Zeichnung. Kettenantriebe, Zweck, Vorteile, Nachteile, Einordnung Technische Mechanik Kettenantriebe

In diesem Fall enthält die Kette selbst zahlreiche bewegliche Glieder. Sie sind in Form eines geschlossenen Kreises miteinander verbunden.

Typischerweise werden die Anzahl der Zähne eines Kettenrades und die Anzahl der Gliederelemente in Ketten durch eine gegenseitige Primzahl bestimmt. Dies gewährleistet eine möglichst gleichmäßige Abnutzung des gesamten Mechanismus.

Vor- und Nachteile des Kettenantriebs

Neben Kettenantrieben gibt es auch Riemenantriebe. In den meisten Fällen greifen sie jedoch auf Ketten zurück, da sie eine Reihe wichtiger Vorteile haben:

Kein Schlupf, wie er unter Umständen bei Riementrieben vorkommt.
Sie können zur Verfügung stellen hochgradig Kompaktheit des Mechanismus.
Das durchschnittliche Übersetzungsverhältnis ist konstant.
Aufgrund des Fehlens eines Phänomens wie der Vorspannung treten keine sekundären Belastungen auf die Schlüsselkomponenten des Mechanismus auf.
Auch wenn die Geschwindigkeit sinkt, bleiben die Leistungswerte recht hoch.
Kettenantriebe sind praktisch unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen.
Sie können ein solches Getriebe schnell an fast jeden Mechanismus anpassen, indem Sie ein Kettenglied hinzufügen oder entfernen.
Bei Bedarf können Sie mit nur einer Kette das Drehmoment auf mehrere Ritzel gleichzeitig übertragen.
Es ist möglich, die Übertragung des Drehmoments über längere Distanzen zu organisieren - bis zu 7 Meter.
Die Kettenübertragung hat eine große Übersetzung nützliche Aktion- etwa 98 Prozent.
Bei Bedarf können gebrochene Glieder, die Kette selbst oder Ritzel schnell ausgetauscht werden.

Kettenantriebe haben jedoch auch gewisse Nachteile:

Bei längerer intensiver Nutzung verschleißen die Scharniere in den Kettengliedern, was zu einer Dehnung der Laschen und einer Erhöhung der Gesamtlänge der Kette führt.
Der Gang kann eingelegt werden, ohne die Bewegung während der Rückwärtsfahrt anhalten zu müssen.
Bei einigen Arten von Mechanismen ist die Kette ziemlich schwer zu schmieren.
Sie können die Ungleichmäßigkeit der Übersetzung und damit die Ungleichmäßigkeit der Geschwindigkeit beobachten. Besonders dieser Effekt auffällig, wenn das Ritzel nicht hat eine große Anzahl Zähne.

All dies sollte bei der Wahl zwischen Ketten- und Riemenantrieben berücksichtigt werden.

Was sind die Eigenschaften von Kettenantrieben

Zu den wichtigsten Eigenschaften fast jedes Kettenantriebs gehören:

Kettenteilungsanzeige - Dieser Parameter beeinflusst die Laufruhe und Genauigkeit des Kurses. Beim Verringern dieser Parameter die Indikatoren für Genauigkeit und Glätte des Kurses nehmen zu.
Zähnezahl an Antriebs- und Abtriebskettenrädern.
Die Radien der eingeschriebenen und umschriebenen Kreise der Sterne.
Das Verhältnis der Radien der antreibenden und angetriebenen Kettenräder. Dementsprechend als größerer Durchmesser des antreibenden Kettenrades im Verhältnis zum angetriebenen Kettenrad, desto leichter lässt sich die Bewegung übertragen.
Der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Kreise der Kettenräder - dieser hängt beispielsweise von der Länge der Kette ab.

Alle diese Punkte müssen auch berücksichtigt werden.

Woraus besteht der Kettenantrieb?

Kettenantriebe sind konstruktiv einfach genug Mechanismen. Trotzdem wird es nicht überflüssig sein zu wissen, aus welchen Elementen sie bestehen.

Stern. Normalerweise sind bei Kettentrieben konstruktiv nur zwei Kettenräder vorgesehen (obwohl es Optionen gibt). Einer von ihnen fungiert als Anführer und der zweite als Anhänger. Die Stabilität und Effizienz der Funktion von Kettenübertragungen hängt weitgehend von ihrer Qualität und Produktionsgenauigkeit ab: Einhaltung der Abmessungen (bis zu einem Millimeter), die bei der Herstellung des Materials verwendet werden.

Es ist erwähnenswert, dass die Größe und Form der Kettenräder von den quantitativen Eigenschaften der Ketten (und nicht umgekehrt, wie manche denken), der Anzahl der Übersetzungsverhältnisse und der Anzahl der Zähne des kleinsten Antriebsritzels in der Mechanismus. Parametrische und andere Eigenschaften von Kettenrädern werden von GOST 13576 - 81 bestimmt. Eigenschaften von Kettenrädern für Rollen- und Hülsenketten werden von GOST 591 - 69 bestimmt.

Kettenräder müssen aus Materialien bestehen, die stark und haltbar genug sind, um lange Zeit unter erheblichen mechanischen Belastungen, einschließlich Stoßbelastungen, betrieben werden. Laut GOST kann dieses Material die Stahlsorten 40, 45, 40X und andere Typen mit einem Härtegrad von HRC 50 - 60 sein. Kettenräder, die nicht für Hochgeschwindigkeitsmechanismen bestimmt sind, können aus modifizierten Arten von Gusseisensorten SCH 15 . hergestellt werden , SCH20.

Heute findet man Kettenräder mit Zahnspitzen aus verschiedene Typen Plastik. Solche Produkte zeichnen sich durch einen reduzierten Verschleiß und einen leisen Betrieb aus.

