Использование механической передачи
В машинах с механической передачей используются цепи, ремни или шестерни. В таблице 1.1 приведен сравнительный анализ каждого вида механических передач.
Обычно, в машинах с механической передачей цепи используют для работы на небольших скоростях со значительной нагрузкой. Тем не менее, допускается применение цепей и при высоких скоростях, как, например, в механизме ГРМ автомобильного двигателя. Это достигается путем тщательной разработки процесса функционирования цепи и её смазки.
Для цепей и зубчатых колес, в отличие от зубчатых ремней, предусмотрены более низкие значения предела усталости. Поэтому с точки зрения надежности на первом месте находится зубчатая передача, на втором – цепь, и затем ременная передача.
Для большинства случаев справедливо следующее:
- Увеличение шума при работе зубчатого колеса свидетельствует о том, что его ресурс практически выработан;
- Узнать о критическом износе цепи можно по её удлинению или по повышенной вибрации при работе, вызванной удлинением цепи;
- Чтобы проверить состояние зубчатого ремня в большинстве случаев приходится останавливать машину и проводить осмотр.
Можно уменьшить шум путем точной подгонки шестерен или путем перестройки привода под косозубые колеса. Оба этих способа дороги, а при использовании косозубых шестерен уменьшается допустимая осевая нагрузка на шестерни.
Цепь приспособлена для длительной работы и передачи механической энергии с небольшими колебаниями крутящего момента. Зубчатые колеса больше подходят для использования в реверсивных и шаговых приводах. Чем больше расстояние между осями машины, тем более целесообразно использовать цепь или ремень для передачи механической энергии, нежели зубчатые колеса.
| Таблица 1.1 Сравнительная таблица | ||||
| Тип | Роликовая цепь | Зубчатый ремень | Клиновой ремень | Прямозубая шестерня |
| Синхронизация |  |
|
 |
|
| Эффективность передачи энергии | |
|
|
|
| Сопротивление ударным нагрузкам |  |
 |
|
|
| Вибрация/Шум | |
|
|
|
| Условия эксплуатации | Избегать воды, пыли | Избегать воды, пыли, масла, высоких температур | Избегать воды, пыли, масла, высоких температур | Избегать воды, пыли |
| Компактность (Высокая скорость/ Низкая нагрузка) |
|
|
|
|
| Компактность (Низкая скорость/ Высокая нагрузка) |
Компактно |
Массивный шкив |
Широкий шкив |
Меньший ресурс из-за меньшей площади зацепления |
| Смазка | Требуется |
Без смазки |
Без смазки |
Требуется |
| Гибкость компоновки | |
|
|
|
| Избыточная нагрузка на несущую поверхность | |
|
|
|
– Отлично; - Хорошо; – Удовлетворительно; – Неудовлетворительно.
Вообще, при равных условиях передачи механической энергии стоимость зубчатого ремня и шкивов будет значительно превышать стоимость цепи и звездочек.
Ниже приведены достоинства и недостатки цепной передачи.
Достоинства цепных приводов:
- Цепь легко выдерживает семикратное увеличение/уменьшение скорости.
- Цепь хорошо подходит для работы в условиях, когда имеет место значительное расстояние между валами (межосевое расстояние), до 4 м. при этом цепь имеет более широкую область применения, нежели другие виды передач.
- Цепь может работать с большим количеством валов (звездочек) по обе стороны цепи.
- Цепи легко подобрать, так как они стандартизированы Государственным стандартом (ГОСТ), Международной организацией по стандартизации (ISO) и Американским национальным институтом стандартов (ANSI).
- Цепи легко соединяются и разъединяются.
- При передаче одинакового крутящего момента диаметр звездочки в цепной передаче меньше диаметра шкива в ременной.
- Звездочки изнашиваются медленнее зубчатых колес, так как в звездочках нагрузка распределяется между зубьями.
Недостатки:
- В цепной передаче имеет место колебание передаточного отношения
- Цепь нужно смазывать
- Цепь изнашивается и растягивается
- Цепь неустойчива к боковым нагрузкам, поэтому для эффективной работы необходимо, чтобы цепь была установлена строго по прямой линии.
