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:
- передавать момент вращения с ведущего вала на ведомый;
- захватывать и высвобождать звенья цепи без рывков и ударов;
- удерживать механизм в плоскости вращения.
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:
- шаг цепи t;
- количество зубцов z;
- диаметр окружности зацепления d1;
Основные размеры, определяющие геометрическую форму изделия, это:
- диаметр делительной окружности D дел;
- диаметр окружности выступов D выст;
- радиус впадин r;
Расчет параметров звездочки цепной передачи по заданному шагу цепи осуществляется в следующей последовательности:
- Оси шарниров звеньев во время зацепления с зубцами цепного привода располагаются на делительной окружности, расчет диаметра проводят по формуле:
- Расчет окружности выступов:
- Расчет радиуса впадин (в мм) r = 0,5025 * d1 + 0,05.
- Расчет диаметра окружности впадин D впад = D дел — 2 * r.
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:
- 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.
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.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
ЗВЕЗДОЧКИ ПРИВОДНЫХ ЦЕПЕЙ
ГОСТ 591—69 (в ред. 1989 г.) устанавливает два профиля зубьев звездочек:
без смещения центров дуг впадин; со смещением центров дуг впадин
11. Метод расчета и построение профиля зубьев звездочек
для приводных роликовых и втулочных цепей
Профиль зубьев со смещением 1 центров дуг впадин
Размеры по стандартам на цепи по ГОСТ 13568—75 и ГОСТ
21834-76
Геометрическая характеристика зацепления λ
Число зубьев звездочки z
Диаметр делительной окружности d∂
Диаметр делительной окружности выступов Dе
Коэффициент высоты зуба К
Диаметр окружности впадин Di
Наибольшая хорда (для контроля звездочек с нечетным числом зубьев)
Lx
Радиус впадин r
Радиус головки зуба r2
Половина угла впадины α
Угол сопряжения β
Половина угла зуба j
Прямой участок профиля FC
Расстояние от центра дуги впадины до центра дуги головки зуба ОО2
Смещение центров дуг впадин е
1 Для зубьев, образуемых без смещения центров дуг впадин, е=0,
ГОСТ 591—69 устанавливает профиль зубьев звездочек для цепей с геометрической характеристикой λ ≤ 2.
Диаметр окружности выступов Dе вычисляют с точностью до 0,1 мм; остальные линейные размеры — до 0,01 мм, а угловые — до 1 ΄ .
Для определения диаметров d∂ и Dе следует пользоваться табл. 14.
12. Значения величин для расчета и построения профиля зубьев звездочек
Обозначение цепей
по ГОСТ 13568-75
Обозначение цепей
по ГОСТ 13568-75
ПР-31,75-8900
ПРА-31,75-8900
2ПР-31,75-17700
ПРА-38,1-12700
ПР-38,1-12700
2ПР-38,1-25400
ПР-12,7-1820-1
ПР-12,7-1820-2
2ПР-12,7-3180
ПР-44,45-17240 ПРА-44,45-17240
2ПР-44,45-34480
ПР-15,875-2300-1
ПР-15,875-2310-2 2ПР-15,875-4540
ПР-50,8-22700
ПPA-50,8-22700 2ПР-50,8-45360
Табличные значения d∂, Dе ,Di, Dc , Lx, r2, х1, у1 в зависимости от z и типов цепей даны в приложении к ГОСТ 591—69.
Расчет и построение основных размеров зубьев и венцов однорядной, двухрядной и многорядной звездочки в поперечном сечении следует выполнять в соответствии с табл. 13.
13. Зубья и венец звездочки в поперечном сечении
1. Диаметр элемента зацепления цепей Dц:
втулочных Dц = d2
роликовых Dц = d3
Размеры выбирают по ГОСТ 13568-75
и ГОСТ 21834-76
2. Ширина пластины цепи (наибольшая) h
3. Расстояние между внутренними пластинами цепи b3
4. Расстояние между осями цепи А
5. Радиус закругления зуба (наименьший) r3
6. Расстояние от вершины зуба до линии центров дуг
закруглений h3
7. Диаметр обода (наибольший) D * с
8. Радиус закругления r4
при шаге t ≤ 35 мм
при шаге t >35 мм
9. Ширина зуба звездочки
двухрядной и трехрядной b2
10. Ширина венца многорядной звездочки Вn
Размеры зубьев и венцов звездочек для приведены в табл. 16.
