Форсировка двигателя обычно приводит к необходимости подбора передаточного отношения в задней цепной передаче или замене цепи на более мощную. Для этого необходимо изготавливать новые звёздочки.Прежде, чем приступать к их изготовлению, надо определится с типом цепи, которую вы хотите использовать, отечественные цепи можно выбрать из таблицы:
| Параметры | Приводные роликовые однорядные | Приводные втулочные | |||||
| ПР-12,7-1800-1 | ПР-12,7-1800-2 | ПР-15,875-2300-1 | ПР-15,875-2300-2 | ПВ-9,525-1100 | ПВ-9,525-1200 | 2ПВ-9,525-1800 | |
| Шаг t в мм | 12,7 | 12,7 | 15,875 | 15,875 | 9,525 | 9,525 | 9,525 |
| Расстояние между внутренними пластинами мм | 5,40 | 7,75 | 6,48 | 9,65 | 7,60 | 9,52 | 5,20 |
| Диаметр ролика или втулки мм | 8,51 | 8,51 | 10,16 | 10,16 | 5,00 | 6,00 | 6,00 |
| Диаметр валика мм | 4,45 | 4,45 | 5,08 | 5,08 | 3,59 | 4,45 | 4,45 |
| Ширина внутренней пластины мм | 11,81 | 11,81 | 14,73 | 14,73 | 8,80 | 9,80 | 9,80 |
| Ширина внутреннего звена мм | 8,90 | 11,30 | 10,11 | 13,28 | 10,29 | 13,20 | 8,95 |
| Длина валика мм | 18,2 | 20,9 | 20,1 | 23,7 | 16,3 | 19,0 | 25,4 |
| Вес 1 метра цепи кг | 0,62 | 0,71 | 0,80 | 0,96 | 0,44 | 0,62 | 0,92 | 1800 | 1800 | 2300 | 2300 | 1100 | 1200 | 1800 |
Выбрав необходимую цепь и задавшись необходимым числом зубьев на звёздочке, переходим к расчёту звёздочки.
1. Расчитаем диаметр делительной окружности:
Do=t*cosec(180/z) где t - шаг цепи, z - число зубьев звёздочки
Значения cosec(180/z) приведены ниже:
| z | cosec180 0 /z | ctg180 0 /z | z | cosec180 0 /z | ctg180 0 /z | z | cosec180 0 /z | ctg180 0 /z |
| 9 | 2.9238 | 2.7475 | 30 | 9.5668 | 9.5144 | 51 | 16.2439 | 16.2131 |
| 10 | 3.2361 | 3.0777 | 31 | 9.8846 | 9.8339 | 52 | 16.5616 | 16.5314 |
| 11 | 3.5495 | 3.4057 | 32 | 10.2023 | 10.1532 | 53 | 16.8809 | 16.8512 |
| 12 | 3.8637 | 3.7321 | 33 | 10.5203 | 10.4727 | 54 | 17.1984 | 17.1693 |
| 13 | 4.1786 | 4.0572 | 34 | 10.8379 | 10.7916 | 55 | 17.5163 | 17.4877 |
| 14 | 4.4939 | 4.3813 | 35 | 11.1560 | 11.1111 | 56 | 17.8354 | 17.8073 |
| 15 | 4.8097 | 4.7046 | 36 | 11.4737 | 11.4301 | 57 | 18.1535 | 18.1260 |
| 16 | 5.1258 | 5.0273 | 37 | 11.7913 | 11.7488 | 58 | 18.4817 | 18.4446 |
| 17 | 5.4423 | 5.3496 | 38 | 12.1093 | 12.0679 | 59 | 18.7693 | 18.7626 |
| 18 | 5.7588 | 5.6713 | 39 | 12.4248 | 12.3875 | 60 | 19.1073 | 19.0811 |
| 19 | 6.0756 | 5.9927 | 40 | 12.7455 | 12.7062 | 61 | 19.4254 | 19.3996 |
| 20 | 6.3925 | 6.3137 | 41 | 13.0639 | 13.0251 | 62 | 19.7429 | 19.1776 |
| 21 | 6.7095 | 6.4347 | 42 | 13.3820 | 13.3446 | 63 | 20.0613 | 20.0363 |
| 22 | 7.0266 | 6.9550 | 43 | 13.6993 | 13.6628 | 64 | 20.3800 | 20.3555 |
| 23 | 7.3439 | 7.2755 | 44 | 14.0178 | 13.9821 | 65 | 20.6987 | 20.6745 |
| 24 | 7.6613 | 7.5958 | 45 | 14.3356 | 14.3007 | 66 | 21.0168 | 20.9930 |
| 25 | 7.9787 | 7.9158 | 46 | 14.6536 | 14.6194 | 67 | 21.3338 | 21.3103 |
| 26 | 8.2863 | 8.2358 | 47 | 14.9720 | 14.9395 | 68 | 21.6537 | 21.6306 |
| 27 | 8.6138 | 8.5555 | 48 | 15.2898 | 15.2571 | 69 | 21.9717 | 21.9489 |
| 28 | 8.9319 | 8.8742 | 49 | 15.6085 | 15.5767 | 70 | 22.2895 | 22.2671 |
| 29 | 9.2490 | 9.1948 | 50 | 15.9260 | 15.8945 | 71 | 22.6068 | 22.5847 |
2. Расчитаем диаметр окружности выступов:
De=t*(Kb + ctg(180/z)) где
3. Расчитаем диаметр окружности впадин:
Di= Do-2r где
r- радиус впадины (r= 0,5025 dp + 0.05mm)dp- диаметр ролика цепи.
