
в соответствии с черт. 3 и табл. 1.
Построение профиля
инструмента для нарезания зубьев двухходовых и двухзаходных звездочек
Черт. 3
3. Допускается построение
профиля инструмента для одноходовых звездочек при λ > 2,2 выполнять по
черт. 3
и при λ £2,2 по черт. 4.
Построение профиля
инструмента для нарезания зубьев одноходовых звездочек с геометрической
характеристикой зацепления λ £2,2
Черт. 4
4. Для нарезания звездочек,
применяемых в передачах, работающих в загрязненных средах, допускается
применение стандартных дисковых фрез.
5. Расчет и порядок
нарезания зубьев звездочек типов 2 и 3 стандартными дисковыми фрезами следует
производить в соответствии с черт. 5 и табл. 2.
Порядок нарезания граней
зубьев звездочек типов 2 и 3 стандартной дисковой фрезой
Нарезание первой грани
Нарезание второй грани
Черт. 5
Таблица 2
Основные расчетные зависимости
для нарезания зубьев звездочек типов 2 и 3 стандартными дисковыми фрезами
(черт. 5)
Наименование | Обозначение | Расчетная формула |
Смещение оси заготовки относительно торца | b | b = 0,5[dд · sin (j + g – ρ) |
Угол смещения центров впадин | ρ | |
Глубина врезания фрезы | hy | b = 0,5[De – dд · cos (j + g – ρ) |
Ширина | В | В £ |
Половина | j | |
Диаметр | dд | По табл. 1 |
Диаметр | De | |
Диаметр | Di | |
Диаметр | Dц | |
Смещение | e | |
Половина | g |
ПРИЛОЖЕНИЯ 1, 2.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1. Методы расчета и построения 2. Предельные отклонения. 7 Приложение 1 Значения Приложение 2 Расчет и построение профиля инструмента для нарезания |
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ
2.1. Устанавливаются две
степени точности изготовления зубьев звездочек:
1-я степень точности для
звездочек, работающих в цепных передачах и устройствах при скорости v =
3 – 5 м/с.
2-я степень точности для
звездочек, работающих в цепных передачах и устройствах при скорости v
< 3 м/с, а также для звездочек, представляющих собой сборочную единицу.
2.2. Предельные отклонения
основных размеров звездочек для степеней точности 1 и 2 должны соответствовать
указанным в табл. 4.
Таблица 4
Предельные отклонения
основных размеров звездочек
Наименование | Тип звездочки | Предельные отклонения для степеней точности, мм | |
1 | 2 | ||
Разность | 1, 2 | δtz = 0,01 √t · z | δtz = 0,025 √t · z |
3 | |||
Диаметр | 1, 2 | δDi = -0,032 √t · z | δDi = -0,080 √t · z |
3 | |||
Радиальное | 1, 2, 3 | δz = 0,001Di + 0,1, но не более 1,2 | δz = 0,005Di, но не более 2,0 |
Параметры и режимы ускоренных стендовых испытаний цепей на надежность
В.1
Установлены следующие группы испытаний цепей:
А – для цепей,
работающих преимущественно в передачах мотоциклов, мотороллеров, в масляной
ванне или при периодической смазке;
Б – для цепей,
работающих преимущественно в открытых тихоходных передачах при периодической
смазке (передачи сельскохозяйственных и им подобных машин);
В – для цепей,
работающих в приводах машин общепромышленного назначения в условиях
периодической смазки;
Г – для цепей,
работающих преимущественно в быстроходных передачах в масляной ванне.
В.2 Условия
стендовых испытаний цепей на надежность должны соответствовать указанным в
таблицах В.1, В.2.
В.3 Расчетную
нагрузку для многорядных цепей типов 2ПР, 3ПР и 4ПР, испытываемых по режимам
таблиц В.1 и В.2, определяют путем умножения
расчетной нагрузки для соответствующих однорядных цепей на коэффициент, равный:
1,8 – для
двухрядной цепи;
2,5 – для
трехрядной цепи;
3,0 – для
четырехрядной цепи.
В.4
Продолжительность испытания согласно таблицам В.1, В.2 указана с учетом времени периода приработки.
Для
многорядных цепей типов 2ПР, 3ПР и 4ПР нормы средней наработки до отказа и
установленной безотказной наработки определяют умножением средней наработки до
отказа и установленной безотказной наработки для соответствующих однорядных
цепей на коэффициент, равный соответственно 0,8; 0,6; 0,5.
В.5 В таблицах
В.1, В.2 предельное увеличение длины отрезка цепи от
его начального значения с числом звеньев по таблице 8 дано без учета износа в
период приработки.