Ein weiterer Bestandteil von Kettentrieben ist natürlich die Kette. Die Ketten werden auf industriellen Fertigungsstraßen hergestellt. Ihre Parameter sind durch die einschlägigen Normen streng geregelt. Heute kann die Industrie solche Kettentypen anbieten wie:

Fracht - bestimmt zum Heben und Senken von Lasten und zum Aufhängen. Solche Ketten werden in der Regel auf Verschiedene Arten Gabelstapler.
Traktion - Sie dienen dem Warenverkehr und werden in Transportgeräten verwendet.
Antrieb - werden verwendet, um mechanische Energie von einem Kettenrad auf ein anderes zu übertragen. Ein markantes Beispiel für die Verwendung eines solchen Getriebes sind die gewöhnlichsten Fahrräder und andere Fahrzeugtypen.

Die Hauptelemente einer Standardschaltung sind in der folgenden Abbildung dargestellt.

Schaltungsklassifizierung

Da es sich um die häufigste Art von Antriebsketten handelt, ist es sinnvoll, genauer zu betrachten, welche Arten es davon gibt.

Rollenketten (Position III in der Abbildung) haben Innen- und Außenglieder. Diese bilden im Wechsel zueinander bewegbare Reihenverbindungen. Jedes Glied enthält zwei Platten, die auf Axial- oder Buchsenlager gepresst sind. Die Buchsen werden auf die Lenkerachse aufgesetzt und bilden ein Drehgelenk. Um eine Erhöhung des Verschleißgrades der Kettenräder zu vermeiden, wird in der Regel eine Rolle auf die Buchse aufgesetzt, die die Gleitreibung durch Rollreibung ersetzen muss.

Die Enden der Kette können miteinander verbunden werden:

Mittels Verbindungslinks - mit einer ungeraden Anzahl von Links.
Durch den Übergangslink - mit einer geraden Anzahl von Links.

Soll das Getriebe über längere Zeit intensiv betrieben werden, kommt eine mehrreihige Rollenkette zum Einsatz. Auf diese Weise können Sie die Größe jedes Kettenrads und seine Teilung reduzieren.

Rollenketten können auch mit gebogenen Platten an jedem Glied hergestellt werden (Position IV in der Abbildung). Dieser Typ wird verwendet, wenn die Verbindung unter hohen Stoßbelastungen betrieben werden soll. Durch die spezielle Form der Platte wird der Aufprall stark gedämpft.

Buchsenketten (Position V) unterscheiden sich strukturell nicht von Rollenketten, haben jedoch keine Rollen. Dadurch wird die Herstellung solcher Ketten billiger und ihr Gewicht wird reduziert. Dies trägt aber auch zu einem schnelleren Verschleiß der Zähne bei.

Geräuscharme Zahnketten (in der Abbildung, Position VI) enthalten spezielle mit Zähnen ausgestattete Laschen. Die Platten selbst sind klappbar. Dank dieser Konstruktion ist es möglich, einen niedrigen Geräuschpegel des Mechanismus sowie einen ruhigen Lauf zu gewährleisten. In diesem Fall befinden sich die Zähne in einem Winkel von 60 Grad. Diese Kettentypen werden in Mechanismen mit hoher Betriebsgeschwindigkeit verwendet. Daher sollte die Platte aus gehärtetem Stahl mit der Härte H RC 40 - 45 bestehen. Der Nachteil solcher Ketten ist der relativ hohe Preis sowie die Notwendigkeit einer besonderen Pflege.

Hakenketten (Position VII). In ihrer Zusammensetzung enthalten sie Glieder einer besonderen Form ohne zusätzliche Elemente.

Hülsen-Stift-Ketten (Position VIII in der Abbildung) - bei ihnen sind die Glieder mit Stiften verbunden. Diese Art von Kette wird am häufigsten verwendet verschiedene Bereiche Landwirtschaft und Maschinenbau.

Da sich bei intensiver Arbeit jede Kette im Laufe der Zeit dehnt, sollte ihre Spannung regelmäßig angepasst werden. Dies wird erreicht, indem je nach Konstruktionsmerkmal des Verstellmechanismus ein oder zwei Ritzel gleichzeitig bewegt werden. Es ermöglicht in der Regel die Einstellung, wenn die Kette nur ein oder zwei Glieder gedehnt ist. Ist der Dehnungsgrad größer, wird die Kette einfach durch eine neue ersetzt.

Vergessen Sie nicht die rechtzeitige Schmierung einer Kette. Die Dauer seiner Arbeit wird davon direkt abhängen. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Kette nicht zu hoch ist - bis zu 4 Meter pro Sekunde, ist die Schmierung mit einem herkömmlichen Handöler zulässig. Bei Geschwindigkeiten bis 10 Meter pro Sekunde kommt ein Tropföler zum Einsatz.

Zur Tiefenschmierung taucht die Kette in einen mit Öl gefüllten Behälter ein. Die Eintauchgeschwindigkeit der Kette darf die Breite der einzelnen Platten nicht überschreiten.

Wenn es um leistungsstarke Hochgeschwindigkeitsmechanismen geht, kommt die Umlaufstrahlschmierung mit Pumpen zum Einsatz.

Bei der Auswahl einer bestimmten Schmiermethode muss man sich auf Design-Merkmale jede spezifische Art von Mechanismus sowie die Art der Energieverluste während der Reibung. Reibungsverluste entstehen durch die Reibung von Drehgelenken, Platten untereinander, zwischen Zähnen und Kettenelementen sowie in tragenden Strukturelementen. Außerdem kommt es zu einem Spritzverlust des Schmiermittels. Sie sind zwar nur dann erforderlich, wenn die Schmierung durch Eintauchen der Ketten in Schmiermittel und bei Betrieb mit Geschwindigkeiten nahe der zulässigen Höchstgeschwindigkeit erfolgt.

Anwendungen des Kettenantriebs

Bemerkenswert ist, dass gegebene Ansicht Die Übertragung ist der Menschheit seit langem bekannt. Zumindest theoretisch. Eine Studie über die Werke des berühmten Erfinders und Künstlers Leonardo da Vinci zeigte, dass er darüber nachdachte verschiedene Optionen die Verwendung von Kettentrieben in allen Arten von Mechanismen. Auf den Bildern sehen Sie die Prototypen moderner Fahrräder und viele andere heute bekannte Mechanismen. Es ist zwar nicht sicher, ob der große Leonardo seine Ideen in die Tat umsetzen konnte. Die damalige Industrie erlaubte es nicht, Mechanismen mit der erforderlichen Genauigkeit herzustellen.

