3.9.6. Основы работы цепной передачи

Окружное усилие в цепной передаче передается за счет сил давле­ния зубьев ведущей звездочки на звенья цепи и затем давлением звеньев ведущей ветви на зубья ведомой звездочки.

В процессе работы ведущая ветвь цепи испытывает постоянную нагрузку, которая состоит из полезной силы Р и натяже­ния ведомой ветви

,

где — нагрузка (натяжение) ведущей и ведомой ветви цепи;

— окружное усилие (полезная нагрузка).

Натяжение можно определить из условия равновесия цепи. При этом вес одного погонного метра длины цепи принима­ется для простоты как вес на длине, равной межосевому расстоянию . Стрела провисания — .

Уравнение моментов (рис. 6)

, ,

где — вес одного метра длины цепи;

— величина стрелы провисания, м.

Обычно составляет менее 10 % от . Обозначив , получим

где — коэффициент провисания.

Рис. 6.

Рис. 7. Кинематическая схема цепной передачи и график скорости цепи

Принимая, , получим для горизонтальной передачи ( ) ; при и при , а при ,

где — угол наклона передачи к горизонту.

Натяжение цепи от центробежной силы определяется и учитывается при м/с

,

где — натяжение цепи от центробежной силы, Н;

— скорость цепи, м/с;

— ускорение силы тяжести ( ), м/с²

Каждое звено ведет цепь при повороте звездочки на один угловой шаг, а затем уступает место следующему звену. В связи с этим скорость цепи при равномерном вращении звездочек не постоянна Она максимальна в положении звездочки, при котором радиус звездочки, проведенный через шарнир, перпендикулярен ведущей ветви цепи.

В произвольном угловом положении звездочки, когда ведущий шарнир повернут на угол , скорость цепи (рис. 7,а) равна

, ,

где — постоянная угловая скорость ведущей звездочки;

— радиус расположения шарниров цепи ведущей звездочки (радиус начальной окружности).

— угол поворота шарнира, примыкающего к ведущей вет­ви цепи по отношению к перпендикуляру на эту ветвь.

Угол изменяется в пределах от 0 до и скорость цепи изменяется от до . Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки:

,

, поэтому

где — радиус начальной окружности ведомой звездочки;

— угол поворота шарнира, примыкающего к ведущей вет­ви цепи, по отношению к перпендикуляру на эту ветвь. Угол изменяется в пределах от 0 до .

Мгновенное передаточное число равно:

,

.

Так как и , то .

Чем больше и , тем выше равномерность движения.

Потери мощности слагаются из потерь на преодо­ление жесткости цепи (трение в шарнирах, между плас­тинками смежных звеньев), на трение между цепью и зубья­ми звездочки, в опорах валов и сопротивления движению цепи в масле. Потери на преодоление жесткости цепи не только определяют величину общего КПД, но и ограничивают нагрузочную способность цепи.

Потери мощности на трение в шарнирах

,

где — потери мощности на трение в шарнирах;

— работа трения в шарнире цепи. Она пропорциональна усилию в цепи, коэффициенту трения в шарнире, диаметру валика и углу относительного поворота звеньев цепи;

— время пробега цепи, с.

,

где — шаг, см;

— скорость, м/сек;

— количество звеньев цепи .

КПД передачи равен:

где — потери на взбалтывание масла составляют 4  5 % от . Среднее значение КПД хорошо выполненной передачи составляет

.

Допускаемое полезное усилие должно быть больше заданного

где — допускаемое полезное усилие;

— площадь проекции опорной поверхности шарнира;

— допускаемое удельное давление (принимается из таблиц в зависимости от и );

— коэффициент, характеризующий условия эксплуатации передачи;

— заданное усилие.

где — коэффициент динамичности (при спокойной нагрузке , при ударах );

— коэффициент, учитывающий межосевое расстояние (при , при , при );

— коэффициент, учитывающий положение линии центров (при , при );

—коэффициент, учитывающий возможность регулирования межосевого расстояния (для регулируемых , для нерегулируе­мых );

— коэффициент, учитывающий характер смазки (для непрерывной сказ­ки ; для капельной ; для периодической );

— коэффициент, учитывающий режим работы передачи (при односменной работе ; при двухсменной работе ; при трехсменной работе ).