Таблица В.1 – Группа испытания А
Типоразмер цепи | Параметры базового корпуса | Режимы и результаты испытаний | Предельное увеличение длины измеряемого отрезка, мм | ||||||
Количество звеньев в контуре | Число зубьев звездочки | Частота вращения | Передаваемая нагрузка, даН | Период приработки | Средняя наработка до отказа, не менее | Установленная безотказная наработка, не менее | |||
ведущей | ведомой | ч | |||||||
ПР-8-4,6 | 120 | 21 | 21 | 3200 | 25 | 10 | 1000 | 660 | 1,2 |
ПР-9,525-9,1 | 120 | 21 | 21 | 3000 | 60 | 15 | 1100 | 700 | 1,4 |
ПВ-9,525-11,5 | 44 | 15 | 31 | 2600 | 36 | 40 | 1100 | 700 | 2,0 |
ПВ-9,525-13 | 66 | 24 | 52 | 2600 | 53 | 40 | 1100 | 700 | 2,0 |
2ПВ-9.525-20 | 66 | 24 | 52 | 2600 | 65 | 40 | 1100 | 700 | 3,0 |
ПР-12,7-10-1 | 112 | 19 | 48 | 1200 | 40 | 20 | 950 | 600 | 1,9 |
ПР-12,7-9 | 112 | 19 | 48 | 1200 | 50 | 20 | 950 | 600 | 1,9 |
ПР-12,7-18,2-1 | 110 | 17 | 40 | 1200 | 125 | 60 | 1100 | 700 | 2,5 |
ПР-12,7-18,2 | 110 | 17 | 44 | 1280 | 140 | 60 | 1100 | 700 | 2,5 |
ПР-15,875-23-1 | 100 | 16 | 42 | 1180 | 175 | 60 | 1100 | 700 | 3,1 |
ПР-15,875-23 | 100 | 16 | 42 | 1180 | 220 | 60 | 1100 | 700 | 3,1 |
Таблица В.2 – Группа испытания Б
Типоразмер цепи | Параметры базового контура | Режимы и результаты испытаний | |||||||
Количество звеньев в контуре | Число зубьев звездочки | Частота вращения ведущей звездочки, мин-1 | Передаваемая нагрузка, даН | Период приработки | Средняя наработка до отказа, не менее | Установленная безотказная наработка, не менее | Предельное увеличение длины измеряемого отрезка | ||
ведущей | ведомой | ч | |||||||
ПР-19,05-31,8 | 110 | 19 | 19 | 1200 | 200 | 40 | 1200 | 760 | 1,9 |
ПР-25,4-60 | 110 | 19 | 19 | 800 | 400 | 65 | 900 | 570 | 1,9 |
ПР-31,75-89 | 100 | 17 | 17 | 600 | 605 | 100 | 850 | 540 | 2,4 |
ПР-38,1-127 | 100 | 17 | 17 | 450 | 945 | 150 | 850 | 540 | 2,3 |
ПР-44,45-172,4 | 100 | 17 | 17 | 350 | 1025 | 200 | 800 | 500 | 1,8 |
ПР-50,8-127 | 94 | 17 | 17 | 280 | 1470 | 250 | 750 | 460 | 1,8 |
ПР-63,5-354 | 94 | 17 | 17 | 220 | 2320 | 300 | 650 | 410 | 1,5 |
Ключевые слова: приводные роликовые и втулочные цепи,
размеры, разрушающая нагрузка
Изготовление звездочек на заказ: требования и условия
Довольно широкий ассортимент определяет то, что есть возможность выбрать подходящее изделие для конкретного механизма. Если требуется звездочка цепной передачи с нестандартными параметрами, то приходится заказывать изделие в фирмах, которые предоставляют соответствующие услуги.
К особенностям отнесем следующее:
- Самостоятельно изготовить подобную деталь не получится, так как для этого требуется специальное оборудование.
- При заказе услуг нужно указать основные параметры, по которым будет проводится производство. Примером можно назвать число зубьев, наружный диаметр, диаметр посадочного отверстия, твердость поверхности зуба и другие моменты.
- Производство предусматривает применение специального оборудования, как правило, фрезеровальных станков. Именно поэтому стоимость приводного элемента, который производится под заказ, существенно повышается.
- В зависимости от типа применяемого оборудования зависит точность изготовления и качество получаемой поверхности.
Самостоятельно провести изготовление звездочек можно только при наличии специального фрезеровального оборудования. В домашних условиях оно встречается крайне редко. Стоимость изделия, получаемого на заказ, зависит от точности, типа применяемого материала, размеров изделия и некоторых других параметров.
В заключение отметим, что качественные приводные звездочки могут прослужить в течение длительного периода. Именно поэтому не рекомендуется экономить на приобретении этого элемента различных механизмов.
