Построение звездочки цепной передачи

Расчет звездочки цепной передачи по шагу цепи

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.

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

Последнее значение K явно выбивается из логической цепи чисел, но соответствует ГОСТ 591-69. Ошибка в ГОСТе? Скорее всего — да. (Никто не удосужился за почти 50 лет ее исправить. ) Однако, ошибка не критическая. Во многих источниках K =0,5 вне зависимости от значения λ .

В точных кинематических реверсивных передачах следует назначить e =0.

20. FG = d1 *(1,24*sin( φ ) — 0,8*sin( β ))

22. r2 = d1 *(1,24*cos ( φ )+0,8*cos ( β ) -1,3025) -0,05

при n =2 и n =3 bn =0,90* b1 -0,15

25. Dc = t *1/tg ( γ ) -1,3* h

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.

2. Из того же центра строим три окружности – выступов, с диаметром De ; делительную, с диаметром dд ; и впадин, с диаметром Di .

3. Чертим осевую линию параллельную вертикальной осевой, отступив от нее на расстояние, равное половине смещения — e /2.

4. Из центра O — пересечения делительного диаметра и смещенной осевой линии — строим дугу с радиусом r и углом α .

5. На продолжении отрезка EO находим точку O1 (EO1= r1 ) и проводим дугу радиусом r1 на угол β .

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.

Построение поперечного профиля зубьев звездочки, думаю, не требует каких-либо дополнительных пояснений

Единственное, на что хотелось бы обратить внимание, это — выполнение диаметра обода Dc. Если его по невнимательности завысить, ролики цепи не «сядут» во впадину, и цепь будет опираться на звездочку торцами боковых пластин… (Недолго будет опираться…)

Звездочки для приводных цепей

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.

Как рассчитать звездочку для цепи самостоятельно

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.

Как рассчитать звездочку для цепи самостоятельно

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.

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!

Правила выполнения рабочих чертежей звездочек для пластинчатых цепей

Цепь (обозначение сопрягаемой цепи)
Число зубьев z
Величина смещения центров дуг впадин е
Радиус впадин зубьев r
Радиус закругления головки зуба r1
Высота прямолинейной поверхности зуба h
Угол впадины *1 β
Профиль зуба *2
Степень точности 1 по ГОСТ 592-81
Диаметр делительной окружности dd

*1 Угол впадины и размеры, определяющие впадину зуба, указываются при необходимости.

*2 Ссылка на соответствующий ГОСТ.

Таблица параметров приведена для звездочек тяговых пластинчатых цепей.

При выполнении чертежа блока звездо­чек следует помещать одну таблицу с ука­занием всех необходимых данных для каж­дого венца звездочек. Венцы обозначают прописными буквами русского алфавита.

В неиспользованных графах таблицы ставят прочерки.

На чертеже звездочки, имеющей про­филь, частично отличающийся от стандар­тизованного, кроме данных, указанных на рисунке и в таблице параметров, следует помещать изображение профиля зуба (рис. 3).

На изображении профиля:

указывают диаметр (диаметры) окруж­ности, ограничивающей стандартизованную часть профиля;

наносят все необходимые размеры для изготовления нестандартизованной части профиля или оговаривают эту часть профи­ля в технических требованиях чертежа;

стандартизованную часть профиля вы­деляют штрихпунктирной утолщенной ли­нией.

рисоединительными эле­ментами типа 3, с односторонним их рас­положением (1) и чередованием через 3 шага:

Цепь M112-2-100-1-3-1-3 ГОСТ 588-81

То же, с присоединительными элемен­тами типа 1.2 (с размерами h1 = 31,5 и d6 = 9), исполнения 1 (с размером А = 30), с односторонним их расположением (1) (с полурасстоянием А1/2, для наружных спе­циальных пластин, равным 50, и для внут­ренних — 45) и чередованием через 3 шага:

Цепь M112-2-100-1-1 (h1 = 31,5)·2 (d6 = 9)-1(А= 30)-1(А1/2 = 50/45)-3 ГОСТ 588-81

То же, с присоединительными элемен­тами типа 2.1 (с прямоугольными отвер­стиями размером 9×31), исполнения 0, с двусторонним их расположением (2) и че­редованием через 2 ×

Цепь M112-2-100-1-2·1(9 × 31)-0-22 ГОСТ 588-81

То же, с присоединительными элемен­тами типа 3 (с размером d7 = 15) с одно­сторонним их расположением (с размером b6 = 72) и чередованием через 4 шага:

Цепь M112-2-100-1-3 (d7 = 15)-1 (b6 = 72)-4 ГОСТ 588-81

Для тяговых пла­стинчатых цепей со специальными пласти­нами, имеющими иную от установленной на рис. табл. 30 форму отверстий и присоединительные элементы с размерами, отличающимися от указанных в табл. 30, после соответствующего условного обозначения типа исполнения и расположения присоединительных элементов в скобках следует указывать обозначение размера и фактическое его значение.