Допуски. ГОСТ 591—69 устанавливает три группы точности размеров зубьев и венцов звездочек. Предельные отклонения размеров зубьев и венцов звездочек по группам точности должны соответствовать приведенным в табл. 15.
Параметр шероховатости поверхности зубьев Ra следует принимать в зависимости от окружающей скорости до 8 м/с не более
6,3 мкм, свыше 8 м/с — не более 3,2 мкм.
Предельные отклонения диаметра отверстия ступицы звездочки следует принимать не ниже Н8.
15. Предельные отклонения и допуски на размеры зубьев и венцов звездочек
Отклонения и допуски, мкм, при диаметре звездочки, мм
120 до 260
260 до 500
500 до 800
800 до 1250
1250
120 до 260
260 до 500
500 до 800
800 до 1250
1250
120 до 260
260 до 500
500 до 800
800 до 1250
1250
Разность шагов
∆t (одной звез-
дочки) при шаге t, мм
Св.20
и 35
Св.35 до 55
» 55
32
40
50
60
80
80
100
120
160
200
200
250
320
400
500
Диаметр окружности
выступов Dе
Диаметр окружности
впадин Di и наибольшая хорда Lx
Диаметр впадин зуба 2r
Радиальное биение окружности
впадин и
осевое биение зубчатого венца
* Допуск для варианта а (см. рис. к табл. 13) ГОСТом не нормируется.
16. Размеры зубьев и венцов звездочек
Обозначение цепей по ГОСТ 13568-75
Обозначение цепей по ГОСТ 13568-75
17. Пример выполнения чертежа венца звездочки
для приводной однорядной цепи (ГОСТ 2.408—68 в ред. 1996 г.)
Профиль зуба по ГОСТ 591-69
Группа точности по ГОСТ 591-69
Диаметр окружности впадин
Допуск на разность шагов
Допуск радиального биения окружности впадин
Допуск торцового биения зубчатого венца
Диаметр делительной окружности
Ширина внутренней пластины
Расстояние между внутренними пластинами
18. Расчет и построение профиля дисковой фрезы для нарезания звездочек
с числом зубьев z ≥ 7
Профиль зуба звездочек, получаемый методом деления при нарезании дисковыми фрезами, полностью соответствует теоретическому (исходному) профилю только при расчетном числе зубьев z1 данной группы.
Линейные размеры червячных и дисковых фрез вычисляют с точностью до 0,01 мм, а угловые — до 1 ‘ .
Расчетная формула и величина
Размеры выбирают по ГОСТ 13568—75,
ГОСТ 21834—76
Диаметр элемента зацепления цепей Dц: втулочных Dц = d2
роликовых Dц = d3
Номер группы (фрезы)
Число зубьев нарезаемой звездочки z
Расчетное число зубьев для группы z1
Радиус головки фрезы r
Радиус впадины фрезы r2
Половина угла головки фрезы α
Угол сопряжения β
Прямой участок профиля FG
Смещение центров дуг головки фрезы е*
Ширина фрезы В, не менее
* При расчете дисковых фрез для нарезания звездочек без смещения центров дуг впадин величину е следует принимать равной нулю.
19. Расчет и построение профиля инструмента для нарезания звездочек с числом зубьев z ≥ 9
Расчет и построение профиля основной рейки в нормальном сечении при изготовлении зубьев звездочки методом обкатки по диаметру делительной окружности d∂ даны в таблице и на рисунке. Центр дуги радиуса r3 лежит на пересечении перпендикуляра, восстановленного из середины отрезка О2 С, с продолжением линии О1ВС.
Профиль зуба звездочек, получаемый методом огибания, на участке EFCK (см. рисунок к табл. 11) отклоняется от теоретического (исходного) профиля. Величина отклонения зависит от числа зубьев и не превышает в нормальном направлении к теоретическому профилю на участке EFC — 0,01t и на участке СК— 0,015t.
Шаг цепи t
Диаметр элемента зацепления цепей D ‘.