Erstmals in der Praxis konnte diese Übertragungsart erst 1832 eingesetzt werden. Es ist erwähnenswert, dass das Aussehen eines modernen Fahrrads sowie seine technischen und betrieblichen Eigenschaften weitgehend davon beeinflusst wurden, dass der Erfinder Lawson 1876 auf die Idee kam, eine Kettenschaltung zu verwenden. Bis dahin wurden die Räder entweder direkt über die Pedale angetrieben oder der Fahrer musste mit den Füßen vom Boden abtreten.

Diese Getriebeart in allen möglichen Abwandlungen wird heute in verschiedenen Bereichen des Maschinenaufbaus äußerst umfangreich eingesetzt. Transport, industrielle Werkzeugmaschinen, landwirtschaftliche Geräte - es ist nicht möglich, ausnahmslos alle Mechanismen aufzulisten, in denen Kettengetriebe verwendet werden.

Es wird auch darauf zurückgegriffen, wenn die Mittenabstände groß genug sind. In diesen Fällen ist die Verwendung eines Riemengetriebes unpraktisch, und Zahnräder können aufgrund einer erheblichen Kompliziertheit der Konstruktion und einer Zunahme der Masse des Mechanismus nicht verwendet werden. Vergessen Sie nicht die Reibungskraft, die direkt proportional zur Anzahl der Gänge im Mechanismus ansteigt. Bei Kettentrieben liegt, wie bereits erwähnt, eine Rollreibkraft vor, die um ein Vielfaches geringer ist als die Gleitreibungskraft.

Sie finden diese Art der Übertragung auch in der Technik, die eine Kette als direktes Arbeitselement und nicht als Antriebselement verwendet. Dazu gehören beispielsweise Schneeräumgeräte, Elevator- und Schabermechanismen sowie ähnliche.

In der Regel greifen sie auf offene Kettentriebe zurück, die bei Bedarf von Hand geschmiert werden. Bei solchen Konstruktionen wird entweder kein Feuchtigkeits- und Staubschutz durchgeführt oder er ist auf einem Mindestmaß vorhanden, wie es bei einem Fahrrad der Fall ist.

Üblicherweise werden diese oder solche Kettengetriebe verwendet, wenn es erforderlich ist, bei Außengeschwindigkeiten von maximal 15 Metern pro Sekunde eine Leistung von bis zu 120 Kilowatt zu übertragen.

Ein bisschen über Sternchen

Die Effizienz und Dauer des gesamten Kettenmechanismus hängt weitgehend davon ab, wie die Kettenräder im Mechanismus hergestellt wurden. Dies gilt sowohl für die Einhaltung aller genaue Maße und Materialien der Herstellung.

Die Zähnezahl ist eine der wichtigsten Eigenschaften eines jeden Kettenrades.

Das Kettenrad wird überall dort eingesetzt, wo der Kettendurchhangeffekt verhindert werden soll. Normalerweise wird es an den angetriebenen Teilen der Mechanismen installiert.

Die wichtigsten parametrischen Eigenschaften der Kettenräder sind in den entsprechenden Abschnitten von GOST 13576-81 beschrieben.

Kettengetriebe sind eine wirklich hocheffiziente und darüber hinaus kostengünstige Art von Mechanismen. Sie werden in vielen Bereichen des Transport- und Maschinenbaus eingesetzt.

Varianten der Kettenübertragung

Heute können Sie auf eine Vielzahl von Klassifizierungen dieser Übertragungsart stoßen. Es hängt alles davon ab, welche Art von Klassifizierung durchgeführt wird:

Getriebe sind je nach Verwendungszweck Traktion, Antrieb und auch Ladung.
Komplex oder einfach – wenn klassifiziert nach die Summe Kettenräder im Mechanismus. Es ist üblich, sich auf die komplexen Mechanismen zu beziehen, die mehr als zwei Sternchen umfassen.
Übertragungen können auch Master und Slave sein.
Werden die Zahnräder nach der Drehrichtung klassifiziert, können sie direkt und umkehrbar sein.
Nach dem Standortprinzip sind sie horizontal oder vertikal geschlossen.
Auch können die Kettenräder unterschiedlich zentriert werden. Dabei ist es üblich, zwischen horizontal angeordneten und vertikal angeordneten Zahnrädern sowie in einem bestimmten Winkel zu unterscheiden.
Niedrige und hohe Gänge - je nach Geschwindigkeit.
Offene und geschlossene Übertragungsart - je nachdem, ob sie in staubdichten Abdeckungen untergebracht sind oder nicht. Im Inneren des Mechanismus können auch geschlossene Zahnräder untergebracht werden, deren Gehäuse sie vor Staub und Feuchtigkeit schützt.
Schließlich können die Getriebe je nach Art des Auftragens des Schmiermittels Hand-, Öl- und Umlaufgetriebe sein. Über ihre Besonderheiten wurde oben bereits ein wenig erwähnt.

Jeder dieser Typen wird in verschiedenen Bereichen der Technik verwendet.

Der einfachste Kettentrieb (Abb. 3) besteht aus zwei Kettenrädern (1 und 2), die jeweils auf einer eigenen Welle befestigt sind, von denen das kleinere meist das führende ist, und einer sie umfassenden Kette 3 aus vielen starren Gliedern die sich relativ zueinander drehen können Freund.

Kettenantriebe werden häufig in allgemeinen Industriemaschinen verwendet.

Kettenantriebe werden häufig in verschiedenen Hebe- (zB Mehrbecherwerken) und Fördergeräten eingesetzt. Der Einsatz von Kettentrieben vereinfacht in diesen Fällen die Konstruktion von Maschineneinheiten, erhöht deren Zuverlässigkeit und Produktivität. Diese Geräte verwenden eine Vielzahl von Schaltungstypen.