По расчитанным значениям диаметров можно приступать к изготовлению звездочки.
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.
Исходные данные:
Передаточное число цепной передачи 2,5
Крутящий момент на ведущей звездочке
Частота вращения ведущей звездочки
Определим
число зубьев
и
ведущей и ведомой звездочек:
В
целях обеспечения равномерного износа
зубьев число зубьев ведущей звездочки
назначаем нечетным. Принимаем
Число зубьев ведомой звездочки
Принимаем
Уточняем передаточное число цепной передачи
.
Отклонение от заданного передаточного числа составит 0 %.
Условия
работы цепной передачи учитываются
коэффициентом эксплуатации
,
определяемым по формуле:
где
- коэффициент, учитывающий динамичность
нагрузки, при спокойной нагрузке (см.
табл. 3) принимаем
;
-
коэффициент, учитывающий способ
регулирования натяжения цепи; при
регулировании подвижной опорой
;
- коэффициент, учитывающий расположение
передачи относительно горизонта; при
горизонтальном расположении (уголQ≤60°)
принимаем
;
-
коэффициент, учитывающий способ смазки,
при периодической смазке
;
-
коэффициент, учитывающий сменность
работы, при двухсменной работе
.
Таблица 8 – Значения поправочных коэффициентов К
|
Условия работы передачи |
Коэффициент |
||
|
Обозначение |
Значение |
||
|
Динамичность нагрузки |
Равномерная Переменная | ||
|
Регулировка натяжения |
Подвижными опорами Натяжными звездочками Нерегулируемые | ||
|
Положение передачи |
Наклон линии центров звездочек к горизонту: угол 60 0 угол 60 0 | ||
|
смазывания |
Непрерывный Капельный Периодический | ||
|
Односменная Двухсменная Трехсменная | |||
Следовательно, коэффициент эксплуатации равен
Предварительно
принимаем допускаемое среднее давление
в шарнире цепи. Для этого полагаем, что
скорость цепи
.
В этом случае согласно рекомендациям
:
.
Определяем шаг однорядной цепи
По
табл. 10.1
ближайшее стандартное значение
.
Определяем фактическую скорость цепи
По
фактической скорости цепи уточняем
допускаемое давление методом интерполяции
:
Проверяем расчетное давление
Условие прочности выполняется, значит, для цепной передачи выбираем цепь приводную однорядную нормальной серии по ГОСТ 13568-75 со следующими параметрами (табл. 3.2):
Шаг цепи
;
Расстояние между внутренними пластинами
;
Высота пластины цепи
;
Диаметр ролика
;
Разрушающая нагрузка
;
Масса 1м цепи
.
Определяем геометрические параметры передачи
Межосевое расстояние
Число звеньев в цепи
Полученное
расчетное число звеньев округляем до
целого четного числа, чтобы исключить
постановку переходного соединительного
звена,
.
После этого необходимо уточнить фактическое значение межосевого расстояния цепной передачи по формуле
Расчетная длина цепи
Проверим частоту вращения ведущей звездочки
Проверяем цепь по числу ударов
,
где
- допускаемое число ударов в секунду
шарниров цепи о зубья звездочки
:
.
.
Условие
выполняется.
Проверка
статической прочности цепи выполняется
путем сравнения фактического коэффициента
запаса прочности
с нормативным коэффициентом запаса
:
,
где
- разрушающая нагрузка;
-
окружная сила;
-
нагрузка от центробежных сил;
-
нагрузка от провисания цепи.