втулочных Dц = d2 ,
роликовых Dц = d3
Размеры на цепь по
ГОСТ 13568-75
Радиус вспомогательный r :
» головки зуба r
» выпуклости зуба r1
r =0,5Dц
r=0,5025Dц+0,05 мм
r1 = 0,5Dц + r = 1,0025Dц+ 0,05 мм
Радиус впадины зуба r2
Смещение центров дуг радиуса r головки зуба е*
Технические требования на звездочки для приводных роликовых и втулочных цепей с шагами до 25,4 мм включительно.
Число зубьев звездочек выбирают из следующего ряда: 9, 10, 11, 12, (13), 14, (15), 16, (17), 18, (19), 20, (22), 25, (28), 32, (36), 40, (45), 50, (56), 63, (71), 80.
Рекомендуется принимать число зубьев не менее 13; при больших скоростях и для ответственных передач принимают большие значения, но не свыше 120. При четном числе звеньев цепи следует выбирать нечетное число зубьев звездочки.
Посадочные отверстия звездочек под вал выполняют с предельными отклонениями по Н8.
Звездочки изготовляют из стали марок 40 и 45 или 40Л и 45Л, группа II.
Твердость поверхностного слоя венцов в пределах 42 . 52 HRC на глубину не менее:
1,0 мм — при ширине зуба звездочки до 3 мм;
1,5 мм — при ширине зуба звездочки более 3 до 6 мм;
2,5 мм — при ширине зуба звездочки более 6 мм.
Допускается изготовление звездочек:
а) из стали марок 15 и 20 (глубина слоя цементации на венцах 1,0—1,5 мм, твердость 54 . 62 HRC).
б) из чугуна не ниже марки СЧ 18 с термической обработкой (твердость венца 363 . 429 НВ при шаге до 25,4 мм и окружной скорости до 2 м/с.
Основные условия применения передач приводными цепями.
Передаточное отношение i должно быть не более 7;
при скорости цепи υ ≤ 3 м/с при постоянстве рабочей нагрузки можно брать i ≤ 10.
Для цепных передач металлорежущих станков рекомендуется выбирать ( из следующего ряда: 1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,25; 2,8; 3,15; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3; 7,1.
Частота вращения звездочки, мин -1 , наибольшая для втулочно-роликовых цепей, приведена в табл. 20.
Она соответствует наибольшей скорости цепи υ ≈ 18 м/с. При низком качестве изготовления цепи указанную в табл. 20 частоту вращения следует уменьшать на 25—30%.
Скорость набегания цепи на звездочку или средняя скорость цепи, м/с:
где z—число зубьев звездочки; n— частота вращения звездочки, мин -1 ; t—шаг цепи, мм.
Шаг цепи t в зависимости от частоты вращения меньшей звездочки и ее числа зубьев z следует принимать по табл. 20.
Для выбора шага можно также руководствоваться зависимостью
где А — межосевое расстояние, мм.
Следует стремиться к выбору меньшего шага, так как работоспособность цепной передачи с малым шагом выше, чем цепи с большим шагом.
Частота ударов звеньев цепи сильно влияет на ее работоспособность. Число ударов звена в секунду определяют по формуле
где m— число звеньев цепи.
Для проверки допустимого числа ударов для втулочно-роликовой цепи можно пользоваться табл. 21.
Среднее значение КПД цепной передачи (без учета потерь в подшипниках валов) η =0,97.
Конструкция звездочек. Звездочки диаметром свыше 200 мм рекомендуется делать составными, как показано на рис. 1, при этом втулка может быть из чугуна; или сварными, как показано на рис. 2.
Положение цепной передачи. Горизонтальное или наклонное (с углом не свыше 45° к горизонту) положение цепной передачи является наиболее благоприятным. Вертикальных установок следует избегать ввиду необходимости частого регулирования провисания ветвей цепи.
Для регулирования провисания и создания нужного предварительного натяжения, а также для компенсации вытяжки цепей применяют устройства с натяжными или оттяжными звездочками или роликами. Число зубьев регулирующей звездочки рекомендуется принимать не менее числа зубьев малой звездочки передачи. Ролики, как правило, применяют при вертикальном или близком к нему расположении цепи.
Наиболее желательны для регулирования провисания передвижные опоры передачи.
20. Наибольшая допустимая частота вращения звездочки, мин -1
Любая цепь со временем изнашивается и требует замены, но самое главное, эта цепь всегда работает в паре с цепными звездочками (зубчатыми колесами), которые имеют свой ресурс работы и их необходимо менять, поскольку изношенная звездочка существенно сокращает ресурс работы цепи.
Звездочки подразделяются по назначению на: звездочки ведущие, звездочки ведомые, звездочки промежуточные и звездочки натяжные.
В нашей компании Вы можете приобрести из наличия уже готовые звездочки для приводных однорядных, двухрядных, многорядных цепей различных стандартов ISO 606-94: Серии А — DIN 8188-1, Серии B — DIN 8187-1; ANSI B29.1M
Основные параметры приводных звездочек, с которыми необходимо определиться для подбора универсальной звездочки на цепь, следующие:
1) Сопрягаемая цепь. (Необходимо знать название цепи или ее шаг и рядность цепи)
2) Число зубьев звездочки или наружный диаметр.
Предлагаемые звездочки со ступицей и черновым отверстием под расточку для цепей имеют наиболее универсальную конструкцию, которая позволяет оперативно, с минимальной доработкой, расточив лишь черновое отверстие под необходимую посадку на вал, установить звездочку на оборудование.
С более точной геометрией по размерам звездочек для цепей можно ознакомиться ниже в представленных каталогах, разбитых по шагу звездочки и числу зубьев.
Посмотреть каталоги
Звездочки с шагом 9,525-12,7-15,875-19,05-25,4 можно приобрести уже готовые из наличия, выбрав необходимую из каталога.
Звездочки с шагом от 31,75 мм, 38,1 мм, 44,45 мм, 50,8 мм и более, в настоящий момент возможно приобрести ТОЛЬКО под заказ.
1) Звездочки цепи изготовлены из конструкционной качественной стали 45, что является неотъемлемым условием для длительной и безотказной ее работы.
2) Звездочки имеют термообработанный профиль зуба, благодаря специальной термической обработке с помощью ТВЧ «токов высокой частоты», что позволяет придать заданную твердость, а соответственно, и износостойкость только лишь зубьям приводной звездочки цепи до HRC 42 единиц на необходимую глубину, и, самое главное, только при таком способе термической обработке остальные элементы звездочки как:
— Черновое отверстие, односторонняя ступица звездочки (ее диаметр и длина) остаются не закаленными, с начальными значениями твердости материала, что позволяет быстро и без дополнительных затрат на высокопрочный инструмент и время произвести дальнейшую механическую обработку под необходимые посадочные и габаритные размеры уже самого узла, где и работает звездочка.
— Также, такой способ обработки позволяет при больших диаметрах звездочки сохранить соосность и плоскостность каждого зуба относительно друг друга по всему диаметру звездочки и исключить недопустимые значения возможного радиального биения, вследствие возможного коробления при объемной закалке.
— Низкая цена, благодаря большой серийности
3) На всех звездочках, поставляемых компанией ООО «ЦЕПЬИНВЕСТ», нанесено клеймо на боковой поверхности звезды, с обозначением типа цепи и количества зубьев, благодаря которому можно без особой потери времени определить точную номенклатуру. Например, звездочка «08В30», где:
08— упрощенное цифровое обозначение шага цепи 12,7 мм см. таблицу ниже
В — обозначает серию цепи, цепь изготовлена в соответствии с DIN 8187-1
30 – количество зубьев звездочки.
Звездочки приводные для роликовых цепей
По каталогу компании «ЦЕПЬИНВЕСТ» предлагается купить звездочки приводные для роликовых цепей в Москве. В продаже представлен широкий выбор готовой продукции, также есть возможность приобрести изделия нестандартных типоразмеров под заказ. Наша компания является официальным представителем сразу нескольких зарубежных производителей, а предлагаемая продукция соответствует международным стандартам. Заказать звездочки для приводных цепей предлагается оптом и в розницу по невысоким ценам.
Особенности конструкции и основные виды
Звездочки приводные для роликовых цепей — это неотъемлемая часть цепной передачи. Они представляют собой металлические зубчатые колеса, зубья зацепляют ролики приводной цепи и обеспечивают передачу энергии. Такие изделия используются в различных механизмах: это промышленное оборудование, сельскохозяйственная техника, гусеничный транспорт и многое другое. Ключевое преимущество цепной передачи – более высокая нагрузочная способность, по сравнению с ременной, а также постоянное передаточное отношение. Звездочки приводные роликовых цепей со временем изнашиваются: поверхность зубьев стачивается, в результате изделие перестает справляться со своими функциями и требует замены. Роликовая конструкция цепи обеспечивает зубчатым колесам долгое использование: трение скольжения заменяется трением качения, ролик прокатывается по зубцу колеса, что замедляет его износ. Однако любые детали со временем выходят из строя, поэтому звездочки необходимо своевременно менять. В каталоге нашей компании представлено несколько типов звездочек:
- Ведущие и ведомые. Они различаются по расположению в конструкции механизма и выполняемой функции.
- Промежуточные. Они устанавливаются на ведомой ветви, их задача – не допустить провисания цепи при большом расстоянии между валами.
- Натяжные. Такой тип звездочек предназначен для натяжения приводных цепей, это обеспечивает точное центрирование и снижает вибрации при движении цепи.
В каталоге вы найдете широкий выбор готовых изделий, которые могут использоваться для однорядных цепей, а также двухрядных и многорядных разновидностей. Они изготовлены по стандарту ISO 606-94, а также по стандарту ANSI B29.1M.
Параметры выбора
Чтобы правильно подобрать звездочки для приводных цепей, необходимо знать название сопрягаемой цепи, ее шаг и рядность. Кроме того, нужно знать требуемое число зубьев колеса или его наружный диаметр. Чтобы механизм работал плавно, рекомендуется подбирать звездочку с большим количеством зубьев. В этом случае приводная роликовая цепь будет перемещаться без рывков, и сохранится постоянная величина передаточного отношения. Если колесо имеет нечетное количество зубцов, оно прослужит дольше. В зависимости от назначения различают следующие варианты конструкции звездочек для цепной передачи:
- Звездочки со ступицей. Они могут соединяться с валом при помощи шпонки или втулки, количество зубцов – от 8 до 125.
- Плоские зубчатые колеса без ступицы. Они применяются для однорядных цепей, для двухрядных цепей может использоваться сдвоенный вариант. Изделия имеют черновое отверстие под расточку до нужного диаметра в соответствии с размерами вала.
- Многозубые звездочки, применяемые для цепной передачи высокой точности.
Вся продукция, представленная в каталогах компании ООО «ЦЕПЬИНВЕСТ», снабжается клеймом на боковой поверхности зубчатого колеса. Клеймо содержит информацию о подходящем типе приводной цепи и количестве зубьев, с его помощью можно быстро подобрать изделия с подходящими параметрами под цепь определенного размера и назначения.
Преимущества универсальной конструкции звездочек
Представленные в продаже звездочки для приводных роликовых цепей изготовлены из высокопрочной конструкционной стали марки 45. В большом количестве можно приобрети готовую продукцию с шагом 9,525-12,7-15,875-19,05-25,4, а выбрать изделия для цепной передачи лучше по нашему каталогу. Цепные звездочки, имеющие шаг от 31,75, 38,1, 44,45, 50,8 миллиметров можно заказать, их изготовление займет минимум времени. Профиль зуба проходит специальную термическую обработку с применением токов высокой частоты. В результате металл приобретает высокую прочность до HRC 42 единиц, при этом закалку проходят только непосредственно зубья звездочки. Черновое отверстие и односторонняя ступица закалку не проходят, в результате металл легко подвергается обработке. Отверстие без больших трудозатрат расширяется до диаметра вала, изготовление звездочек цепных передач таким способом делает их универсальным вариантом для использования. Зубчатые колеса для приводных цепей, предлагаемые в нашем каталоге, имеют следующие преимущества:
- Высокая прочность и износостойкость. Специальная обработка обеспечивает изделиям долгий срок использования.
- Соосность и плоскостность зубьев по всему диаметру благодаря высокоточной обработке по современным технологиям. Искривления не допускаются, и это предотвращает превышение допустимых значений радиального биения.
- Невысокая цена благодаря массовому серийному производству. Компания «ЦЕПЬИНВЕСТ» предлагает купить продукцию партиями любого объема, при заказе от официального дилера производителя гарантируется невысокая стоимость.
Прочность HRC 42 единицы позволяет изделию выдерживать длительные высокие нагрузки, изделия отличаются высокой износостойкостью.