Kettentriebe werden sowohl zur Reduzierung (Reduzierung der Geschwindigkeit beim Getriebe) als auch zur Vervielfachung (Geschwindigkeitserhöhung) der Drehbewegung verwendet.

Vorteile von Kettenantrieben: 1. Möglichkeit der Bewegungsübertragung über ausreichend lange Distanzen (bis 8 m). 2. Möglichkeit der Bewegungsübertragung durch eine Kette auf mehrere Wellen. 3. Schlupffreiheit und damit Stabilität des Übersetzungsverhältnisses bei reduzierter Seitenbelastung der Wellen und deren Lager. 4. Relativ hoher Wirkungsgrad (0,96 ... 0,98 bei ausreichender Schmierung).

Nachteile von Kettenantrieben: 1. Erhöhte Geräusch- und Vibrationsaktivität im Betrieb durch Pulsation der Kettengeschwindigkeit und daraus resultierende dynamische Belastungen. 2. Intensiver Verschleiß der Kettengelenke durch Schlagwechselwirkung mit der Ritzelnut, Gleitreibung im Gelenk selbst und Schwierigkeiten bei der Schmierung. 3. Verlängerung der Kette (Vergrößerung der Teilung zwischen den Gliederscharnieren) durch Verschleiß der Scharniere und Längung der Laschen. 4. Relativ hohe Kosten.

Einstufung:

Ketten für ihren vorgesehenen Zweck können unterteilt werden in:

1. Zugketten zum Bewegen von Lasten auf einer horizontalen oder geneigten Fläche;

2. Lastketten zum Heben von Lasten;

3. Antriebsketten zur Übertragung von Bewegungen, meist Rotationen, in Kettenantrieben.

Als Antriebsketten werden am häufigsten Rollen-, Buchsen- und Zahnketten verwendet. Diese drei Arten von Schaltungen sind standardisiert.

8. Zahnräder, Schemata, Zweck, Vorteile, Nachteile, Klassifizierung.

Gang- ein Dreigelenkmechanismus, bestehend aus zwei beweglichen Lenkern, die über ein kinematisches Paar mit höherem Gang miteinander interagieren und mit dem dritten festen Lenker niedrigere (rotierende oder translatorische) kinematische Paare bilden

Reis. 1. Getriebearten

Das kleinere Zahnrad, das am Eingriff beteiligt ist, wird allgemein als . bezeichnet Ausrüstung, mehr - Zahnrad, wird ein eine geradlinige Bewegung ausführendes Glied eines Zahnradgetriebes als Zahnstange bezeichnet (Abb. 1, j).

Reis. 2. Zahnraddiagramm und seine Parameter

Der Zweck des Zahnradgetriebes ist die Übertragung von Bewegungen (meistens rotatorisch) mit der Transformation von Parametern und manchmal ihrer Art (Zahnstange und Ritzel). Drehräder sind in der Technik am weitesten verbreitet (Abb. 5). Sie zeichnen sich durch die übertragene Leistung von Mikrowatt (Quarzwerk Armbanduhr) bis zu zehntausend Kilowatt (große Kugelmühlen, Brecher, Öfen) bei Umfangsgeschwindigkeiten bis 150 m/s.

Die Vorteile von Getrieben:

1. Hohe Arbeitssicherheit in einem breiten Last- und Geschwindigkeitsbereich.

2. Große Ressource.

3. Kleine Abmessungen.

4 Hohe Effizienz.

5. Relativ geringe Belastung von Wellen und Lagern.

6. Konstanz des Übersetzungsverhältnisses.

7. Einfachheit des Dienstes.

Nachteile von Getrieben:

1. Die Komplexität der Herstellung und Reparatur (hochpräzise Spezialausrüstung ist erforderlich).

2. Relativ hohes Niveau Geräusche, vor allem bei hohen Geschwindigkeiten.

3. Irrationale Verwendung von Zähnen - normalerweise sind nicht mehr als zwei Zähne jedes der kämmenden Räder an der Übertragung beteiligt.

Getriebeklassifizierung:

1. Durch die Größe des Übersetzungsverhältnisses:

1.1. mit einem Übersetzungsverhältnis u> 1 - Untersetzung (Getriebe - die meisten Zahnradgetriebe);

1.2. mit Übersetzung u<1 – мультиплицирующие (мультипликаторы).

2. Durch die relative Position der Wellen:

2.1. mit parallelen Wellen - Stirnräder

2.2. mit sich kreuzenden Wellenachsen - Kegelräder

(Kegelräder mit einem Winkel von 90 Grad zwischen den Achsen der Wellen werden als orthogonal bezeichnet);

2.3. mit gekreuzten Wellenachsen - Schnecke, Schraube (Abb. 5, i), Hypoid;

2.4. mit Bewegungsumwandlung - Zahnstange und Ritzel

3. Durch die Lage der Zähne relativ zur Mantellinie der Radoberfläche:

3.1. geradverzahnt - die Längsachse des Zahns ist parallel zur Mantellinie der Radoberfläche;

3.2. schraubenförmig - die Längsachse des Zahns ist in einem Winkel zur Mantellinie der Radoberfläche ausgerichtet;

3.3. chevron - der Zahn besteht aus zwei Schrägrädern mit einer entgegengesetzten Neigung der Zahnachsen;

3.4. mit einem kreisförmigen Zahn - die Zahnachse ist relativ zur Mantellinie der Radoberfläche kreisförmig.

4. Durch die Form der eingreifenden Glieder:

4.1. mit Außenverzahnung - die Zähne sind mit ihren Spitzen von der Drehachse des Rades ausgerichtet;

4.2. mit Innenverzahnung - die Zähne eines der Zahnräder sind mit ihren Spitzen zur Drehachse des Rades gerichtet;

4.3. Zahnstange und Ritzel - eines der Räder wird durch eine gerade Zahnstange ersetzt;

4.4. mit unrunden Rädern.

5. Je nach Form des Arbeitszahnprofils:

5.1. Evolvente - das Arbeitsprofil des Zahns wird entlang der Evolvente des Kreises skizziert (eine Linie, die durch einen Punkt einer geraden Linie beschrieben wird, die rollt, ohne um einen Kreis zu gleiten);

5.2. zykloidisch - das Arbeitsprofil des Zahns wird entlang einer kreisförmigen Zykloide (eine durch einen Kreispunkt beschriebene Linie, die rollt, ohne entlang eines anderen Kreises zu gleiten) umrissen;

5.3. Laterne (eine Art Zykloid) - die Zähne eines der in Eingriff stehenden Räder werden durch zylindrische Finger ersetzt - Tarsons;

5.4. mit kreisförmigem Zahnprofil (Novikov-Verzahnung) - die Arbeitszahnprofile werden durch Kreisbögen mit nahezu gleichen Radien gebildet.

6. Entsprechend der relativen Beweglichkeit der geometrischen Achsen der Zahnräder:

6.1. mit festen Radachsen - gewöhnliche Zahnräder (Abb. 5);

6.2. mit beweglichen Achsen einiger Räder - Planetengetriebe.

7. Je nach Steifigkeit des Zahnkranzes der kämmenden Räder:

7.1. mit Rädern mit konstanter Form (mit einer starren Krone);

7.2. einschließlich Räder mit unterschiedlich geformter Krone (flexibel).

8. Entsprechend der Umfangsgeschwindigkeit (Tangentialgeschwindigkeit) der Zähne:

8.1. langsam (Vz< 3 м/с);

8.2. mittlere Geschwindigkeit (3< Vз < 15 м/с);

8.3. Hochgeschwindigkeit (Vz > 15 m / s).

9. Mit Absicht:

9.1. offen (rahmenlos);

9.2. geschlossen (Fall).

Am weitesten verbreitet sind Untersetzungsgetriebe mit Drehbewegung, auch in Mehrzweck-Ketten- und Radfahrzeugen (Getriebe, Achsantriebe, Antriebe verschiedener Geräte). Daher betrifft die folgende Erörterung, wenn sie nicht speziell erwähnt wird, nur die Übertragungen von Drehbewegungen.

Weit verbreiteter Einsatz von Kettentrieben in den meisten verschiedene Autos und Mechanismen werden durch die von ihnen bereitgestellten Merkmale bedingt. Die Hauptvorteile dieser Methode der Energieübertragung sind Vielseitigkeit, Einfachheit und Wirtschaftlichkeit.

Unter Kettenübertragung versteht man die Übertragung einer Drehbewegung, die zwischen den parallel zueinander liegenden Wellen durch eine endlose Kette erfolgt, die die darauf aufgesetzten Kettenräder verbindet. Als Riementrieb ist ein Kettentrieb ein flexibler Gliedertrieb. Es ist jedoch nur in einer Ebene biegefähig, sodass es nur für parallele Wellen effektiv verwendet werden kann.

Merkmale des Kettengetriebes und seine Unterschiede zum Riemen

Der erste große Unterschied zwischen den beiden am weitesten verbreiteten Übertragungsarten - Kette und Riemen - wurde oben erwähnt. Sie besteht in der Möglichkeit, die Kette nur in einer Ebene zu biegen und dadurch ausschließlich für parallel zueinander liegende Wellen zu verwenden.

Ein weiterer wichtiger Unterschied ist das Fehlen eines solchen Schlüsselwertes bei der Kettenübertragung. wichtiger Parameter als Winkel der Kette des Kettenrades. Im Gegensatz zu einem Riementrieb spielt er für die Charakteristik bei der Kraftübertragung keine so große Rolle.

Als wesentlichen Faktor, der ein Plus des Kettenantriebs ist, kann das Fehlen einer Vorspannung der Kette genannt werden, da die Wirkung des Mechanismus durch den Eingriff der Kettenglieder mit den Zähnen der die Ritzel.

Ein wichtiges Merkmal des Kettenantriebs ist die Fähigkeit effektiver Einsatz für nahezu jeden Achsabstand - klein und groß. Ergänzt wird es durch die Fähigkeit, Kraft von einer Welle auf mehrere gleichzeitig zu übertragen. Außerdem kann der Kettenantrieb entweder langsam oder schnell sein, was ebenfalls eine Besonderheit ist Kennzeichen diese Art der Energieübertragung.

Klassifizierung von Kettenantrieben

Bei der Klassifizierung von Kettentrieben werden mehrere Kriterien herangezogen. Im Maschinenbau und anderen Industrien werden beispielsweise nach Funktionszweck und Verwendungsweise drei Arten von Ketten unterschieden:

Fracht. Der Hauptzweck der Verwendung dieses Typs ist Federung und Bewegung. verschiedene Fracht... In einer solchen Situation ist der Mechanismus in der Regel Teil einiger Hebegeräte oder -geräte, und die Bewegungsgeschwindigkeit, hauptsächlich vertikal, beträgt nicht mehr als 0,5 m / s;

Traktion. In diesem Fall wird die Kette auch zum Bewegen von Lasten verwendet, jedoch mit einer höheren Geschwindigkeit von 2-4 m / s. Dies liegt daran, dass die Bewegung mit Mechanismen wie Aufzügen, Förderern, Rolltreppen usw . weitgehend horizontal ausgeführt wird;

Fahrt. Der gebräuchlichste Kettentyp, der normalerweise mit einer feinen Teilung verwendet wird, um Belastungen zu reduzieren und die Produktlebensdauer zu erhöhen. Sein Einsatzzweck ist die Energieübertragung in einem extrem weiten Drehzahlbereich und die Übersetzung ist ein konstanter Wert.

Letzterer Kettentyp wird in Kettentrieben verwendet. Darüber hinaus wird bei der Beschreibung häufig das Wort Antrieb weggelassen, und in den meisten Fach- und Nachschlagewerken sind die Begriffe "Antriebskette" und "Kette im Kettentrieb" weitgehend identisch.

