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Breve recensione

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La trasmissione a catena si basa sull'ingranamento della catena e delle ruote dentate.

Vantaggi e svantaggi

Il principio di ingranamento e l'elevata resistenza della catena in acciaio consentono di fornire una maggiore capacità di carico della trasmissione a catena rispetto alla trasmissione a cinghia. L'assenza di slittamento e slittamento garantisce la costanza del rapporto di trasmissione (media per giro) e la capacità di lavorare con sovraccarichi di breve durata.

Il principio di ingranamento non richiede il pretensionamento della catena, il che riduce il carico sui supporti. Le trasmissioni a catena possono funzionare con interassi più piccoli e rapporti di trasmissione elevati, nonché trasmettere potenza da un albero di trasmissione a più azionamenti.

Il motivo principale degli svantaggi della trasmissione a catena è che la catena è costituita da maglie rigide separate situate sulla ruota dentata non in un cerchio, ma in un poligono. Ciò si traduce in usura dei giunti della catena, rumore e carichi dinamici aggiuntivi. Le trasmissioni a catena richiedono l'organizzazione del sistema di lubrificazione.

Area di applicazione:

• a distanze centrali significative, a velocità inferiori a 15-20 m / s, a velocità fino a 35 m / s, vengono utilizzate catene a piastre (un insieme di piastre di due sporgenze simili a denti, il principio dell'ingranaggio interno);
• durante il trasferimento da un albero di trasmissione a più condotti;
• quando gli ingranaggi non sono applicabili e le cinghie non sono affidabili.

Rispetto alle trasmissioni a cinghia, le trasmissioni a catena sono più rumorose e nei riduttori vengono utilizzate a bassa velocità.

Principali caratteristiche della trasmissione a catena

Potenza
Le moderne trasmissioni a catena possono funzionare in una gamma abbastanza ampia: da frazioni a diverse migliaia di kilowatt. Ma ad alte capacità, il costo della trasmissione aumenta, quindi le trasmissioni a catena fino a 100 kW sono le più comuni.

Velocità periferica
Con un aumento della velocità e della velocità, aumentano l'usura, i carichi dinamici e il rumore.

Rapporto:
Il rapporto di trasmissione della trasmissione a catena è limitato a 6 a causa delle dimensioni aumentate.

Trasmissione KKD
Le perdite di trasmissione della catena consistono in perdite per attrito nei giunti della catena, nei denti della ruota dentata e nei cuscinetti dell'albero. Nel caso della lubrificazione ad immersione si tiene conto della perdita di miscelazione dell'olio lubrificante. KCD Average medio

Interasse e lunghezza catena
Il valore minimo dell'interasse è limitato dalla distanza minima consentita tra le ruote dentate (30 ... 50 mm). Per garantire la durata, a seconda del rapporto di trasmissione

Tipi di catena di trasmissione

• Rullo
• boccola
• dentato

Tutte le catene sono standardizzate e prodotte in stabilimenti speciali.

Pignoni per catena di trasmissione

I pignoni sono come le ruote dentate. Il cerchio primitivo passa per i centri dei perni della catena.

Il profilo dei denti delle catene a rulli e bussole può essere convesso, rettilineo e concavo, in cui solo la parte principale inferiore del profilo è concava, nella parte superiore la forma è convessa, nella parte centrale è presente un piccolo tratto rettilineo di transizione . Il profilo concavo è il più comune.

La qualità del profilo è determinata dall'angolo del profilo, che per profili concavi e convessi varia con l'altezza del dente. All'aumentare dell'angolo del profilo diminuisce l'usura dei denti e delle cerniere, ma ciò porta ad un aumento degli urti delle cerniere in fase di innesto, nonché ad un aumento della tensione del ramo folle della catena.

Materiali (modifica)

Catene e ruote dentate devono essere resistenti all'usura e agli urti. La maggior parte delle catene e dei pignoni sono realizzati in acciai al carbonio e legati con ulteriore trattamento termico (miglioramento, tempra).

Di norma, le ruote dentate sono realizzate in acciaio 45, 40X, ecc., Le piastre della catena sono realizzate in acciaio 45, 50, ecc., I rulli e i rulli sono realizzati in acciaio 15, 20.20X, ecc.

Le parti della cerniera sono cementate per aumentare la resistenza all'usura mantenendo la resistenza agli urti.

In futuro, si prevede di produrre ruote dentate in plastica, che ridurranno i carichi dinamici e il rumore di trasmissione.

Forze impegnate

• forze di trazione dei rami principali e guidati,
• forza circonferenziale,
• forza di pre-tensione,
• forza centrifuga.

Cinematica e dinamica delle trasmissioni a catena

Il movimento della ruota dentata condotta è determinato dalla velocità V 2, le cui variazioni periodiche sono accompagnate da variabilità del rapporto di trasmissione e carichi dinamici aggiuntivi. La velocità V 1 è associata alle vibrazioni laterali dei rami della catena e agli urti degli snodi della catena sui denti della ruota dentata, che provocano carichi dinamici aggiuntivi.

Con una diminuzione del numero di denti z 1, le proprietà dinamiche della trasmissione si deteriorano.

Gli urti causano rumore di trasmissione e sono una delle cause del guasto del circuito. Per limitare gli effetti dannosi degli urti, sono state sviluppate raccomandazioni per la scelta di un passo della catena in funzione della velocità della trasmissione. Ad una certa frequenza di rotazione può verificarsi il fenomeno della risonanza delle oscillazioni del circuito.

