3. Материал цепей

Цепи изготавливаются из среднеуглеродистых конструкционных и легированных марок сталей. Наиболее распространённая и проверенная практикой является сталь 40ХН. При хороших механических характеристиках она устойчиво принимает как общую, так и поверхностную закалку и не даёт микротрещин в процессе закалки по отверстиям в пластинах, что особенно важно в случае если отверстие имеет не круглую форму. Рекомендуется следующая твёрдость деталей при объемной закалке: пластины 190...220НВ, пальцы, втулки, ролики 230...260НВ с последующей поверхностной закалкой ТВЧ пальцев, втулок и роликов до твёрдости 40...50 HRC и отверстий в пластинах до твёрдости 32...38 HRC. Если, в процессе работы цепь испытывает значительные ударные нагрузки, то для изготовления деталей используют малоуглеродистые легированные стали типа 20Х или 15ХСНД с последующей цементацией и поверхностной закалкой пальцев, втулок и роликов до твёрдости 50...60 HRC.

4. Динамика цепной передачи

Рис.6. Скорости шарниров в зацеплении со звёздочкой

На рис. 6 показаны скорости шарниров и зубьев ведущей звёздочки. В данный момент шарнир А находится в зацеплении, а шарнир В приближается к зацеплению с зубом С. Скорость шарнира А равна окружной скорости звёздочки v в точке, совпадающей с центром шарнира. Эту скорость можно разложить на составляющие: v₂, направленную вдоль ветви цепи и v₁ , перпендикулярную к цепи.

В зависимости от положения шарнира составляющие скорости изменяются:

Здесь значение угла изменяется в пределах: . Угол соответствует входу в зацепление шарнира А, угол шарнира В, а .

Далее на рисунке показаны графики изменения скоростей v₁ и v₂. Эти скорости являются периодическими функциями времени t, период которых равен . На графике при t = 0; при и при .

Движение ведомой звёздочки определяется скоростью v₂. Периодическое изменение этой скорости сопровождается изменением передаточного отношения и дополнительными динамическими нагрузками. Со скоростью v₁ связаны поперечные колебания ветвей цепи и удары шарниров о зубья звёздочки. На рисунке видно, что в момент входа в зацепление шарнира В с зубом С вертикальные составляющие их скоростей и направлены навстречу друг к другу - соприкосновение шарнира с зубом сопровождается ударом. Таким образом, мы установили, что передаточное отношение цепной передачи колеблется в пределах одного шага и работа неизбежно сопровождается ударом, что хорошо видно на графиках скоростей.

5. Построение профиля зуба звёздочки

Построение профиля зуба звездочек для приводных роликовых цепей регламентируется ГОСТ 591 и для тяговых цепей ГОСТ 592. Профиль зуба звёздочек для зубчатых цепей строится по ГОСТ 13576.

Рис.7. К построению профиля зуба звёздочки

Ниже приводятся расчётные зависимости для построения профиля зуба звёздочки по ГОСТ 591. (Обязательная часть выполнения лабораторной работы).

На рис.7 показан профиль зуба звёздочки и принятые условные обозначения, а в табл. 1 приведены расчётные формулы. На рис.8 показаны зубья звёздочки в поперечном сечении, а в табл. 2 приведены расчётные формулы.

Таблица 1.