Andere klassifizierende Parameter von Kettentrieben sind:

Kettentyp - Rolle, Zahnrad oder Hülse;

Anzahl der Reihen - ein- und mehrreihig;

die Anzahl der angetriebenen Wellen / Kettenräder - zwei- und mehrgliedrig;

die Anordnung der Sterne - horizontal, vertikal oder schräg;

Möglichkeit zur Einstellung des Kettendurchhangs - mit einem Spannrad oder einem speziellen Spanner;

Konstruktion - offen und geschlossen;

Einfluss auf die Rotationsgeschwindigkeit der Wellen - zunehmend und abnehmend.

Vorteile des Kettenantriebs

Die meisten Vorteile eines Kettenantriebs werden normalerweise gegenüber einem Riemenantrieb gesehen. Dies ist durchaus logisch, da diese beiden Methoden zur Übertragung von Rotationsenergie am weitesten verbreitet sind. Einige Vorteile des Kettenantriebs zeigen sich deutlich in Bezug auf das Getriebe, das auch in der Praxis häufig zum Einsatz kommt.

Die Hauptvorteile der Verwendung eines Kettenantriebs sind wie folgt:

ein hohes Maß an Festigkeitseigenschaften, das viel stärkere Belastungen ermöglicht. Als Ergebnis wird ein hoher Wirkungsgrad bei kompakter Größe bereitgestellt;

die Fähigkeit, mehrere angetriebene Kettenräder gleichzeitig in einem Mechanismus zu verwenden;

die Fähigkeit, Energie über extrem große Entfernungen von bis zu 8 m zu übertragen;

eine relativ geringe (im Vergleich zu einem Riemenantrieb - weniger als 2-fache) radiale Belastung der Wellen;

hohe Effizienz. Der Wirkungsgrad der Kettenübertragung liegt bei 90% -98%;

ernsthafte Leistung der übertragenen Energie, deren Parameter mehrere tausend kW erreichen;

beeindruckende Kettengeschwindigkeiten und Übersetzungen von bis zu 35 m / s bzw. 10;

Kompaktheit des Mechanismus;

das Fehlen eines solchen negativen Faktors, der für einen Riemenantrieb charakteristisch ist, wie z. B. Gleiten;

einfacher und bequemer Austausch der Kette, der durch das Fehlen einer ernsthaften Vorspannung ergänzt wird.

Nachteile des Kettenantriebs

Die Zahl der offensichtlichen Nachteile der betrachteten Methode der Energieübertragung ist deutlich geringer als die Zahl der oben aufgeführten Vorteile. Es gibt jedoch Nachteile und dazu gehören:

ziemlich hohe Herstellungskosten des Mechanismus und seines Hauptverbrauchsteils - der Kette selbst;

die Unfähigkeit, den Gang beim Rückwärtsfahren einzulegen, ohne ihn vollständig anzuhalten;

die Verwendung eines Kettenantriebs sieht die Verwendung von Kurbelgehäusen fast zwingend vor;

die Konstruktion des Mechanismus ermöglicht nicht immer eine bequeme Schmiermittelversorgung der Gelenke und Kettenglieder;

bei einer kleinen Anzahl von Zähnen gibt es eine Inkonsistenz in der Geschwindigkeit der Kette, die der Grund für die Schwankung eines so wichtigen Parameters wie des Übersetzungsverhältnisses wird;

hoher Geräuschpegel beim Betrieb des Geräts;

ernste Anforderungen für richtiger Standort Wellen;

die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung des Betriebs des Mechanismus und seiner Wartung, deren Fehlen zu einem schnellen Verschleiß führen kann.

Der Vergleich der Vor- und Nachteile zeigt, dass der Kettentrieb bei richtiger Anwendung mit vertretbarem Aufwand einen hohen Wirkungsgrad erzielen kann. Die Hauptsache in diesem Fall ist die richtige Verwendung offensichtliche Vorteile Dieser Mechanismus minimiert seine Nachteile.

Kettengetriebe ist ein Getriebe, bei dem Energie zwischen mehreren parallelen Wellen durch eine Kupplung mit einer flexiblen Kette und Kettenrädern erzeugt wird. Es besteht aus einer Kette und zwei Kettenrädern. Ein Sternchen führt und das andere wird angetrieben. Der Kettenantrieb arbeitet schlupffrei und ist mit Spann- und Schmiervorrichtungen versehen.

Der Kettenantrieb ermöglicht es, die Bewegung zwischen den Wellen in einem größeren Achsabstandsbereich im Vergleich zum Zahnradantrieb zu übertragen. Der Wirkungsgrad des Kettenantriebs beträgt 0,96 ... 0,97. Es beeinflusst die Welle weniger als es sich vom Riementrieb unterscheidet. Eine Kette überträgt Umdrehungen auf mehrere Kettenräder.

Varianten und Umfang der Kettentriebe

Kettentriebe werden in mehrere Kategorien eingeteilt, die sich in ihren Konstruktionsmerkmalen und dem Funktionsprinzip unterscheiden. Abhängig von der Art der Ketten werden Übertragungsvorrichtungen in Rolle, Hülse und Zahnrad unterteilt. Je nach Anzahl der Kettenreihen gibt es bei den Mechanismen der Kraftzufuhr für die Bewegung einreihige und mehrreihige. Abhängig von der Anzahl der angetriebenen stellaren Elemente gibt es Two-Link- und Multi-Link-Mechanismen. Entsprechend der Anordnung von Kettenrädern für Kettenantriebe werden die Geräte in horizontal, geneigt und vertikal unterteilt.

Zu den negativen Eigenschaften von Übertragungsmechanismen gehören: abrupte Bewegung, verstärktes Rumpeln bei der Durchführung von Arbeitsprozessen, die Notwendigkeit einer sorgfältig ausgehaltenen Parameter einstellen Montage und regelmäßige Wartung, ständige Anpassung der Kettenspannung und rechtzeitiges Schmieren der mechanischen Verbindungen, schnelle Stoßdämpfung durch die Kettengelenke, hohe Kosten des Geräts, Kettendehnung während des Gebrauchs usw.

Kettenantriebe haben in einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen, Fahrrädern und Motorrädern, in Lastenhebemaschinen, Winden, in Bohrgeräten, in Knoten und Kränen und ausschließlich in landwirtschaftlichen Maschinen große Popularität erlangt. Der selbstfahrende Getreidevollernter C-4 beispielsweise verfügt über 18 Kettenantriebe, die viele seiner Arbeitsmechanismen antreiben. Kettenübertragungsmechanismen sind auch in Unternehmen der Leichtindustrie weit verbreitet.