Nel corso del lavoro, l'usura dei giunti della catena si verifica a causa di un aumento dei giochi tra il rullo e la boccola, a seguito del quale la catena viene allungata.

La durata della catena dipende dall'interasse, dal numero di denti del pignone, dalla pressione nel perno, dalle condizioni di lubrificazione, dalla resistenza all'usura del materiale della catena, dall'usura relativa ammissibile

Maggiore è la lunghezza della catena, maggiore è la durata. Con meno denti della ruota dentata, la dinamica si deteriora. Un aumento del numero di denti porta ad un aumento delle dimensioni, una diminuzione del gioco relativo consentito, che è limitato dalla possibilità di perdita di impegno della catena con la ruota dentata, nonché una diminuzione della forza della catena .

Pertanto, con un aumento del numero di denti della ruota dentata z, diminuisce l'usura relativa ammissibile delle cerniere e, di conseguenza, diminuisce la vita della catena prima della perdita di impegno con la ruota dentata.

Il numero ottimale di denti della ruota dentata garantisce la massima durata in termini di resistenza e impegno.

Criteri di prestazione della trasmissione a catena

Il motivo principale della perdita di prestazioni è l'usura dei perni della catena. Il principale criterio di progettazione per la resistenza all'usura delle cerniere

La durata della catena dipende da:

• dall'interasse (la lunghezza della catena aumenta e il numero di giri della catena per unità di tempo diminuisce, cioè diminuisce il numero di giri in ogni giunto di catena);
• sul numero di denti di una piccola ruota dentata (con un aumento di z1, l'angolo di rotazione nelle articolazioni diminuisce).

Il metodo per il calcolo pratico della trasmissione a catena è riportato in.

trasmissione a catena, catena, pignone, passo della catena

Un esempio di calcolo di un ingranaggio cilindrico
Un esempio di calcolo di un ingranaggio cilindrico. Sono stati eseguiti la scelta del materiale, il calcolo delle sollecitazioni ammissibili, il calcolo della resistenza al contatto e alla flessione.

Un esempio di risoluzione del problema di piegare una trave
Nell'esempio, vengono costruiti i diagrammi delle forze di taglio e dei momenti flettenti, viene trovata una sezione pericolosa e viene selezionata una trave a I. Il problema analizza la costruzione di diagrammi utilizzando dipendenze differenziali, viene eseguita un'analisi comparativa di varie sezioni trasversali della trave.

Un esempio di risoluzione del problema della torsione dell'albero
Il compito è verificare la resistenza di un albero in acciaio per un dato diametro, materiale e sollecitazioni ammissibili. Durante la soluzione vengono tracciati diagrammi di momenti torcenti, sforzi di taglio e angoli di torsione. Il peso proprio dell'albero non viene preso in considerazione.

Un esempio di risoluzione del problema della tensione-compressione di una barra
Il compito è verificare la resistenza di una barra d'acciaio a una data sollecitazione ammissibile. Nel corso della soluzione, vengono tracciati diagrammi di forze longitudinali, sollecitazioni normali e spostamenti. Il peso proprio della barra non viene preso in considerazione.

Applicazione del teorema di conservazione dell'energia cinetica
Un esempio di risoluzione del problema sull'applicazione del teorema sulla conservazione dell'energia cinetica di un sistema meccanico

Determinazione della velocità e dell'accelerazione di un punto secondo le equazioni del moto date
Un esempio di risoluzione di un problema per determinare la velocità e l'accelerazione di un punto secondo le equazioni del moto date

§ 1. INFORMAZIONI GENERALI

La trasmissione a catena è costituita da una ruota dentata motrice e condotta e da una catena che circonda le ruote dentate e si innesta nei loro denti. Vengono utilizzate anche trasmissioni a catena con più ruote dentate condotte. Oltre agli elementi di base elencati, le trasmissioni a catena includono tenditori, lubrificatori e protezioni.

Una catena è costituita da maglie incernierate che forniscono mobilità o "flessibilità" alla catena.

Gli azionamenti a catena possono essere eseguiti in un'ampia gamma di parametri.

Le trasmissioni a catena sono ampiamente utilizzate in veicoli agricoli e di sollevamento e trasporto, attrezzature per la trivellazione petrolifera, motocicli, biciclette, automobili.

Oltre alle trasmissioni a catena, i dispositivi a catena vengono utilizzati nell'ingegneria meccanica, ovvero trasmissioni a catena con corpi di lavoro (benne, raschietti) in trasportatori, ascensori, escavatori e altre macchine.

I vantaggi delle trasmissioni a catena includono: 1) la possibilità di utilizzo in una gamma significativa di interassi; 2) inferiore a quello delle trasmissioni a cinghia, dimensioni; 3) nessuno scivolamento; 4) alta efficienza; 5) piccole forze agenti sugli alberi, poiché non è necessaria una grande tensione iniziale; 6) la possibilità di una facile sostituzione della catena; 7) la capacità di trasmettere il moto a più stelle.

Allo stesso tempo, le trasmissioni a catena non sono prive di inconvenienti: 1) operano in assenza di attrito fluido nelle cerniere e, quindi, con la loro inevitabile usura, che è significativa con scarsa lubrificazione e ingresso di polvere e sporco; l'usura delle cerniere porta ad un aumento del passo delle maglie e della lunghezza della catena, che rende necessario l'utilizzo di tenditori; 2) richiedono una maggiore precisione di installazione dell'albero rispetto alle trasmissioni a cinghia trapezoidale e una manutenzione più complessa: lubrificazione, regolazione; 3) le trasmissioni richiedono l'installazione sui carter; 4) la velocità della catena, soprattutto con piccoli numeri di denti delle ruote dentate, non è costante, il che provoca fluttuazioni nel rapporto di trasmissione, sebbene queste fluttuazioni siano piccole (vedi § 7).

Le catene utilizzate nell'ingegneria meccanica, in base alla natura del lavoro che svolgono, sono divise in due gruppi: trasmissione e trazione. Le catene sono standardizzate, sono prodotte in stabilimenti specializzati. La sola produzione di catene di trasmissione in URSS supera gli 80 milioni di metri cubi all'anno. Più di 8 milioni di auto ne sono equipaggiate ogni anno.

Come catene di trasmissione vengono utilizzate catene a rulli, boccole e ingranaggi. Sono caratterizzati da piccoli gradini (per ridurre i carichi dinamici) e cerniere resistenti all'usura (per garantire la durata).

Le principali caratteristiche geometriche delle catene sono il passo e la larghezza, la principale caratteristica di potenza è il carico di rottura, che viene stabilito empiricamente. In conformità con gli standard internazionali, le catene vengono utilizzate con un multiplo di 25,4 mm (ovvero ~ 1 pollice)

In URSS, le seguenti catene di rulli e boccole sono prodotte secondo GOST 13568-75 *:

PRL - rullo a una fila di normale precisione;

PR - rullo di maggiore precisione;

PRD - maglia lunga a rulli;

PV - manica;

PRI - rullo a piastre curve,

nonché catene a rulli secondo GOST 21834-76 * per piattaforme di perforazione (in ingranaggi ad alta velocità).

Le catene a rulli sono catene a maglie, ciascuna delle quali è costituita da due piastre premute su perni (maglie esterne) o boccole (maglie interne). Le boccole sono poste sui rulli delle contromaglie e formano le cerniere. I collegamenti esterni e interni della catena si alternano.

Le boccole, a loro volta, portano rulli che si inseriscono negli spazi dei denti sulle ruote dentate e si impegnano con le ruote dentate. I rulli sostituiscono l'attrito di scorrimento tra la catena e la ruota dentata con l'attrito volvente, che riduce l'usura dei denti della ruota dentata. Le piastre sono delineate con un contorno che ricorda il numero 8 e avvicina le piastre a corpi di uguale resistenza alla trazione.

I rulli (assi) delle catene sono realizzati a gradini o lisci.

Le estremità dei rulli sono rivettate, quindi le maglie della catena sono in un unico pezzo. Le estremità della catena sono collegate collegando le maglie con il fissaggio dei rulli con coppiglie o rivettatura. Se è necessario utilizzare una catena con un numero dispari di maglie, vengono utilizzate maglie di transizione speciali, che però sono più deboli di quelle principali;

pertanto, tendono solitamente ad utilizzare catene con un numero pari di maglie.

Ad alti carichi e velocità, per evitare l'utilizzo di catene con grandi passi, sfavorevoli in termini di carichi dinamici, si utilizzano catene multifila. Sono costituiti dagli stessi elementi di quelli a fila singola, solo i loro noduli sono di lunghezza maggiore. La potenza trasmessa e i carichi di rottura delle catene multifile sono quasi proporzionali al numero di file.

Le caratteristiche delle catene a rulli ad alta precisione PR sono riportate in tabella. 1. Le catene a rulli di precisione normale PRL sono standardizzate nell'intervallo di passi 15.875 ... .50,8 e sono progettate per un carico di rottura del 10 ... 30% inferiore a quello delle catene di alta precisione.

Le catene a rulli a maglie lunghe del PRD vengono eseguite in un doppio passaggio rispetto alle catene a rulli convenzionali. Pertanto, sono più leggeri ed economici di quelli convenzionali. Si consiglia di utilizzarli a basse velocità, in particolare, nell'ingegneria agricola.

Le catene a boccola PV sono identiche nel design alle catene a rulli, ma non hanno rulli, il che rende la catena più economica e riduce le dimensioni complessive e il peso con una maggiore area di proiezione della cerniera. Queste catene sono prodotte con un passo di soli 9.525 mm e sono utilizzate, in particolare, in moto e auto (trasmissione all'albero a camme). Le catene mostrano prestazioni sufficienti.

Le catene a rulli con piastre piegate PRI vengono reclutate dagli stessi collegamenti, in modo simile al collegamento di transizione (vedi Fig. 12.2, e). Per il fatto che le lamiere lavorano in flessione e quindi hanno una maggiore flessibilità, queste catene vengono utilizzate per carichi dinamici (urti, frequenti inversioni, ecc.).

Nella designazione di una catena a rulli o boccole, indicare: tipo, passo, carico di rottura e numero GOST (ad esempio, Catena PR-25.4-5670 GOST 13568 -75 *). Per le catene a più righe, il numero di righe è indicato all'inizio della designazione.

Le catene dentate (Tabella 2) sono catene a maglie da set di piastre. Ogni piastra ha due denti con una cavità tra di loro per ospitare un dente della ruota dentata. Le superfici di lavoro (esterne) dei denti di queste piastre (le superfici di contatto con le ruote dentate sono limitate da piani e sono inclinate l'una rispetto all'altra di un angolo di incuneamento a pari a 60 °). Con queste superfici, ogni collegamento si trova su due denti della ruota dentata. I denti della ruota dentata sono trapezoidali.

Le piastre nelle maglie sono distanziate tra loro dello spessore di una o due piastre delle maglie di accoppiamento.

Attualmente, la produzione principale di catene con giunti volventi, che sono standardizzate (GOST 13552-81 *).

Per formare le cerniere, nei fori delle maglie vengono inseriti prismi con superfici di lavoro cilindriche. I prismi poggiano sui piani. Con una speciale profilatura del foro delle piastre e delle corrispondenti superfici dei prismi si può ottenere una rullatura pressoché pura nella cerniera. Esistono dati sperimentali e operativi secondo cui la risorsa delle catene dentate con giunti volventi è molte volte superiore a quella delle catene con giunti scorrevoli.

Per evitare lo slittamento laterale della catena dalle ruote dentate, sono previste piastre di guida, che sono piastre ordinarie, ma senza incavi per i denti delle ruote dentate. Vengono utilizzate piastre di guida interne o laterali. Le piastre di guida interne richiedono una scanalatura corrispondente sulle ruote dentate. Forniscono una guida migliore alle alte velocità e sono di uso primario.

I vantaggi delle catene ad ingranaggi rispetto alle catene a rulli sono meno rumore, maggiore precisione cinematica e velocità consentita, nonché maggiore affidabilità grazie al design multipiastra. Tuttavia, sono più pesanti, più difficili da produrre e più costosi. Pertanto, sono di uso limitato e vengono soppiantati da catene a rulli.

Le catene di trazione si suddividono in tre tipologie principali: lamellari ma GOST 588-81*; pieghevole secondo GOST 589 85; grana tonda (forza normale e aumentata), rispettivamente, secondo GOST 2319-81.

Catene a piastre servono per movimentare merci con qualsiasi angolazione rispetto al piano orizzontale nelle macchine di trasporto (nastri trasportatori, ascensori, scale mobili, ecc.). Solitamente sono costituiti da piastre piane e perni con o senza boccole; sono caratterizzati da

passi grandi poiché spesso vengono utilizzate piastre laterali per fissare la cintura. La velocità di movimento di questo tipo di catena solitamente non supera i 2...3 M/S.

Link rotondo Iepi utilizzato principalmente per la sospensione e il sollevamento di carichi.

Esistono catene speciali che trasmettono il movimento tra pignoni con assi reciprocamente perpendicolari. I rulli (assi) di due maglie adiacenti di tale catena sono reciprocamente perpendicolari.

§ 3. PARAMETRI DI BASE DEGLI INGRANAGGI DELLA CATENA DI TRASMISSIONE

Le capacità per la trasmissione di cui vengono utilizzate le trasmissioni a catena variano nell'intervallo da frazioni a centinaia di kilowatt, nell'ingegneria meccanica generale, solitamente fino a 100 kW. Gli interassi delle trasmissioni a catena sono fino a 8 m.

Le velocità e la velocità della ruota dentata sono limitate dalla forza di impatto tra il dente della ruota dentata e il perno della catena, dall'usura e dal rumore dell'ingranaggio. Le velocità massime consigliate e massime della ruota dentata sono riportate nella tabella. 3. La velocità di movimento delle catene solitamente non supera i 15 m/s, tuttavia, nelle trasmissioni con catene e pignoni di alta qualità, con metodi di lubrificazione efficaci, raggiungono i 35 m/s.

Velocità media catena, m/s,

V = znP / (60 * 1000)

dove z è il numero di denti della ruota dentata; NS velocità della sua rotazione, min-1; R-

La trasmissione a catena più semplice (Fig. 3) è costituita da due ruote dentate (1 e 2), ciascuna fissata sul proprio albero, di cui la più piccola è spesso quella principale, e da una catena 3 che le avvolge, formata da tante maglie rigide che possono ruotare l'uno rispetto all'altro amico.

Le trasmissioni a catena sono ampiamente utilizzate nelle macchine industriali generali.

Gli azionamenti a catena sono ampiamente utilizzati in vari dispositivi di sollevamento (ad esempio elevatori a tazze multiple) e di trasporto. L'utilizzo di trasmissioni a catena in questi casi semplifica la progettazione dei gruppi macchina, ne aumenta l'affidabilità e la produttività. Questi dispositivi utilizzano un'ampia varietà di tipi di circuiti.

Le trasmissioni a catena vengono utilizzate sia per ridurre (ridurre la velocità durante la trasmissione) il moto rotatorio, sia per moltiplicarlo (aumentare la velocità).

Vantaggi delle trasmissioni a catena: 1. Possibilità di trasmissione del moto su distanze sufficientemente lunghe (fino a 8 m). 2. Possibilità di trasmissione del moto da una catena a più alberi. 3. Assenza di slittamento e, di conseguenza, stabilità del rapporto di trasmissione con un ridotto carico laterale sugli alberi e sui loro cuscinetti. 4. Rendimento relativamente alto (0,96 ... 0,98 con lubrificazione sufficiente).

Svantaggi delle trasmissioni a catena: 1. Aumento dell'attività di rumore e vibrazioni durante il funzionamento a causa della pulsazione della velocità della catena e dei conseguenti carichi dinamici. 2. Intensa usura dei giunti della catena dovuta all'interazione dell'impatto con la scanalatura del pignone, attrito di scorrimento nel giunto stesso e difficoltà di lubrificazione. 3. Allungamento della catena (aumento del passo tra le cerniere delle maglie) dovuto all'usura delle cerniere e all'allungamento delle piastre. 4. Costo relativamente alto.

Classificazione:

Le catene per lo scopo previsto possono essere suddivise in:

1. catene di trazione atte a movimentare carichi su piano orizzontale o inclinato;

2. catene di carico progettate per il sollevamento di carichi;

3. catene di trasmissione progettate per trasmettere il movimento, il più delle volte rotazionale, nelle trasmissioni a catena.

Le catene a rulli, boccole e dentate sono le più utilizzate come catene di trasmissione. Questi tre tipi di circuiti sono standardizzati.

8. Ingranaggi, schemi, scopo, vantaggi, svantaggi, classificazione.

Ingranaggio- un meccanismo a tre maglie, di cui due mobili, interagenti tra loro tramite una coppia cinematica di ingranaggi superiori e formando coppie cinematiche inferiori (rotazionali o traslazionali) con la terza maglia fissa

Riso. 1. Tipi di ingranaggi

L'ingranaggio più piccolo coinvolto nell'innesto è comunemente indicato come Ingranaggio, Di più - ruota dentata, un collegamento di una trasmissione ad ingranaggi che esegue un movimento rettilineo è chiamato cremagliera (Fig. 1, j).

Riso. 2. Schema ingranaggi e suoi parametri

Lo scopo della trasmissione ad ingranaggi è la trasmissione del moto (il più delle volte rotazionale) con la trasformazione dei parametri e talvolta del suo tipo (cremagliera e pignone). Gli ingranaggi rotanti sono i più comuni nella tecnologia (Fig. 5). Sono caratterizzati da potenze trasmesse da microwatt (meccanismo da polso al quarzo) a decine di migliaia di kilowatt (grandi mulini a palle, frantoi, forni) a velocità periferiche fino a 150 m/s.

I vantaggi degli ingranaggi:

1. Elevata affidabilità di lavoro in un'ampia gamma di carichi e velocità.

2. Grande risorsa.

3. Piccole dimensioni.

4 Alta efficienza.

5. Carichi relativamente bassi su alberi e cuscinetti.

6. Costanza del rapporto di trasmissione.

7. Semplicità di servizio.

Svantaggi degli ingranaggi:

1. La complessità della produzione e della riparazione (è necessaria un'attrezzatura specializzata di alta precisione).

2. Livello di rumore relativamente alto, specialmente alle alte velocità.

3. Uso irrazionale dei denti - di solito non sono coinvolti più di due denti di ciascuna delle ruote ingrananti nella trasmissione.

Classificazione degli attrezzi:

1. Dalla dimensione del rapporto di trasmissione:

1.1. con un rapporto di trasmissione u> 1 - riduzione (cambio - la maggior parte delle trasmissioni ad ingranaggi);

1.2. con rapporto di trasmissione u<1 – мультиплицирующие (мультипликаторы).

2. Dalla posizione relativa degli alberi:

2.1. ad assi paralleli - ingranaggi cilindrici

2.2. con assi intersecanti - ingranaggi conici

(gli ingranaggi conici con un angolo di 90 gradi tra gli assi degli alberi sono chiamati ortogonali);

2.3. con assi dell'albero incrociati - vite senza fine, vite (Fig. 5, i), ipoide;

2.4. con trasformazione del moto - pignone e cremagliera

3. Dalla posizione dei denti rispetto alla generatrice della superficie della ruota:

3.1. a denti dritti - l'asse longitudinale del dente è parallelo alla generatrice della superficie della ruota;

3.2. elicoidale: l'asse longitudinale del dente è diretto ad angolo rispetto alla generatrice della superficie della ruota;

3.3. chevron: il dente è realizzato sotto forma di due ingranaggi elicoidali con un'inclinazione opposta degli assi dei denti;

3.4. con un dente circolare - l'asse del dente è realizzato in un cerchio rispetto alla generatrice della superficie della ruota.

4. Dalla forma dei link coinvolgenti:

4.1. con ingranaggio esterno - i denti sono diretti dalle loro parti superiori dall'asse di rotazione della ruota;

4.2. con ingranaggio interno - i denti di una delle ruote dentate sono diretti dalle loro parti superiori all'asse di rotazione della ruota;

4.3. cremagliera e pignone - una delle ruote è sostituita da una cremagliera dritta;

4.4. con ruote non circolari.

5. In base alla forma del profilo del dente di lavoro:

5.1. evolvente - il profilo di lavoro del dente è delineato lungo l'evolvente del cerchio (una linea descritta da un punto di una linea retta che rotola senza scorrere attorno a un cerchio);

5.2. cicloidale: il profilo di lavoro del dente è delineato lungo una cicloide circolare (una linea descritta da un punto di un cerchio, che rotola senza scorrere lungo un altro cerchio);

5.3. lanterna (un tipo di cicloidale) - i denti di una delle ruote impegnate in impegno sono sostituiti da dita cilindriche - tarson;

5.4. con un profilo del dente circolare (ingranaggio Novikov) - i profili dei denti di lavoro sono formati da archi circolari di raggi quasi identici.

6. In base alla mobilità relativa degli assi geometrici degli ingranaggi:

6.1. con assi ruota fissi - ingranaggi ordinari (Fig. 5);

6.2. con assi mobili di alcune ruote - ingranaggi planetari.

7. In base alla rigidità della corona dentata delle ruote ingrananti:

7.1. con ruote di forma costante (con corona rigida);

7.2. comprensivo di ruote con corona di varia forma (flessibile).

8. In base alla velocità periferica (tangenziale) dei denti:

8.1. a bassa velocità (Vz< 3 м/с);

8.2. velocità media (3< Vз < 15 м/с);

8.3. ad alta velocità (Vz> 15 m/s).

9. In base alla progettazione:

9.1. aperto (senza cornice);

9.2. chiuso (caso).

I più utilizzati sono i riduttori del moto rotatorio, anche nei veicoli polivalenti cingolati e gommati (riduttori, riduttori finali, azionamenti di vari dispositivi). Pertanto, la trattazione che segue, se non specificatamente menzionata, riguarda solo le trasmissioni del moto rotatorio.

La trasmissione a catena nella forma più comune è costituita da due ruote poste ad una certa distanza l'una dall'altra, dette pignoni, e da una catena che le racchiude (Fig. 1, a). La rotazione della ruota dentata di trasmissione viene convertita in rotazione della ruota dentata condotta dalla catena che impegna i denti della ruota dentata. A volte utilizzate trasmissioni a catena con più ruote dentate guidate. Le trasmissioni a catena che operano a carichi e velocità elevate sono collocate in speciali involucri, chiamati carter (Fig. 1, b), che forniscono una lubrificazione abbondante e costante della catena, sicurezza e protezione della trasmissione dalla contaminazione e riduzione del rumore che si verifica durante il suo funzionamento . A volte utilizza variatori a catena, disposti secondo lo schema dei variatori a cinghia a blocchi con coni scorrevoli. A causa dell'allungamento delle catene durante l'usura, il tendicatena deve regolare la tensione della catena. Questa regolazione, per analogia con le trasmissioni a cinghia, viene eseguita spostando l'albero di uno dei pignoni o mediante pignoni o rulli di regolazione.

Riso. 1

Vantaggi delle trasmissioni a catena rispetto alle trasmissioni a cinghia:
nessuno slittamento,
compattezza (occupano molto meno spazio in larghezza),
carichi inferiori su alberi e cuscinetti (non è necessaria un'elevata tensione iniziale della catena).

L'efficienza della trasmissione a catena è piuttosto elevata, raggiungendo il valore = 0,98.

Svantaggi delle trasmissioni a catena:

• allungamento della catena dovuto all'usura delle sue cerniere e all'allungamento delle piastre, per cui ha un andamento irrequieto;
• la presenza di accelerazioni variabili negli elementi della catena, che causano carichi dinamici, maggiore è la velocità della catena e meno denti su un pignone più piccolo;
• rumore durante il lavoro;
• la necessità di un'attenta manutenzione durante il suo funzionamento.

Le trasmissioni a catena vengono utilizzate a grandi interassi, quando le trasmissioni ad ingranaggi non possono essere utilizzate a causa del loro ingombro e le trasmissioni a cinghia, a causa dei requisiti di compattezza o costanza del rapporto di trasmissione. A seconda del design delle catene, vengono utilizzate trasmissioni con una capacità fino a 5000 kW a velocità periferiche fino a 30 ... 35 m / s. I più comuni azionamenti a catena con potenza fino a 100 kW a velocità periferiche fino a 15 m/s. Le trasmissioni a catena sono utilizzate nelle macchine per il trasporto, agricole, edili, minerarie e petrolifere, nonché nelle macchine utensili.

Le catene nelle trasmissioni a catena sono chiamate catene di trasmissione. In base alla progettazione, le catene di trasmissione si distinguono:

• manica, rullo(GOST 13568-75),


• dentato(GOST 13552-81)


• collegamento a forma.

Le principali caratteristiche geometriche della catena sono il passo, cioè la distanza tra gli assi dei due giunti più vicini della catena, e la larghezza, e la principale caratteristica di potenza è il carico di rottura della catena, stabilito empiricamente.

Catena manica singola riga.

La catena a manica singola (Fig. 2, a) è composta da piastre interne 1 premuto su boccole 2 a rotazione libera su rulli 5 su quale esterno piastre 4... A seconda della potenza trasmessa, vengono prodotte catene di boccole di trasmissione fila unica(PV) e doppia fila(2PV). Queste catene sono semplici nel design, hanno un peso ridotto e sono le più economiche, ma meno resistenti all'usura, quindi il loro utilizzo è limitato a basse velocità, solitamente fino a 10 m / s.

Riso. 2

Le catene a rulli di trasmissione secondo GOST 13568-75 si distinguono:

• normale a riga singola (PR),
• peso leggero (PRD) a fila singola a collegamento lungo,
• rinforzato a fila singola (PRU),
• due (2PR),
• tre (ZPR),
• quattro file (4PR),
• con piastre curve (PRI).

Una catena a rulli a una corona (Fig. 2, b) differisce da una catena a boccole in quanto è boccole 2 installare a rotazione libera rulli 5... I rulli sostituiscono l'attrito di scorrimento tra le boccole e i denti della ruota dentata nella catena delle boccole con attrito volvente. Pertanto, la resistenza all'usura delle catene a rulli rispetto alle catene a manicotto è molto più elevata e, di conseguenza, vengono utilizzate a velocità periferiche fino a 20 m / s. Delle catene unifilari a rulli, la più comune normale PR... Maglia lunga leggera catene PRD fabbricato con un carico di rottura ridotto; la velocità consentita per loro è fino a 3 m / s. Rinforzati Catene PRU sono fatti di maggiore forza e precisione; sono utilizzati a carichi elevati e variabili, nonché ad alte velocità.

Le catene a più file (Fig. 2, c) consentono di aumentare il carico in proporzione al numero di file, quindi vengono utilizzate quando si trasmettono grandi potenze. Le catene a rulli con piastre piegate (Fig. 2, d) di maggiore flessibilità vengono utilizzate per carichi dinamici (urti, frequenti inversioni, ecc.).

Catena dentata.

La catena dentata (Fig. 2, e) in ogni maglia ha un set piastre 1(il loro numero è determinato dalla larghezza della catena) con due sporgenze (denti) e con una cavità tra di loro per un dente della ruota dentata. Questa catena è prodotta con giunti ad attrito volvente. Nei fori delle piastre di ciascuna cerniera, due prismi 2 e 3 con superfici di lavoro curve. Uno dei prismi è collegato alle piastre di un collegamento e l'altro - alle piastre del collegamento vicino, per cui, nel processo del movimento della catena, i prismi rotolano l'uno sull'altro.

Vengono utilizzate anche catene dentate con giunti a frizione scorrevole. La durata delle catene dentate con giunti ad attrito volvente è circa il doppio.

Le catene dentate per la protezione contro lo scivolamento delle ruote dentate e per il funzionamento sono dotate di guide piastre 4 che sono inserti normali, ma senza le scanalature dei denti della ruota dentata. Queste piastre richiedono la scanalatura delle scanalature corrispondenti sulle ruote dentate (vedi Fig. 4, b).

Le catene dentate, grazie alle migliori condizioni di ingranamento con i denti dei pignoni, funzionano con meno rumore, motivo per cui a volte vengono chiamate silenziose. Rispetto ad altre catene dentate, sono più pesanti, più difficili da produrre e più costose, quindi il loro utilizzo è limitato. Poiché la larghezza delle catene dentate può essere qualsiasi (esistono catene larghe fino a 1,7 m), vengono utilizzate per trasmettere potenze elevate.

Le catene sagomate sono di due tipi: agganciata(Fig. 3, a) e spillo(Fig. 3, b). La catena a uncino è costituita da maglie della stessa forma, fuse in ghisa duttile o stampate in nastro d'acciaio ZOG senza parti aggiuntive. Il montaggio e lo smontaggio di questa catena viene effettuato dall'inclinazione reciproca delle maglie con un angolo di 60 °. Cast in catena a spillo link 1 in ghisa duttile sono collegati da acciaio spinato (da acciaio St3) pin 2... Le catene a maglie sagomate vengono utilizzate nella trasmissione di bassa potenza, a basse velocità (gancio fino a 3 m/s, perno fino a 4 m/s), solitamente in condizioni di imperfetta lubrificazione e protezione. Le maglie delle catene a maglie sagomate non vengono lavorate. Grazie al loro basso costo e alla facilità di riparazione, le catene a maglie sagomate sono ampiamente utilizzate nelle macchine agricole.

Riso. 3

Lubrificazione della catena di trasmissione.

La lubrificazione delle catene di trasmissione ne impedisce una rapida usura. Per trasmissioni a catena di potenza critiche, viene utilizzata la lubrificazione continua del carter, eseguita a una velocità fino a 8 m / s con una catena che si immerge in un bagno d'olio a una profondità non superiore alla larghezza della piastra e ad una velocità maggiore - circolazione forzata fornitura di lubrificante dalla pompa (vedi Fig. 1, b) ... In assenza di carter sigillato e velocità della catena fino a 8 m/s, viene utilizzata una consistente lubrificazione interna della cerniera, effettuata periodicamente dopo 120..180 ore immergendo la catena in un lubrificante riscaldato a liquefazione. A volte viene utilizzata la lubrificazione a goccia invece del grasso. Quando la trasmissione funziona in modo intermittente con una velocità periferica fino a 4 m / s, viene utilizzata anche la lubrificazione periodica della catena, eseguita da un oliatore manuale dopo 6 ... 8 ore.

Materiale catena e pignone.

La durata delle trasmissioni a catena dipende dal materiale e dal trattamento termico delle catene e delle ruote dentate.

Riso. 4

Gli elementi delle catene a manicotto, a rulli e dentate sono realizzati con i seguenti materiali: piastre - da acciai a medio carbonio o legati 40, 45, 50, 30XNZA con tempra a durezza HRC32 ... 44, e rulli, boccole, rulli e camicie - dagli acciai da cementazione 10, 15, 20, 12KhNZA, 20KHNZA, 30KHNZA con trattamento termico alla durezza HRC40...65. Vengono utilizzate bussole e catene a rulli, all'interno delle boccole in acciaio di cui sono posizionate le boccole in plastica, che ruotano liberamente sia sui rulli che all'interno delle boccole in acciaio. Tali catene vengono utilizzate quando le cerniere vengono azionate senza o con scarsa lubrificazione.

I pignoni della catena sono progettati allo stesso modo delle ruote dentate. A seconda delle dimensioni, del materiale e dello scopo, sono realizzati interi (Fig. 4) o compositi (Fig. 5).

Riso. 5

I pignoni per catene a rulli e boccole sono stretti. Di solito sono costituiti da due parti: un disco con denti e un mozzo, che, a seconda del materiale e dello scopo, i pignoni sono saldati (Fig. 5, a) o collegati con rivetti (bulloni) (Fig. 5, b) . I pignoni per catene dentate (vedi Fig. 4, b) sono larghi, sono realizzati intatti. I pignoni interi e i dischi dei pignoni composti sono principalmente realizzati in acciaio al carbonio medio o legato 40, 45, 40X, 50G2, 35XGSA, 40XN con tempra a durezza HRC40...50 oppure in acciaio da cementazione 15, 20, 15X, 20X, 12XH2 con trattamento termico a durezza HRC50 ... 60. Pignoni a bassa velocità alla velocità della catena v≤3 m / s e l'assenza di carichi dinamici sono realizzati anche in ghisa grigia o modificata СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ30 con durezza superficiale fino a HB260...300... Vengono utilizzati pignoni con cerchi dentati in plastica (duroplast o vulkolana). Vulkolan è un tipo di poliuretano con proprietà speciali. Il design di tali ruote dentate è mostrato in (Fig. 5, e). Sul bordo della parte metallica del pignone è ricavata una scanalatura a coda di rondine, interrotta da più incavi trasversali, in cui è alloggiata una corona dentata in plastica. Il vantaggio delle ruote dentate in plastica rispetto alle ruote dentate in metallo è la riduzione dell'usura della catena e della rumorosità della trasmissione.

Riso. 7.2. Schema di trasmissione multi-link: 1 - pignone principale; 2 - tre ruote dentate guidate

Riso. 7.3. Trasmissione multi-link

7.2. Classificazione. Le trasmissioni a catena sono suddivise secondo le seguenti caratteristiche principali:

1. Per tipo di catene: con rullo (fig. 7.4, un); con manicotto (fig. 7.4,
B); con dente (fig. 7.4, v).

2. In base al numero di file, le catene a rulli sono divise in fila singola (vedi Fig. 7.4,
un) e multifila (ad esempio doppia fila, vedi fig. 7.4, B).

3. In base al numero di ruote dentate condotte: normale a due maglie (vedi, Fig. 7.1,
7.4, 7.5); speciale - multi-link (vedi Fig. 7.2, 7.3).

4. Secondo la disposizione degli asterischi: orizzontale (Fig. 7.5, un); inclinazione
ny (Fig. 7.5, b); verticale (Figura 7.5, c).

Riso. 7.5. Tipi di trasmissioni a catena: un- orizzontale; Riso. 7.6. Trasmissione a catena con rullo tenditore

B- inclinato; v- verticale

5. Secondo il metodo di regolazione del gioco della catena: con un tenditore (vedi Fig. 7.1); con una ruota dentata di tensionamento (rullo, fig. 7.6).

6. In base alla progettazione: aperto (vedi Fig. 7.3), chiuso (Fig. 7.7).

Riso. 7.7. Installazione con trasmissione a catena

Elencare i punti di classificazione che caratterizzano le caratteristiche progettuali associate a catene e ruote dentate.

Vantaggi e svantaggi.

Vantaggi:

la maggiore robustezza della catena in acciaio rispetto alla cinghia consente alla catena di trasferire grandi carichi con un rapporto di trasmissione costante e con un interasse notevolmente ridotto (la trasmissione è più compatta);

Possibilità di trasmissione del moto da una catena a più pignoni;

Rispetto alle trasmissioni ad ingranaggi: la capacità di trasmettere il movimento rotatorio su lunghe distanze (fino a 7 m);

Meno che nelle trasmissioni a cinghia, il carico sugli alberi;

Rendimento relativamente alto (η max »0,9 ÷ 0,98).

Svantaggi:

Costo relativamente alto delle catene;

Estensione delle catene per usura delle articolazioni;

Aumento del rumore dovuto all'impatto della maglia della catena durante l'innesto e carichi dinamici aggiuntivi dovuti alla versatilità delle ruote dentate;

La necessità di un'installazione di alta qualità della trasmissione e di un'attenta manutenzione di essa;

L'impossibilità di utilizzare la marcia in retromarcia senza fermarsi;

Difficoltà a fornire lubrificante alle articolazioni della catena.

Indica i principali vantaggi e svantaggi della trasmissione a catena rispetto ad altri tipi di trasmissione a te noti.

7.4. Area di applicazione. Le moderne trasmissioni a catena possono trasmettere grandi potenze (fino a 5 mila kW) a velocità relativamente elevate (fino a 25-30 m/s). Questo tipo di trasmissione viene scelto quando l'uso di una trasmissione ad ingranaggi è impraticabile a causa di un interasse troppo grande e le cinghie per la macchina progettata non sono abbastanza affidabili. Gli azionamenti a catena sono ampiamente utilizzati nei dispositivi di trasporto (trasportatori, ascensori, motocicli, biciclette), negli azionamenti di macchine utensili e macchine agricole, nell'ingegneria chimica, mineraria e petrolifera.

Perché una bicicletta usa una trasmissione a catena? Quali altri attrezzi possono essere utilizzati per questo scopo?