Расчет звездочки по шагу цепи

Цепная передача состоит из двух или более цепных колес, которые между собой соединены цепью. Такой механизм кажется простым, используется в разных машинах, механизмах. Чтобы цепная передача безупречно работала, выполняла задачи, ее элементы должны быть правильно подобраны по основным параметрам, для этого нужно выполнить расчет шага звездочки.

Особенности цепных передач

Цепные передачи сохраняют постоянное передаточное отношение, допускают любое расстояние между осями колес путем подбора звена соответствующей длины. Они могут передавать большие усилия с меньшей нагрузкой на подшипники, валы, чем при использовании фрикционных и ременных приводов, смягчают последствия внезапных рывков.

Основные параметры:

• передаваемая мощность;
• передаточное число;
• частота вращения;
• окружная скорость.

Эти параметры мало чем отличаются от параметров других механических передач. Зубчатые (малошумные) приводы — отдельное вид цепной передачи. Пластины таких цепей имеют трапециевидные выступы, которые входят в зацепление с зубьями колесами. У них есть дополнительные направляющие пластины, которые входят в пазы зубьев колеса, предотвращают соскальзывание цепи со звездочки.

Улучшенный вариант – элементы с эвольвентными зубьями, обеспечивающие большую плавность хода и предохраняющие от чрезмерного накопления давлений. Зубчатые цепи работают тише других, снижают воздействие ударов и показывают лучшую эффективность, но они тяжелее и дороже.

В отличие от зубчатой или фрикционной передачи, где крутящий момент передается непосредственно через взаимодействующие детали машины (шестерни или другие элементы, которые соприкасаются друг с другом), в зубчатой цепной передаче для передачи крутящего момента используется приводная цепь. Это позволяет использовать привод такого типа в сложных машинах и механизмах, применяемых в производственных линиях, сельском хозяйстве, автомобилестроении и пр. Но для создания такого привода требуется изготовление сложных деталей.

В цепочной передаче может применяться дополнительная звездочка, которая выступает натяжителем. Правильное натяжение важно, если оно будет слабым, возможно проскакивание через зубья, растет риск соскакивания.

Такие приводы широко применяются в разных сферах народного хозяйства, имеют ряд преимуществ:

• передача энергии на большие расстояния;
• передача больших усилий с малой нагрузкой на валы, подшипники;
• отсутствие проскальзывания;
• КПД достигает 0.98;
• простое обслуживание, быстрая замена цепи;
• низкая чувствительность к высоким температурам;
• устойчива к загрязнениям.

С помощью цепной передачи можно передавать вращательное движение на расстояние до 7 метров. Одна ведущая звездочка может передавать крутящий момент одновременно на несколько звездочек.
В ременной или канатной передаче есть определенный процент проскальзывания, но в цепи проскальзывания не будет. Однако это не означает, что 100% мощности передается от одного устройства к другому, так как потери есть, они связаны с тернием между элементами привода.

Требования к звездочкам

Цепные звездочки – это металлические, по периметру которых находятся зубья. С ними в зацепление входит цепь, которая передает энергию. Подбираются они, в зависимости от среды, в которой они будут работать. Форма, размеры зависят от передаточного числа, общих параметров цепи. Нужно учитывать нагрузки, которым они будут постоянно подвергаться. Это касается и приводной цепи, поэтому эти элементы изготавливаются из легированной, углеродистой, нержавеющей стали или износостойких сплавов высокой прочности. Материал, из которого изготавливаются детали, должен быть устойчив к воздействию масел, так как цепная передача нуждается в регулярной смазке.

Сами звездочки выбирается по нескольким параметрам:

• количество зубьев;
• шаг;
• количество рядов;
• тип соединения с валом.

Зубчатое зацепление стандартизировано, подбирается на основании таблиц, подготовленных заводом-изготовителем. Сегодня велик спрос на звездочки из нержавеющей стали с подшипниками или решения, облегчающие сборку на данном типе втулки в одно-, двух- и трехрядном исполнении. Изготавливаться зубчатое колесо может, как цельная или сборная деталь. Для расчета звездочки цепной передачи по шагу цепи используются специальные формулы.

Форма зубьев должна обеспечивать выполнение условий эксплуатации (минимальный износ зубьев, шарниров, свободный вход, выход цепи из сетки, максимально длительное взаимодействие) и прочности. Как и цепи, зубья звездочек также стандартизированы.

Параметры и расчеты

Для расчета звездочки по шагу цепи используются специальные формулы:
Определение делительной окружности:



Определение радиуса впадин:

r= 0,5025 * d1 + 0,05.

Определение окружности выступов:

D выст = t * (0,532 + ctg (2П/z)

Определение окружности впадин:

D впад = D дел - 2 * r

При расчете звездочки цепной передачи по шагу допускаются определенные погрешности. Так для параметра D выст она составляет 0.1 мм, для остальных – не более 0,01 мм.
Звездочки могут быть стандартные или проектируются индивидуально для конкретного механизма, с учетом его параметров и условий работы. Параметры их регламентирует ГОСТ 591-69.