PRZEKŁADNIE
ŁAŃCUCHOWE
PRZEKŁADNIE
ŁAŃCUCHOWE
Przekładnia łańcuchowa składa się z kół uzębionych opasanych cięgnem w
postaci
Łańcucha. Są one stosowane w urządzeniach gdy odległość osi kół jest znaczna
( nawet do 8m ).
ZALETY:
– praca bez poślizgu z zachowaniem stałego średniego przełożenia,
– mniej obciąża wały niż przekładnia pasowa,
– odporna na działanie wilgoci, zanieczyszczeń i zmian temperatury,
– możliwe jest przenoszenie napędu na kilka odbiorników.
WADY:
– nierównomierność ruchu spowodowaną osiadaniem łańcucha na wieloboku
kół,
– głośna praca,
– wyciąganie się łańcucha i zła współpraca wyciągniętego łańcucha z kołami,
– konieczność smarowania ze względu na poprawną pracę przegubów
łańcucha,
– wykluczona możliwość cyklicznych zmian kierunku ruchu ze względu na
szar-
pnięcia przy napinaniu lużnego cięgna,
– nie zabezpiecza innych mechanizmów przed przeciążeniem.
W porównaniu z przekładnią pasową przekładnia łańcuchowa nie
wymaga znacznego napięcia wstępnego. Dla dobrego układania się
łańcucha na kołach wymagany jest zwis wynoszący ( 0,01 0,02 )
a.
Duży wpływ na dobre wychodzenie łańcucha z zazębienia ma wpływ
kąt nachylenia płaszczyzny osi kół do poziomu z lużnym cięgnem na
dole przekładni.
Regulację zwisu łańcucha uzyskuje się przez przesuwanie jednego z
kół lub
zastosowanie rolki napinającej (gładkiej lub uzębionej).Przełożenie
przekładni na ogół nie przekracza 6, wyjątkowo dla wolnobieżnych
można przyjąć do 12.
Nierównomierność biegu łańcucha
Przyczyną nierównomierności ruchu jest osiadanie łańcucha na
wieloboku. Ogniwo
łańcucha przemieszczając się z położenia „a – b” do położenia „a’ –
b’” osiada na boku wielokąta. Cięgno zmienia wówczas swoje
położenie o wartość „ w”. W wyniku
tej cyklicznej zmiany położenia cięgna występują zmiany prędkości i
występują
przyspieszenia.
Chwilowa prędkość v’ przegubu ciągnącego na kole napędzającym
wynikająca z rzutu
prędkości obwodowej na kierunek cięgna wynosi
1
1
1
'
cos
2
d
v
= const – prędkość kątowa koła napędzającego,
d
1
– średnica podziałowa (skuteczna) koła napędzającego,
– kąt określający chwilowe położenie przegubu łańcucha na kole
napędzającym
1
1
1
0
1
1
180
0
z
Zatem
Rzut prędkości na kierunek cięgna określa chwilowa prędkość
kątowa koła napędza-
nego
stąd
gdzie przyjmuje wartości
Chwilowe przełożenie
1
1
1
'
min
1
1
'
max
cos
2
2
d
v
d
v
2
2
2
'
cos
2
d
v
2
1
1
2
2
1
1
1
2
2
'
2
cos
cos
cos
cos
cos
2
i
d
d
d
v
2
2
180
0
z
1
2
2
1
'
cos
cos
i
i
a) dla całkowitej liczby m
1
ogniw w cięgnie czynnym najmniejsze i
największe chwilowe przełożenie określa się następująco (oba koła
jak na rys 1).
b) dla liczby ( ) w cięgnie napędowym ( 1 koło jak rys 1,
drugie jak rys 3 ).
Zakładając = const nierównomierność biegu koła napędzanego
określa zależność
dla przypadku a) dla b)
2
1
'
max
2
1
'
min
sin
sin
i
tg
tg
i
2
1
1
m
2
1
'
max
2
1
'
min
sin
sin
tg
i
tg
i
i
i
i
i
i
i
śr
max
min
1
'
max
1
'
min
1
'
2
min
'
2
max
'
2
1
1
i
tg
tg
1
2
1
2
'
sin
sin
i
tg
tg
1
2
1
2
''
sin
sin
np. dla z
1
= 18
i = 2 wtedy
z
2
= 36
0
2
2
0
1
1
5
180
10
180
z
z
%
1
,
2
%
1
,
1
''
'
Łańcuchy napędowe mogą być jedno lub wielorzędowe.
Przykład łańcucha rolkowego dwurzędowego.
Materiały na elementy łańcucha:
Płytki – stale konstrukcyjne 55, 65 lub stopowe 40H, 45H,
35HM hartowane
i odpuszczane do 38 49HRC,
Sworznie – stale do nawęglania 10, 15 lub stopowe 15H, 15HM
utwardzane do
52 62HRC,
Tulejki i rolki – stale do nawęglania 10, 15 nawęglane i hartowane do
48 60HRC
Przy obliczaniu przekładni łańcuchowych należy uwzględniać
odpowiedni
współczynnik bezpieczeństwa w stosunku do siły zrywającej łańcuch
zamie-
szczonej przy charakterystykach łańcuchów.
