§ 4. Силы в ветвях цепи и критерии работоспособности цепной передачи

Проанализируйте информацию шага 7.13 и определите, какая ветвь (ведущая или ведомая) работающей передачи будет больше нагружена?

При работающей цепной передаче больше будет нагружена ветвь F_t — ведущая [см. формулу (7.12) и рис. 7.14].

7.13. Упрощенная схема передачи сил в цепной передаче аналогична силовой схеме в ременной передаче.

Окружная сила

F_t = 2M/d, (7.11)

где М — момент на звездочке; d — делительный диаметр звездочки (см. рис. 7.11, 7.12).

Силы натяжения: ведущей ветви цепи работающей передачи (рис. 7.14)

F₁ = F_t + F₀ + F_υ; (7.12)

ведомой ветви цепи

F₂ = F₀ +F_υ; (7.13)

от провисания цепи

F₀ = K_fqa, (7.14)

где K_f - коэффициент прови­сания, зависящий от расположе­ния привода и величины стрелы провисания цепи f. При f = (0,0 1÷0,002) а: для горизон­тальных передач K_f = 6; для наклонных (≈ 40°) – K_f = 3; для вертикальных K_f = 1 ; q — масса 1 м цепи, кг (см. табл. 7.1); а — межосевое расстояние, м; от центробежных сил

F_υ =qυ², (7.15)

где q – масса 1 м. цепи, кг; υ – скорость цепи, м/с.

Чем объясняется меньшая нагрузка на валы цепной передачи по сравнению с ременной при одинаковой пе­редаваемой мощности?

В цепной передаче для передачи окружной силы не требуется создавать значительного предварительного натяже­ния, обеспечивающего трение между ремнем и шкивами, поэтому по сравнению с ременной передачей валы цепной передачи испытывают меньше нагрузки.

7.14. Нагрузка на валы и опоры. Вал и опора воспринимают силы натяжения от провисания цепи и от окружной силы.

Приближенно

F_s = F_tK_b + 2F₀, (7.16)

где F_s - нагрузка на вал и опору; К_b- коэффициент нагрузки на вал (табл. 7.2).

Нагрузка на валы и опоры в цепной передаче значительно меньше, чем в ременной передаче.

Назовите наиболее характерную причину выхода из строя цепной передачи.

7.15. Критерии работоспособности. Экспериментальные наблюдения показывают, что основными причинами выхода из строя цепных передач являются: вытяжка цепи (под дейст­вием сил F₁, F₂, F_υ); разрушение шарниров (за счет ударов при вхождении цепи в зацепление с зубьями звездочки и из-за изнашивания их от трения); разрушение пластин. При расчете цепных передач за критерий работоспособ­ности принимают долговечность цепи, определяемую величиной износа шарниров. Цепи, выбранные из условия износостойкости шарниров, обладают достаточной прочностью. В ответственных случаях проверяют коэффициент запаса прочности (n ≥ [n]), число входов шарниров цепи в зацеплении в 1 с (U ≤ [U]).