Кинематика цепных передач

Звенья цепи располагаются в зацеплении со звездочкой по многоугольнику, поэтому даже при равномерном вращении звездочки цепь движется неравномерно.

d

Разложим скорость шарнира цепи на две составляющих:

-направленную вдоль ветви цепи ();

- направленную перпендикулярно ветви цепи ().

, где

, - угловое положение шарнира, .

Т.о. скорость цепи меняется от min значения к max:

Причем неравномерность движения цепи тем больше, чем больше угол , а значит меньше и больше шаг t.

mB mA

mA mB

mB

mA

За счет поперечной составляющей скорости при зацеплении возникают удары шарнира о зубья звездочки. Кроме того вызывает поперечные колебания цепи.

Т.к. движение ведомой звездочки определяется скоростью цепи , то передаточное число не постоянно в пределах поворота звездочки на один зуб . В расчетах используется среднее значение и .

3. Силы, действующие в цепной передаче.

В большинстве случаев на практике силами натяжения от веса цепи сил инерции пренебрегают, поэтому можно полагать:

Сила, действующая на вал со стороны цепной передачи .

4. Критерии работоспособности и расчет цепных передач.

В открытых передачах причина выхода из строя цепи – износ ее шарниров, а в закрытых передачах – усталостное разрушение элементов цепи (разрыв цепи).

Т.о. основными критериями работоспособности цепных передач являются: износостойкость и прочность.

4.1 Расчет цепи на износостойкость.

В общем случае износ шарнира цепи: .

- путь трения (который проходят взаимодействующие тела в процессе эксплуатации);

- давление шарнира в цепи.

За один пробег цепи в каждом шарнире совершается 4 поворота на угол .

Следовательно, на износ цепи в основном влияют следующие факторы:

1. чем выше давление, тем выше износ ();

2. чем меньше зубьев у звездочек, тем больше нагрузка ();

3. чем больше межосевое расстояние, тем меньше износ ();

4. и прочее:

- характер смазки;

- вид регулирования натяжения;

- характер нагрузки.

Расчет на износостойкость шарниров цепи проводится по формуле:

(1) , где

- давление в шарнире проектируемой цепной передачи;

- допускаемое по износостойкости давление в шарнире цепи при средних условиях эксплуатации (табличное значение);

- коэффициент эксплуатации, учитывает условия эксплуатации проектируемой цепной передачи;

- коэффициент динамичности нагрузки, учитывает характер приложения нагрузки;

- коэффициент, учитывающий межосевое расстояние

, а если ,то .

- коэффициент, учитывающий наклон передачи к горизонту

- коэффициент, учитывающий вид регулирования натяжения цепи (периодическое - , автоматическое - );

- коэффициент, учитывающий способ смазывания (периодическое смазывание, картерное и т.д.);

- коэффициент, учитывающий режим работы (односменная-(8ч.), двухсменная- (16ч.), непрерывная).

На практике формулу (1) при проверочном расчете записывают в виде:

(2)

Проектный расчет цепной передачи:

Эту формулу можно получить, если из выражения (2) все величины выразить через шаг (t).

4.2 Расчет цепи на прочность.

Определяется запас прочности цепи:

, где

- разрывное усилие в цепи (справочник);

- полезная нагрузка или окружная сила;

- допускаемый запас прочности (справочник).