Ponieważ jest to część handlowa należy stosować się do odpowiednich
zaleceń z norm i katalogów producentów.
Łańcuchy drabinkowe
Łańcuchy sworzniowe
Nie znajdują obecnie zastosowania ze
względu na małą trwałość
spowodowaną
zużywaniem się przegubów o zbyt
małej po-
wierzchni roboczej.
Łańcuch tulejkowy
Stosuje się je w maszynach
wolnobieżnych lub napędach
pomocniczych . Nie są stosowane w
silnie obciążonych napędach
głównych. Znaczne zużycie kół.
Łańcuchy rolkowe
Połączenia: Sw – PT zewn. –
spoczynkowe
PTwewn. – tulejka –
spoczynkowe
Sw – tulejka – ruchowe
Rolka – tulejka –
ruchowe.
Łańcuchy rolkowe i zębate są
powszechnie stosowanymi
łańcuchami napędowymi.
Łańcuchy zębate
Stosowane są wyłącznie jako cięna napędowe. Osiadanie łańcucha
na kole przebiega łagodnie ponieważ ząb płytki podchodzi stycznie
do zęba koła. Sa bardziej cichobieżne od łańcuchów rolkowych, ze
względu na budowę przegubów , rozróżnia się łańcuchy zębate:
sworzniowe,
panewkowe,
z przegubami kołyskowymi.
Sposoby łączenia łańcuchów
Obciążenie ogniwa w czasie obiegu łańcucha
Napięcie w ogniwie zmienia się w czasie biegu łańcucha. S
max
odpowiada sile wej-
ściowa ogniwa na ząb koła napędzającego. Występuje wtedy
uderzenie ogniwa o
ząb i szarpanie.
Napięcie w ogniwie łańcucha zmienia się skokami. Pierwszy ząb
wchodzący we współpracę obciążony jest najbardziej, każdy
następny coraz mniej.
Zmiany napięcia w ogniwach można opisać
wg. ciągu geometrycznego
c
c
c
S
q
S
S
q
S
S
q
S
3
3
2
2
1
Główna część obciążenia przenoszona jest
przez kilka
zębów i dlatego nie jest wymagany duży kąt
opasania.
z
p
d
360
2
sin
p
d
d
p
d
a
1
,
0
2
cos
2
sin
Obliczenia wytrzymałościowe łańcuchów
Porównujemy siłę zrywającą łańcuchów F
R
podaną przez producenta (katalog)
z siłą F
max
(projektowanej przekładni) oraz przez określenie współczynnika bez-
pieczeństwa x
R
.
gdzie x
R
= 3 10 v v – średnia obwodowa prędkość łańcucha
F
max
= F
u
+ F
F
+ F
G
+ F
dyn
F
u
= [ N ] P [ kW ] – moc
v [m/sek ] – śr. Prędkość
obwodowa
F
u
[N] siła uciągu – z mocy
przenoszonej
Siła odśrodkowa działająca na łańcuch F
F
m [ kg/mb ] – masa
jednostkowa
łańcucha
v [m/s] – prędkość średnia
obwodowa
łańcucha
v
P1000
2
v
m
F
F
Siła wywołana swobodnym zwisem części biernej łańcucha
g [m/s
2
] – przyspieszenie
ziemskie
q [N/mb] – ciężar jednostkowy
a [m] – odległość między
osiami kół
Siła dynamiczna wynikająca z obciążenia łańcucha wyznaczana za pomocą
współczynników empirycznych
G
b
[N m s
2
] – moment bezwładności mas wirujących związanych z kołem
napędzanym
R
b
[mm] – promień koła napędzanego (odległość osi przegubu do osi
koła)
[1/s
2
] – przyspieszenie kątowe koła napędzanego
G
a
[N s
2
/m] – masa cięgna napędowego (G
a
= q m
a
t)
N
a
q
g
F
g
6
]
[
30
2
2
N
g
t
m
q
R
m
x
dt
dv
g
G
dt
d
R
F
a
b
b
a
a
b
b
b
dyn
dt
d
b
[m/s
2
] – przyspieszenie cięgna napędowego
x =0,5 0,75 – współczynnik uwzględniający podatność cięgna
napędowego
q [N/mb] – ciężar jednostkowy łańcucha
t [m] – podziałka łańcucha
m
a
– liczba ogniw w cięgnie napędowym
– współczynnik zależny od z
b
– liczby zębów na kole napędzanym
– dla całkowitej liczby ogniw w cięgnie napędowym
[m
a
]
– dla połówkowej liczby ogniw w cięgnie napędowym
x
R
– współczynnik bezpieczeństwa x
R
= (3 10) v
v – prędkość łańcucha
dt
dv
2
2
1
i
i
z
b
b
z
max
F
F
x
R
R