Hauptparameter von Kettenantrieben

Die Funktion der Kettenvorrichtung zur Änderung der Kraftübertragung hängt von den Eigenschaften der Sternkomponenten ab: der Richtigkeit ihrer Herstellung, der Härtung der Zahnoberfläche, des Metalls und der Qualität der Verarbeitung. Die Abmessungen und Formen der Sterne richten sich nach den Werten der ausgewählten Kette und der Übersetzung, die die Zähnezahl des kleineren Antriebsritzels bestimmt. Die Übersetzung des Kettentriebs ändert sich während des Betriebs und wird auf die gleiche Weise berechnet wie die Übersetzung des zylindrischen. Die Montage des Kettentriebes beschränkt sich auf die Montage und Befestigung der Kettenräder auf den Wellen, das Aufsetzen der Kette und das Einstellen.

Bei der Berechnung des Kettenantriebs müssen Sie auf stumpfe Winkel zwischen der Linie, die den Mittelpunkten der Sterne entspricht, und der horizontalen Linie. Der führende Zweig wird normalerweise oben platziert. Bei Getrieben mit großen Hubwinkeln dürfen die Spannvorrichtungen nicht vergessen werden. Kettentriebe erfordern aufgrund der unvermeidlichen Dehnung der Kettenglieder, aufgrund von Verschleiß und Quetschungen in den Gelenken in der Regel die Fähigkeit, ihre Spannung einzustellen.

Die Vorspannung ist nur bei vertikalen Transfervorgängen wichtig. Bei horizontalen und geneigten Übergabeprozessen wird die Verbindung der Kettenvorrichtung mit den Sternelementen durch die Schwerkraftspannung eines bestimmten Kettengliedes gewährleistet, während der durchhängende Ausleger der Kettenverbindung innerhalb der eingangs aufgeführten Grenzen optimal sein muss.

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Der Kettenantrieb basiert auf dem Ineinandergreifen von Kette und Kettenrädern.

Vorteile und Nachteile

Das Eingriffsprinzip und die hohe Festigkeit der Stahlkette ermöglichen eine höhere Belastbarkeit des Kettentriebes im Vergleich zum Riementrieb. Die Rutsch- und Schlupffreiheit gewährleistet die Konstanz der Übersetzung (Durchschnitt pro Umdrehung) und die Fähigkeit, mit kurzzeitigen Überlastungen zu arbeiten.

Das Eingriffsprinzip erfordert keine Vorspannung der Kette, was die Belastung der Stützen reduziert. Kettentriebe können mit kleineren Achsabständen und großen Übersetzungen arbeiten sowie Kraft von einer Antriebswelle auf mehrere Abtriebswellen übertragen.

Der Hauptgrund für die Nachteile des Kettenantriebs ist, dass die Kette aus separaten starren Gliedern besteht, die sich am Kettenrad nicht in einem Kreis, sondern in einem Vieleck befinden. Daraus resultieren Verschleiß an den Kettengelenken, Geräusche und zusätzliche dynamische Belastungen. Kettenantriebe benötigen die Organisation des Schmiersystems.

Anwendungsgebiet:

bei erheblichen Achsabständen, bei Geschwindigkeiten von weniger als 15-20 m / s, bei Geschwindigkeiten bis zu 35 m / s werden Plattenketten verwendet (ein Satz Platten aus zwei zahnartigen Vorsprüngen, das Prinzip der Innenverzahnung);
beim Übergang von einer Antriebswelle auf mehrere angetriebene;
wenn die Zahnräder nicht anwendbar und die Riemen unzuverlässig sind.

Kettenantriebe sind im Vergleich zu Riemenantrieben lauter und werden in Getrieben bei niedrigen Drehzahlen eingesetzt.

Hauptmerkmale des Kettenantriebs

Leistung
Moderne Kettenantriebe können in einem ziemlich weiten Bereich arbeiten: von Bruchteilen bis zu mehreren tausend Kilowatt. Bei hohen Leistungen steigen jedoch die Getriebekosten, daher sind Kettengetriebe bis 100 kW am häufigsten.

Umfangsgeschwindigkeit
Mit zunehmender Geschwindigkeit und Geschwindigkeit nehmen Verschleiß, dynamische Belastungen und Geräusche zu.

Verhältnis:
Die Übersetzung des Kettentriebes ist aufgrund der vergrößerten Baugröße auf 6 begrenzt.

KKD-Getriebe
Kettenübertragungsverluste bestehen aus Reibungsverlusten in den Kettengelenken, Kettenradzähnen und Wellenlagern. Bei der Tauchschmierung wird der Mischungsverlust des Schmieröls berücksichtigt. Durchschnittlicher KCD

Achsabstand und Kettenlänge
Mindestwert Mittelpunktabstand begrenzt durch den minimal zulässigen Ritzelspalt (30 ... 50 mm). Um die Langlebigkeit zu gewährleisten, je nach Übersetzung

Antriebskettentypen

Rolle
Buchse
Gezahnt

Alle Ketten sind standardisiert und werden in speziellen Werken hergestellt.

Antriebskettenräder

Kettenräder sind wie Zahnräder. Der Teilkreis geht durch die Mittelpunkte der Kettenzapfen.

Das Profil der Zähne von Rollen- und Buchsenketten kann konvex, geradlinig und konkav sein, wobei nur der untere Hauptabschnitt des Profils konkav ist, oben ist die Form konvex, im mittleren Teil befindet sich ein kleiner geradliniger Übergangsabschnitt . Das konkave Profil ist das gebräuchlichste.

Die Profilqualität wird durch den Profilwinkel bestimmt, der bei konkaven und konvexen Profilen mit der Zahnhöhe variiert. Mit zunehmendem Profilwinkel nimmt der Verschleiß der Zähne und Scharniere ab, dies führt jedoch zu einer Erhöhung der Stöße der Scharniere beim Einkuppeln sowie zu einer Erhöhung der Spannung des Leerlaufkettenstrangs.

Materialien

Ketten und Kettenräder müssen verschleiß- und stoßfest sein. Die meisten Ketten und Kettenräder bestehen aus Kohlenstoff- und legierten Stählen mit weiterer Wärmebehandlung (Verbesserung, Härten).

Kettenräder bestehen in der Regel aus den Stählen 45, 40X usw., Kettenplatten aus den Stählen 45, 50 usw., Rollen und Rollen aus den Stählen 15, 20.20X usw.

Scharnierteile sind zementiert, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die Schlagfestigkeit zu erhalten.

Künftig ist geplant, Kettenräder aus Kunststoff herzustellen, was dynamische Belastungen und Getriebegeräusche reduziert.

Kräfte im Einsatz

Zugkräfte der führenden und angetriebenen Äste,
Umfangskraft,
Vorspannkraft,
Zentrifugalkraft.

Kinematik und Dynamik von Kettentrieben

Die Bewegung des angetriebenen Kettenrades wird durch die Drehzahl V 2 bestimmt, deren periodische Änderung mit einer Variabilität der Übersetzung und zusätzlichen dynamischen Belastungen einhergeht. Die Geschwindigkeit V 1 ist mit seitlichen Schwingungen der Kettenstränge und Stößen der Kettengelenke auf die Kettenradzähne verbunden, die zusätzliche dynamische Belastungen verursachen.

Mit abnehmender Zähnezahl z 1 verschlechtern sich die dynamischen Eigenschaften des Getriebes.

Erschütterungen verursachen Übertragungsgeräusche und sind eine der Ursachen für Schaltungsausfälle. Um die schädlichen Auswirkungen von Stößen zu begrenzen, wurden Empfehlungen zur Auswahl einer Kettenteilung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Getriebes entwickelt. Bei einer bestimmten Rotationsfrequenz kann das Phänomen der Resonanz von Schwingungen der Schaltung auftreten.

Im Laufe der Arbeit kommt es durch eine Vergrößerung des Spiels zwischen Rolle und Buchse zu einem Verschleiß der Kettengelenke, wodurch die Kette gedehnt wird.

Die Verschleißlebensdauer der Kette ist abhängig vom Achsabstand, der Zähnezahl des kleinen Kettenrades, dem Druck im Zapfen, den Schmierbedingungen, der Verschleißfestigkeit des Kettenmaterials, dem zulässigen relativen Verschleiß

Je länger die Kettenlänge, desto länger die Lebensdauer. Bei weniger Kettenradzähnen verschlechtert sich die Dynamik. Eine Erhöhung der Zähnezahl führt zu einer Vergrößerung der Abmessungen, einer Verringerung des zulässigen relativen Spiels, das durch die Möglichkeit eines Verlusts des Eingriffs der Kette mit dem Kettenrad begrenzt ist, sowie zu einer Verringerung der Festigkeit der Kette .

Somit nimmt mit einer Zunahme der Zähnezahl des Kettenrades z der zulässige relative Verschleiß der Scharniere ab, und infolgedessen nimmt die Lebensdauer der Kette vor dem Verlust des Eingriffs mit dem Kettenrad ab.

Optimale Zähnezahl des Kettenrades sorgt für maximale Lebensdauer in Bezug auf Festigkeit und Eingriff.

Leistungskriterien für Kettenantriebe

Der Hauptgrund für den Leistungsverlust ist der Verschleiß der Kettenzapfen. Das wichtigste Konstruktionskriterium für die Verschleißfestigkeit von Scharnieren

Die Lebensdauer der Kette hängt ab von:

vom Achsabstand (die Kettenlänge nimmt zu und die Anzahl der Kettenläufe pro Zeiteinheit nimmt ab, d. h. die Anzahl der Umdrehungen in jedem Kettengelenk nimmt ab);
von der Zähnezahl eines kleinen Kettenrades (mit Zunahme von z1 nimmt der Drehwinkel in den Gelenken ab).

Die Methode zur praktischen Berechnung des Kettentriebs ist in angegeben.

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Ein Beispiel für die Berechnung eines Stirnrades
Ein Beispiel für die Berechnung eines Stirnrads. Die Materialauswahl, die Berechnung der zulässigen Spannungen, die Berechnung der Kontakt- und Biegefestigkeit wurden durchgeführt.

Ein Beispiel für die Lösung des Problems des Biegens eines Balkens
Im Beispiel werden Diagramme von Querkräften und Biegemomenten erstellt, ein gefährlicher Abschnitt gefunden und ein I-Träger ausgewählt. Die Aufgabe analysierte die Konstruktion von Diagrammen unter Verwendung von differentiellen Abhängigkeiten, durchgeführt vergleichende Analyse unterschiedliche Strahlquerschnitte.

Ein Beispiel zur Lösung des Problems der Wellentorsion
Die Aufgabe besteht darin, die Festigkeit einer Stahlwelle bei gegebenem Durchmesser, Material und zulässigen Spannungen zu prüfen. Während der Lösung werden Diagramme von Drehmomenten, Schubspannungen und Torsionswinkeln erstellt. Das Eigengewicht der Welle wird nicht berücksichtigt.

Ein Beispiel für die Lösung des Problems der Zug-Druck-Verbindung einer Stange
Die Aufgabe besteht darin, die Festigkeit eines Stabstahls bei einer gegebenen zulässigen Spannung zu prüfen. Im Zuge der Lösung werden Diagramme von Längskräften, Normalspannungen und Verschiebungen erstellt. Das Eigengewicht der Stange wird nicht berücksichtigt.

Anwendung des kinetischen Energieerhaltungssatzes
Ein Beispiel für die Lösung des Problems bei der Anwendung des Satzes über die Erhaltung der kinetischen Energie eines mechanischen Systems

Bestimmung der Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Punktes nach den gegebenen Bewegungsgleichungen
Ein Beispiel für die Lösung eines Problems zur Bestimmung der Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Punktes gemäß den gegebenen Bewegungsgleichungen