2.1.6. Постійні сили у вітках ланцюга та навантаження на вали

Ведуча вітка ланцюга під час роботи передачі навантажується постійною силою

де - корисна сила,

- сила натягу веденої вітки

тут - натяг від сили тяжіння,

- натяг від дії відцентрових сил інерції,

де - маса одного метра ланцюга, кг/м;

- відстань між точками підвісу, м;

9,81 м/с² – прискорення вільного падіння,

- кут нахилу до горизонталі лінії, що з’єднує точки підвісу ланцюга, який

приймають рівним куту нахилу передачі;

– стріла провисання, м;

приймаючи та одержують спрощену формулу

де - швидкість ланцюга.

Розрахункова сила, яка діє на вали передачі дещо більша за корисну пружну силу

,

де – коефіцієнт, який залежить від розташування передачі: = 1,15 – для

горизонтальної передачі; = 1,05 – для вертикальної.

Ланцюгові передачі перевіряють на міцність по співвідношенню, яке встановлює коефіцієнт запасу міцності

де - руйнівна сила,

- натяг найбільш навантаженої вітки,

,

тут - динамічна сила.

При - ланцюг задовольняє умовам статичної міцності.

2.1.7. Коливання передаточного відношення та динамічні навантаження

Під час роботи передачі рух ланцюга визначається рухом шарніра ланки, який останнім ввійшов у зачеплення із зубом ведучої зірочки. Кожна ланка веде ланцюг при повороті зірочки на один кутовий крок, а потім поступається місцем наступній ланці. В зв’язку з цим швидкість ланцюга не постійна: вона має найбільше значення в положенні зірочки при якому її радіус, проведений через шарнір розміщується перпендикулярно до осі ведучої вітки ланцюга.

Швидкість ланцюга в довільному кутовому положенні зірочки, в якому ведучий шарнір повернений відносно перпендикуляра до осі ведучої ланки під кутом

де - постійна кутова швидкість обертання ведучої зірочки,

- радіус початкового кола зірочки.

Так як кут змінюється від 0 до швидкість ланцюга змінюється від до

Миттєва кутова швидкість веденої зірочки

де - радіус початкового кола веденої зірочки,

- кут повороту шарніра веденої зірочки,

Миттєве передаточне відношення

• передаточне відношення не постійне;

• рівномірність руху тим вища, чім більше зубців мають зірочки

( і ближчі до одиниці), вирішальним є число зубців

меншої зірочки;

• рівномірність руху значно підвищується, коли у ведучій вітці

ланцюга поміщається ціле число ланок, при виконанні цієї умови

рівномірність тим вища, чім менша різниця при

Коефіцієнт нерівномірності руху веденої зірочки при рівномірному обертанні ведучої

Діапазон зміни (пульсації) швидкості ланцюга

,

тут - коефіцієнт пульсації швидкості.

Коефіцієнт нерівномірності руху ланцюга

Динамічні навантаження в ланцюговій передачі обумовлюються:

• перемінним передаточним відношенням;

• ударами шарнірів ланцюга об зубці зірочок при входженні в

зачеплення.

Швидкість набігання ланцюга на ведучу зірочку в момент часу

де відраховується від моменту входження шарніра в зачеплення.

Прискорення ланцюга

Максимальне прискорення, при

Маса веденої зірочки та приєднаних до неї деталей

де - момент інерції веденої зірочки та приєднаних до неї мас, кг·м²;

- радіус розміщення шарнірів на веденій зірочці.

Найбільше динамічне навантаження у передбаченні, що ланцюг абсолютно жорсткий

З урахуванням податливості ланцюга та коливань, які в цьому збуджуються

де - коефіцієнт наростання коливань

де - колова частота вимушених коливань

– колова частота власних коливань,

- податливість ланцюга.

2.1.8. Зірочки

Умови контакту ролика із зубцем зірочки суттєво залежать від форми основного профілю, який значною мірою визначає динамічне навантаження в передачі, строк служби ланцюгів та зірочок.

В практиці проектування зірочок для пластинчастих ланцюгів поширені наступні види основних профілів:

ввігнуто-опуклий, складений із 4-х ділянок западини ab, ввігнутої поверхні bс, незначної по довжині прямолінійної

поверхні cd, опуклої головки зубця de.

прямолінійних, складений із 2-х ділянок западини ab і робо-

чої частини bс з прямолінійною поверхнею зуба;

прямолінійно опуклий, складений із 3-х ділянок западини ab,

робочої частини bс з прямолінійною поверхнею, та головки

зубця (опуклої) cd;

опуклий, складений із 2-х ділянок западини ab та робочої частини bс з опуклою поверхнею.

Матеріали зірочок та способи їх зміцнення.

За умови експлуатації ланцюгових передач та пристроїв необхідно забезпечувати довговічність зірочок більшу аніж ланцюгів. Матеріал та спосіб зміцнення потрібно призначити виходячи із умов експлуатації передачі. Зубці зірочок під час роботи піддаються зносу, ударним та циклічним навантаженням, в зв’язку з чим потрібно регламентувати разом з твердістю межу міцності, в окремих випадках структуру металу.

Матеріали:

• метали;

• пластмаси;

• комбінації металів та полімерів.

Металеві зірочки: чавун (сірий, ковкий, антифрикційний, високоміцний) СЧ18, СЧ30, АЧ81, ВЧ45-5; сталі 15, 20; 45, 45Г, 30, 30Г, 40Л, 45Л, 15Х, 20Х; 40Х, 40ХН; 45Х, 45ХН, 45Г2.

Твердості поверхонь зубців: після цементації, загартування та відпуску НRС 55…60; після загартування та відпускання НRС 45…50.

Неметалеві: поліетилен, поліпропілен(малої міцності); сополімер, капрон первинний, поліамід, капролон; поліформальдегід стабілізований, текстоліт конструкційний (середньої міцності); прес матеріали: деревошаровий пластик (високої міцності).

Максимальні контактні напруження:

при опукло-ввігнутому контакту

при опукло-плоскому контакті

при опукло-опуклому контакті

де - найбільша сила в контакті

тут - кутовий крок зірочки;

- половина кута зубця в точці контакту;

Е – зведений модуль пружності матеріалів зірочки та ролика;

– товщина зубця;

- діаметр ролика;

- радіуси профілю зубця.

20