Динамика цепной передачи
В момент входа в
зацепление
и
различны по величине изменение
периодическое и сопровождается
непостоянством передаточного отношения
U
и дополни тельные динамические нагрузки,
а скорости
и
различны по величине и направлению, в
следствии чего возникает удар.
Т.к. скорость на обеих звездочках одинакова, то:
- угловая скорость
-
частота вращения
А – шарнир в зацеплении со звездочкой (шарнир цепи в контакте с зубом звездочки)
Шарнир В – готовый к входу в зацепление
С – зуб звездочки, готовый к зацеплению
- окружная скорость звездочки
-
скорость цепи,
-
вдоль цепи
-
перпендикулярно цепи,
-
приводит к появлению поперечных
колебаний цепи.
В т.(В) действуют скорости вдоль цепи и - поперечные скорости цепи.
В т.(С)
раскладываем на
параллельно цепи и
перпендикулярно цепи.
Характер изменения скоростей:
Скорости
и
являются периодическими переменными
функциями времени t.
Период равен
при
входе шарнира в контакт с зубом звездочки.
переходит
через «0», определяет поперечные
колебания цепи.
При входе в зацепление скорости и различны по величине, изменение - периодическое. Т.к. скорости различны по величине и направлению, то происходит контактный удар.
Непостоянство скорости цепи вызывает дополнительные динамические и ударные нагрузки, что не позволяет использовать цепную передачу в приводах с высокими требованиями по кинематической точности вращения валов.
Колебания и удары в свою очередь вызывают дополнительные динамические нагрузки. Непостоянство скорости цепи вызывает дополнительные динамические нагрузки и удары, не позволяют использовать цепные передачи в приводах с высокими требованиями по кинематической точности вращения валов.
Эти отрицательные динамические и кинематические свойства цепной передачи проявляются тем сильнее, чем меньше число зубьев ведущей звездочки Z1 и больше шаг цепи.
Для проектных передач выработаны рекомендации по выбору параметров цепи и звездочки цепной передачи в зависимости от частоты вращения ведущего звена n1.
Также за счет динамических нагрузок возможно появление вибрации и резонанс. Цепные передачи проверяют на вибрационную устойчивость по критической частоте вращения.
Передача может
работать с n1
– до критической и с n1
– после
критической (
).
Задача – быстро пройти n1
q – масса 1 м длины цепи кг/м.
Методы решения:
1. Электродвигатель выбирают по времени пуска
2. Сделать гибкий вал
Таким образом, цепные передачи проверяют по n1 критич. При быстроходных двигателях цепная передача устанавливается как правило после редуктора.
Основы расчета
Основная причина потери работоспособности цепной передачи – износ шарниров цепи, поэтому критериями работоспособности цепной передачи является износостойкость шарниров цепи. Допускаемые удельные давления для испытательной передачи:
-удельное
допускаемое давление для рассчитываемой
передачи
A – площадь контактов шарниров цепи
Рy – давление в шарнире
Ft – окружная сила
А – площадь шарнира цепи – она указана в каталоге цепи.
,
где В – ширина цепи, равна длине втулки
(lвт),
d
– диаметр валика.
(d
оси) – для роликовых и втулочных цепей,
а для зубчатых
- допускаемое
удельное давление для типовой передачи
(для средних условий эксплуатации при
Кэ=1)
KЭ=K Д Kа KН K рег Kсм K реж
Kд – коэффициент динамичности внешней нагрузки.
Ka – коэффициент межосевого расстояния
Kрег – коэффициент способа регулировки натяжения цепи (автоматическое, ручное).
K Н - коэффициент наклона передачи.
Kcм - коэффициент смазки. При непрерывной смазке Kcм=0,8 , при
капельной - 1, при нерегулярной - 1,5.
Kреж – коэффициент режима, учитывающий долговечность работы передачи.
Т.о. проектирование цепной передачи заключаться в подборе параметров и сравнения их с параметрами испытательной передачи.
Испытательная
передача а=30 шагов цепи,
,
натяжение автоматическое, нагрузка
постоянна, число звеньев цепи равно
числу звеньев исходной цепи.
Таким образом, проектирование цепной передачи заключается в подборе параметров по рекомендациям и сравнению их с параметрами испытательной передачи. Отличие реальное передачи от экспериментальной учитывается коэффициентом Кэ(см.справочник).