Величина
нормативного коэффициента запаса
прочности определяется в зависимости
от шага цепи и частоты вращения ведущей
звездочки:
Окружная сила
Величин нагрузки от центробежных сил
Сила от провисания цепи
где
коэффициент
при горизонтальном расположении
передачи.
Таким образом, фактический коэффициент запаса прочности цепи
Следовательно, условие прочности цепи выполняется.
Вычисляем силу давления на валы
Геометрический расчет звездочек цепной передачи
Диаметры делительных окружностей звездочек
.
Для ведущей звездочки
.
Для ведомой звездочки
.
Диаметры окружностей выступов звездочек определяют по формуле
,
где
- коэффициент высоты зуба для приводных
роликовых цепей;
-
коэффициент числа зубьев;
-
геометрическая характеристика цепи.
Для ведущей звездочки
Для ведомой звездочки
Диаметры окружностей впадин зубьев звездочек:
Ширина зуба звездочки
Угол скоса
Фаска зуба
Радиус перехода
Толщина диска
Диаметр проточки
Диаметр ступицы
Длина ступицы
Звездочки для цепных передач – это детали, которые имеют необходимую форму для выбранной цепи. Эти детали имеют вид колес с зубьями. Зубья необходимы изделиям для того, чтобы вкрепляться в звенья цепи, без них цепная передача работать, двигаться не будет.
То есть, цепная передача работает благодаря ведущей звездочке и ведомой. Состоят изделия из износостойкого материала, способного выдерживать ударные нагрузки. Также их могут изготавливать и из чугуна, но если только цепная передача тихоходная, и нагрузка на деталь будет минимальная. Качественная работа цепной передачи, зависит от того, насколько качественно произведены звездочки для цепной передачи , а также, насколько эффективно сцепление с цепью.
Как правильно произвести расчет звездочки цепной передачи , ориентируясь по цепи.
Если необходимо сменить цепь в цепной передаче, заменить слабое изделие, более мощным, то в этом случае придется менять и звездочки. Прежде чем начинать изготовлять звездочки, нужно выбрать цепь, а затем по ней ориентироваться:
- сколько зубьев должно быть у звездочек.
- определится с диаметром каждой.
Ниже описаны формулы, по ним можно рассчитывать звездочки цепной передачи .
Расчет делительного диаметра можно произвести по этой формуле:
Dо = t*cоsеc (180/z)
Значение cosec 180ᶿ разный для каждого числа зубьев. Число зубьев это z. Например, для 11 зубьев cosec = 3.5495
Если нужно 30 зубьев то cosec = 9.5668.
De = t*(Kb + ctg (180/z))
ctg 180ᶿ для каждого числа зубьев разный. Возьмем опять 11 зубьев, получается, что ctg = 3.4057.
Для 30 зубьев ctg = 9.5144.
В этой формуле присутствует коэффициент Kb его величина тоже разная для числа зубьев. Например, для 11 Kb = 0.58, для 30 зубьев Km = 0.53.
Диаметр впадин по этой формуле
Изготовление звездочек для цепной передачи самостоятельно.
Нужна подходящая по толщине круглая заготовка, на ней нужно отметить середину и поставить точку. Далее нужно нарисовать Do (делительный диаметр). Теперь на делительном диаметре нужно наметить точки, где будут располагаться зубья, сделать это проще с помощью керна. Но, сначала нужно определиться, сколько всего будет зубьев, например, возьмем 31, так как число не должно быть кратно 3. Делим, получается 10, 10, 11. Теперь необходимо посчитать хорду x = D*sin(уш*чш/2), уш – угловой шаг (для 31 зуба их всего 11), чш – число шагов (так как звездочек 31, то шагов, тоже столько же). Получается, что нужно расставить точки на делительном диаметре так: через 10мм, 10мм, 11мм., в итоге получиться три точки, их нужно просверлить, отверстие должно подходить под керно. Далее чтобы зубья распределялись по звездочке равномерно, нужно для каждого отдельного шага, то есть для каждого зуба, рассчитать хорду. А теперь взять звено цепи и два керно, одно вставить в отверстие звена и в отверстие на делительном диаметре (в одно из трех), второе керно устанавливать на расстояние каждой рассчитанной хорды, для каждого отдельно шага, то есть зуба. Так пройти весь делительный диаметр. В итоге на всей детали будут размещены точки находящиеся на равномерном расстоянии друг от друга. Теперь нарезаются зубья и все, изготовлена звездочка для цепной передачи .