Компромисс между ремнём и зубчатой передачей: точность зацепления без проскальзывания, как у шестерён, но с гибкостью большого расстояния между валами, как у ремня.
Самый распространённый тип — роликовая цепь: чередующиеся внутренние и наружные звенья, соединённые пальцами (осями), на которых свободно вращаются втулки с надетыми роликами. Именно ролики, а не сами звенья, катятся по зубьям звёздочки — это снижает трение при входе в зацепление по сравнению с прямым скольжением звена по зубу.
Шаг цепи (pitch) — расстояние между соседними осями пальцев — должен точно соответствовать шагу зубьев звёздочки, точно так же, как модуль обязан совпадать у пары зацепляющихся зубчатых колёс. Цепь и звёздочка с разным шагом физически не смогут работать вместе.
i = z₂ / z₁ = n₁ / n₂, где z — число зубьев звёздочки, n — частота вращения. Цепная передача зацепляется без проскальзывания, поэтому расчёт передаточного числа такой же точный и предсказуемый, как у зубчатой пары, в отличие от фрикционного ремня из главы 08.
| Свойство | Цепь | Ремень (клиновой/зубчатый) |
|---|---|---|
| Проскальзывание | Отсутствует | Возможно у фрикционных, отсутствует у зубчатых |
| Шум | Заметнее | Тише, особенно зубчатый ремень |
| Нужна смазка | Да, регулярно | Нет (кроме особых случаев) |
| Работа в масляной среде | Хорошо переносит | Плохо переносит (масло разрушает резину) |
| Амортизация ударов | Слабая (жёсткие звенья) | Хорошая (эластичность резины) |
| Обслуживание при поломке | Можно разъединить и заменить одно звено | Обычно требует полной замены ремня целиком |
Отсюда практическое разделение сфер применения: там, где среда и так масляная (двигатели, промышленные механизмы с обильной смазкой) и важна высокая передаваемая мощность без проскальзывания — цепь; там, где важна тишина, чистота (без смазки) и допустима меньшая передаваемая мощность — ремень.
Цепь охватывает звёздочку не плавной дугой, а серией прямых отрезков между соседними пальцами — при вращении звёздочки с относительно небольшим числом зубьев это создаёт небольшую, но реальную неравномерность скорости ведомого вала в течение каждого оборота (полигональный, или хордовый, эффект) — чем меньше зубьев на звёздочке, тем заметнее эта неравномерность. Для большинства бытовых и даже многих промышленных применений это незначительно, но в задачах, требующих действительно равномерного вращения на низких скоростях, об этом стоит помнить — обычная зубчатая передача этим эффектом не страдает.
Со временем пальцы и втулки цепи изнашиваются, и цепь физически "растягивается" — не в смысле упругой деформации материала, а из-за накопления зазоров в каждом шарнире по всей длине. Растянутая цепь плохо садится на зубья звёздочки, может перескакивать под нагрузкой и ускоряет собственный дальнейший износ, а заодно и износ звёздочки.
Измерь длину участка цепи на известном числе звеньев (например, 10 или 20 полных звеньев) и сравни с номинальной длиной по шагу — заметное превышение (обычно уже 1-2% считается поводом для замены в ответственных механизмах) говорит об износе, требующем замены цепи.
Не устанавливай новую цепь на сильно изношенную звёздочку — зубья звёздочки к этому моменту уже деформированы под профиль старой растянутой цепи, и новая цепь (с правильным номинальным шагом) будет садиться на них неправильно, что резко ускорит её собственный износ. Правильная практика — оценивать состояние звёздочки одновременно с заменой цепи и менять оба компонента вместе, если звёздочка тоже заметно изношена.
Разъёмное соединительное звено (master link) позволяет замкнуть цепь в кольцо и разъединить её для обслуживания без необходимости в специальном инструменте для расклёпывания обычных звеньев — стандартное решение для цепей, которые предполагается снимать регулярно (велосипеды, мотоциклы, многие промышленные конвейеры).
Три типа передач разобраны по отдельности — зубчатая, ремённая, цепная. Следующая глава сводит их напрямую друг против друга: практическое сравнение, которое поможет выбрать конкретный тип под конкретную задачу, а не полагаться на привычку или то, что было в донорском устройстве изначально.
Книга бесплатна для чтения. Автор — Тариел Бежанидзе, компьютерный мастер в Батуми · tariel.ge · все бесплатные книги. Копировать текст целиком на другие сайты — только со ссылкой на источник.