Расчет звездочки цепной передачи
До широкого распространения станков с ЧПУ зубья звездочек цепных передач нарезали чаще всего на обычных фрезерных станках дисковыми фрезами в делительных головках или – реже — червячными фрезами на зубофрезерных станках. Но для полного соответствия профиля зуба.
. при обработке дисковой фрезой теоретическому профилю необходимо для каждого числа зубьев звездочки изготовить «свою» фрезу. Производство огромной номенклатуры дорогостоящих фрез экономически нецелесообразно, и для цепи одного типоразмера стали делать 5 фрез, как некий компромисс между точностью получаемого профиля и стоимостью.
Фреза №1 – для z=7 и 8
Фреза №3 – для z=12…17
Фреза №4 – для z=18…35
Сегодня на станках плазменной, лазерной, электроэрозионной, гидроабразивной резки с ЧПУ, фрезерных с ЧПУ можно изготавливать без специального дорогостоящего инструмента звездочки цепных передач с профилями зубьев точно соответствующими теории. Это, безусловно, положительно сказывается на износостойкости и цепи и зубьев при эксплуатации передачи.
При создании управляющей программы для изготовления профилей зубьев звездочки цепной передачи в большинстве случаев необходимо получить или сделать dxf-файл с чертежом контура детали в натуральную величину (в масштабе 1:1).
Современные CAD-программы для конструкторов-механиков решают эту задачу за «пару кликов мышью». Представленный далее геометрический расчет звездочки цепной передачи в Excel покажет – «как они это делают» и поможет сделать чертеж тем, у кого нет этих дорогостоящих CAD-программ.
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.
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
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
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
26. r3 =1,7* d1
27. h3 =0,8* d1
28. r4 =f ( t )
при t ≤35 r4 =1,6
при t >35 r4 =2,5
Алгоритм построения профиля зуба:
1. Из центра звездочки проводим вертикальную осевую линию через центр будущей впадины и наклоненную на угол γ осевую линию, которая пройдет через центр зуба.
3. Чертим осевую линию параллельную вертикальной осевой, отступив от нее на расстояние, равное половине смещения — e /2.
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.
Заключение.
Расчет звездочки цепной передачи был выполнен в разрезе определения геометрических размеров профиля зубьев, достаточных для выполнения чертежа венца. Допуски на изготовление звездочки следует назначать по Таблице 3 ГОСТ591-69. В справочном приложении к этому ГОСТу есть обширные таблицы с рассчитанными параметрами звездочек для конкретных марок цепей. Часть данных из этих таблиц вы можете использовать для проверки выдаваемых программой в Excel результатов.
Уважающих труд автора прошу скачать файл с расчетной программой после подписки на анонсы статей в окне, размещенном в конце статьи или в окне наверху страницы!
Расчет звездочки цепной передачи по шагу цепи
Люди начали использовать зубчатые передачи еще в античности. Идея передавать момент вращения не при непосредственном контакте двух зубчатых колес, а на большое расстояние с помощью бесконечной цепи принадлежит гениальному художнику и изобретателю Леонардо да Винчи. На практике такие приводы были реализованы в начале 19 века. Чтобы механизм работал эффективно, необходим точный расчет всех ее элементов, а прежде всего- звездочек.
Размеры венца звездочек
При конструировании звездочки цепных передач учитывают, что она должна выполнять ряд основных функций:
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:
Основные размеры, определяющие геометрическую форму изделия, это:
Расчет параметров звездочки цепной передачи по заданному шагу цепи осуществляется в следующей последовательности:
При построении чертежа звездочки для цепной передачи D выст рассчитывают с точностью до 0,1 миллиметра, другие параметры-с точностью до 0,01 мм.
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:
Диаметр ступицы должен удовлетворять двум требованиям:
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.
Материалы звездочек цепных передач
Изделия подвергаются большим ударным нагрузкам, поэтому для их изготовления применяют стальные сплавы:
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.
Как измерить шаг цепи
Случаются ситуации, когда необходимо узнать шаг цепи или ее стандарт, а маркировка на цепи отсутствует. В этой статье мы расскажем вам измерять шаг цепи, а также какие 3 основных параметра нужно, что бы определить ее стандарт.
Как измерить шаг цепи
Для этого необходимо измерить два параметра:
Для примера возьмем цепь 10B. Диаметр ролика составляет 10,16 мм. Расстояние по внешним сторонам ролика 26,035 мм.
Чтобы узнать шаг цепи нужно от расстояния по внешним сторонам ролика отнять диаметр ролика.
Как определить стандарт цепи
Чтобы определить стандарт приводной цепи, помимо шага нужно измерить диаметр ролика и расстояние между внутренними пластинами. Для примера возьмем цепь 10A и 10B.
| Тип цепи | Шаг цепи, мм | Диаметр ролика, мм | Ширина между пластинами, мм |
|---|---|---|---|
| 10A | 15,875 | 10,16 | 6,48 |
| 10B | 15,875 | 10,16 | 9,65 |
Как видно цепи стандартов ISO и ASA могут отличаться диаметром ролика или шириной между внутренними пластинами.
Важно! Для правильного подбора цепи под звездочку, нужно точно определить ее тип. Одинаковый шаг цепи не гарантирует совместимости звездочки с цепью. Так, цепь с тем же шагом но меньшим диаметров ролика не будет работать.
Компания Юнитех Украина предоставляет услуги по подбору цепных передач. Чтобы определиться с типом цепи обращайтесь к нам.
Как подобрать длину цепи велосипеда?
маркировка приводных цепей, размеры цепей приводных таблица, таблица приводных цепей, таблица цепей приводных роликовых, типоразмеры цепей приводных, конструкции приводных цепей, размеры роликовых цепей, шаги цепей роликовых, цепи приводные роликовые однорядные размеры, таблица роликовых цепей, шаг цепи приводной роликовой, обозначения цепей роликовых, элементы роликовой цепи, параметры роликовой цепи, маркировка роликовых цепей, таблица размеров роликовых цепей
В эпоху натурального хозяйства вся продукция производилась для собственного потребления, а излишки произведенного могли обмениваться на недостающие продукты. Условия проживания в определенных природных условиях, навыки и опыт способствовали специализации труда. Аналогичный путь в дальнейшем проходили и фабрики: для собственного производства станков и техники использовались собственные детали. Например, размеры приводных цепей у каждого производителя был свой собственный, никакого стандарта не было. Дальнейшее развитие промышленности продолжило тенденцию на специализацию и стандартизацию, в том числе и роликовых цепей.
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.
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.
Допустимое удлинение между осями
Растяжение велоцепи определяют измерением шага между двумя полыми осями.
Шаг новой цепи должен быть равен 12.7 мм (половину дюйма по международным меркам). Для точной диагностики проверяется многозвеньевый участок велосипедной цепи.
При измерении допускаются определенные различия в параметрах с допуском работы (см. таблицу).
Приводные роликовые цепи:
| Количество зубьев звездочки: | Допустимое удлинение (%) |
| До 60 | 1,5 |
| 61-80 | 1,2 |
| 80-100 | 1 |
| 101-110 | 0,8 |
Допустимое удлинение между пинами соотносится с количеством зубьев: чем меньше зубов, тем длиннее пошаговый допуск.
Данные параметры измерения допустимого удлинения подходят для всех байков кроме 10-ти скоростных.
Стандарты, определяющие размеры приводных роликовых цепей
Для стандартизации размеров цепей в разных регионах и странах разработаны собственные Стандарты, которые регламентируют параметры и характеристики не только приводных цепей, но и других видов, а также звездочек для них. Отсутствие единого мирового Стандарта, а также импорт оборудования и техники, накладывает ряд сложностей в подборе цепей по размеру.
Наиболее известные стандарты: ГОСТ (ГОСТ 13568-97 — российский стандарт по приводным цепям, применяемый и в странах СНГ), ISO, DIN (ISO 606, DIN 8187, DIN 8188 – стандарт, применяемый в европейских странах), ANSI (ANSI B29.1M — стандарт, который применяется в США). Все стандарты описывают типы, параметры и размеры цепей, особенности выбора шага цепей и их маркировки, марки стали, а также множество других вопросов. Главным вопросом остается размерный ряд цепей и их соответствие в разных Стандартах (аналоги цепей).
Так как первые стандарты роликовых цепей создавались в дюймовой системе, то ряд размеров цепей соответствует долям дюйма, а уже затем он переводится в международную метрическую систему и указывается в миллиметрах.
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?
Как узнать шаг звездочки
Классификация передач. Приводные роликовые цепи различают (рис. 77): однорядные нормальные (ПР), однорядные длиннозвенные облегченные (ПРД), однорядные усиленные (ПРУ), двух (2ПР)-, трех (ЗПР)-и четырехрядные (4ПР) и с изогнутыми пластинками (ПРИ).
Рис.77. Виды приводных цепей: а – втулочная однорядная, б – роликовая однорядная, в – роликовая двухрядная, г – роликовая с изогнутыми пластинами, д – зубчатая, е – фасонозвенная крючковая, ж – фасонозвенная штыревая.
Назначение. Цепные передачи относится к механическим передачам зацепления с гибкой связью и применяют для передачи вращательного вращения между валами расположенным на значительных расстояниях и при необходимости обеспечить постоянное передаточное отношение. Цепная передача состоит из расположенных соосно на некотором расстоянии друг от друга звездочек, и охватывающей их цепи. Вращение ведущей звездочки преобразуется во вращение ведомой благодаря сцеплению цепи с зубьями звездочек. В связи с вытягиванием цепей по меpe их износа натяжное устройство цепных передач должно регулировать натяжение цепи. Это регулирование, по аналогии с ременными передачами, осуществляют либо перемещением вала одной из звездочек, либо с помощью регулирующих звездочек или роликов.
Преимущества. Благодаря зацеплению отсутствует скольжение тягового органа. Возможность передачи движения между валами на большие расстояния (до 8М). Меньшие габариты, чем у ременных передач, особенно по ширине. Меньшие нагрузки на опоры валов передачи. Возможность передачи вращения одной цепью нескольким валам. Больший КПД.
Недостатки. Повышенный шум и вибрации вследствие удара звеньев цепи по звездочкам, которые повышаются с увеличением ее скорости. Увеличение шага цепи в процессе эксплуатации в связи с ее износом. Необходимость устройств для натяжения цепей. Отсутствие жидкостного трения в шарнирах увеличивает их износ поэтому необходима смазка периодическая или постоянная. Скорость цепи неравномерна, особенно при малых числах зубьев звездочек, что создает дополнительные динамические нагрузки и колебания передаточного числа.
Сферы применения. Цепные передачи применяют в транспортных, сельскохозяйственных, строительно-дорожных, горных и нефтяных машинах, а также в металлорежущих станках.
Геометрический расчет. Центры шарниров цепи при зацеплении с зубьями звездочки располагаются на делительной окружности звездочек, который определяется
, (13.1)
Для приводных цепей зубья звездочек определяют все размеры зубьев, а также диаметр вершин 
И впадин 
зубьев этих звездочек (рис. 78).