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

Звездочки для приводных цепей: гост, виды, изготовлениеЦепные передачи.Расчет цепной передачи онлайн калькуляторЦепные передачи.Расчет и проектирование цепных передач. методичка. другое. 2012-02-07Конструирование и расчет цепных передач.Цепная передача. расчет в excel. | блог александра воробьеваРасчет звездочки цепной передачи по шагу цепиЦепная передачаЗвездочки для приводных цепей

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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

Построение профиля
инструмента (спаренная фреза) для нарезания зубьев одноходовых звездочек с
геометрической характеристикой зацепления λ > 2,2

Основные зависимости для
расчета и построения профиля инструмента для нарезания зубьев звездочек типов 1
– 3 (черт. 1
– 4)

Расстояние
между центрами скругления спаренной фрезы (черт. 1,
2)

Высота
зуба звездочек типов 1 и 2 – глубина врезания (черт. 1, 2)

Высота
зуба звездочек типов 1 и 3 – глубина врезания (черт. 3, 4)

Диаметр
делительной окружности

По табл. 1
и 2 настоящего стандарта

Диаметр
наружной окружности

Диаметр
окружности впадин

Радиус
впадины зубьев

Смещение
центров дуг впадин

Половина
угла заострения зуба

Радиус
закругления головки зуба при λ < 2,2

По табл. 1
настоящего стандарта

Угол
впадины зуба – угол фрезы

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

3. Допускается построение
профиля инструмента для одноходовых звездочек при λ > 2,2 выполнять по
черт. 3
и при λ £2,2 по черт. 4.

Гост 592-81 звездочки для пластинчатых цепей. методы расчета и построения профиля зубьев. предельные отклоненияЗвездочки для приводных цепейРасчет звездочки цепной передачи по шагу цепи самостоятельноЗвездочки для приводных цепей: гост, виды, изготовлениеЦепные передачи.Гост 13568-97 цепи приводные роликовые и втулочные. общие технические условияГост 592-81 звездочки для пластинчатых цепей. методы расчета и построения профиля зубьев. предельные отклоненияГост 592-81: звездочки для пластинчатых цепей. методы расчета и построения профиля зубьев. предельные отклоненияГост р 54917-2012: цепи роликовые длиннозвенные и звездочки для приводов и конвейеровГост 13576-81 звездочки для приводных зубчатых цепей. методы расчета и построения профиля зубьев. предельные отклонения, гост от 16 марта 1981 года №13576-81

Построение профиля
инструмента для нарезания зубьев одноходовых звездочек с геометрической
характеристикой зацепления λ
£2,2

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

Основные расчетные зависимости
для нарезания зубьев звездочек типов 2 и 3 стандартными дисковыми фрезами
(черт. 5)

Смещение оси заготовки относительно торца
фрезы

b = 0,5[dд · sin (j + g – ρ)
Dц]

Угол смещения центров впадин

Глубина врезания фрезы

Ширина
дисковой фрезы

Половина
углового шага звездочки

Диаметр
делительной окружности

По табл. 1
и 2 настоящего стандарта

Диаметр
наружной окружности

Диаметр
окружности впадин

Диаметр
элемента зацепления цепей

Смещение
центров дуг впадин

Половина
угла заострения зуба

ПРИЛОЖЕНИЯ 1, 2.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. Методы расчета и построения
профиля зубьев. 1

2. Предельные отклонения. 7

Приложение 1 Значения
геометрической характеристики зацепления. 8

Приложение 2 Расчет и построение профиля инструмента для нарезания
зубьев звездочек на металлорежущих станках. 12

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.

Как изготовить звёздочку без специального оборудования.

Изготовить звёздочку можно и в гаражных условиях без специального оборудования. Для этого нужно подобрать необходимую заготовку по толщине, расчитать диаметр делительной окружности и диаметр окружности выступов. Заготовка должна быть больше диаметра выступов на 10-15 мм. Затем прочертить делительный диаметр и диаметр окружности выступов. Взять звено из цепи и подобрать к нему два керна по диаметру втулок. Просверлить отверстие на делительном диаметре, равное диаметру керна, вставить керно со звеном, а во второе отверстие звена второе керно. Накернить и просверлить второе отверстие в заготовке. Вынуть первое керно и переместить звено на втором керне для изготовления следующего отверстия и т. д. Если делительный диаметр прочерчен правильно, то последнее отверстие должно совпасть с первым и звено с кернами должно вставляться во все отверстия. Затем отверстия рассверлить до диаметра втулки цепи +0,5-0,8мм. Заготовку обработать до диаметра выступов и в тисках изготовить профиль зуба. Цепь должна свободно обхватывать звёздочку.

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.

Многозубые звездочки

Приводные звездочки данного типа характеризуются повышенной точностью передачи, большими передаточными отношениями и высокой износостойкостью. Количество зубьев звездочек варьируется в диапазоне от 38 до 114. Оборудование используется в качестве элементов цепной передачи, также включающей в себя роликовые цепи ПР с шагом 12.7, 15.875 и 19.05 мм.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий