равно (см. формулу (22.2)) числу

22.3 Удары в передаче

В момент, показанный на рисунке 22.4, шарнир 1 цепи “попал” во впадину звездочки 1´ и в дальнейшем движении вместе со звездочкой описывает дугу 1´А0´, поднимая и опуская цепь. Шарнир 2, придя в положение 1, опускается вместе с цепью (со скоростью V), встречая поднимающуюся со скоростью V´ впадину 2´. Соприкосновение шарнира и предназначенной ему впадины сопровождается ударом. Удары в передаче порождают шум и являются одной из причин разрушения шарниров цепи и зубьев звездочки.

Всякий шарнир цепи претерпевает за пробег два удара: встречаясь с ведущей звездочкой и встречаясь с ведомой звездочкой. Число ударов в единицу времени

где а = (30…50)P – рекомендуемое межосевое расстояние передачи (рис. 22.1), [ν]

– допускаемое число ударов.

Рисунок 22.4 – Шарнир 1 (изображен кружком) во впадине 1´ (обозначена точкой) перемещается по дуге 1А0, поднимая и опуская цепь; когда шарнир 1 попадает в положение 0, шарнир 2 опускается вместе с цепью со скоростью V, впадина 2´ поднимается со скоростью V´; войдя в зацепление, звено 1–0 поворачивается на угол φ, выходя из зацепления, звено 4–5 поворачивается на угол φ

147

22.4 Износ цепи

Звено цепи 1–0, войдя в контакт со звездочкой и переходя в положение 0– 3, поворачивается (рис. 22.4) на угол φ (рис. 22.3). Еще один поворот на тот же угол совершается, когда цепь выходит из зацепления со звездочкой, не оставаясь в положении 4´–5´, а переходя в положение 4–5.

За один пробег в каждом шарнире цепи совершается 4 поворота – два на ведущей звездочке, два – на ведомой; они – основная причина износа валиков 1 и втулок 3 шарнира (рис. 22.2). Угол поворота (22.1) тем больше, чем меньше число зубьев звездочки. Увеличивая число зубьев, снижаем износ шарниров. Увеличивая межосевое расстояние (22.7), увеличиваем длину цепи (22.6) и тем самым снижаем число пробегов (21.11) – уменьшая число поворотов в шарнирах (и их износ).

22.5 Оптимальное число зубьев

Износ валиков и втулок шарниров цепи увеличивает ее шаг. Соответственно растут делительные диаметры (22.2) звездочек – диаметры окружностей, на которых располагаются центры шарниров (рис. 22.3):

звездочек. Приращение делительного диаметра (22.8) пропорционально (в первом приближении) числу ее зубьев – звездочка с большим числом зубьев (ведомая) первой потеряет зацепление с цепью.

Итак, при больших числах зубьев звездо чек цепь изнашивается (см. п. 22.4) медленнее, зато мало изношенная, не потерявшая своей прочности, спадает со звездочек. При малых ч ислах зубьев цепь, наоборот, изнашивается быстрее, зато вплоть до разрыва не теряет зацепления со звездочками. Существует оптимальное число зубьев (ведущей звездочки), определяющее наибольший срок службы цепи, не теряющей зацепления.

числа z2 ≤ 100…120) – рекомендуемое число z1 снижается. В быстроходных передачах число пробегов (21.11) больше, чем в тихоходных, вместе с ним растут частота ударов (22.5), число поворотов в шарнирах цепи, и, как следствие, износ шарниров – число z1 следует увеличить.

22.6 Давление в шарнирах цепи

Цепь рассчитывают по износостойкости шарниров, за основной расчетный критерий принимают удельное давление в шарнире, определяемое натяжением ведущей ветви S1 (рис. 22.1).

148

Натяжения ветвей цепи аналогичны натяжениям ветвей ремня на рисунке 20.5. Однако силы предварительного натяжения S0 не играют в цепной передаче той определяющей роли, которую они играют в ременной. Обычно величина S0 составляет несколько процентов полезной нагрузки Ft (20.9); натяжение ведомой ветви равно большему из усилий S0 и SV (аналогичной силе (21.2) в ременной передаче, составляющей ~ 0,1% Ft). Уравнение, буквально повторяющее уравнение (20.9), дает силы

Рисунок 22.7 – Равновесие половины валика в жидкости

Давление в шарнире распределяется по поверхности валика (рис. 22.5) неравномерно. Имея в виду его среднее значение, найдем величину давления, равномерно распределенного по поверхности валика (рис. 22.6). Вообразим (рис. 22.7) половину валика, погруженную в жидкость и находящуюся там в равновесии. Давление жидкости равномерно распределено по всей поверхности валика, оно одно и то же на плоской и на цилиндрической поверхности. Равные в равновесии равнодействующие сил давления на этих поверхностях равны произведению давления на площадь dB плоской части поверхности валика.

Возвращаясь к шарниру ведущей ветви, найдем среднее давление на поверхности валика

p = dBS1 ,

149

где р – среднее давление в шарнирах цепи (22.10), [p] – допускаемое давление в заданных условиях работы передачи. Оно определяется, в основном, допускаемым давлением [p]0 в стандартных условиях. Эти условия: нагрузка на передачу постоянная, работа в одну смену в сухом помещении без п ыли, смазка передачи капельная с частотой 20 кап/мин, натяжение цепи регулируется перемещением оси одной из звездочек, наклон линии центров передачи О1О2 (рис. 22.1) к горизонту не превышает 60°, межосевое расстояние выбрано по рекомендации (22.7). Чем быстроходнее передача, тем выше частота поворотов в шарнирах, тем выше вероятность быстрого износа, тем меньше допускаемое

давление [p]0.

Отклонение заданных (реальных) условий от стандартных учитывается соответствующими коэффициентами, коэффициент эксплуатации

Кэ = Кд·Креж·Кс·Крег·Кн·Ка,

22.8 Практический расчет цепной передачи

Допускаемое давление в стандартных условиях определяется для известного (стандартного) шага Р частотой вращения n1 ведущей звездочки. Пока шаг цепи неизвестен, допускаемое давление (в целях предварительного расчета) берется как среднее допускаемых давлений в цепях со всеми стандартными шагами. Это среднее используем в определении (22.12) и давление (22.12) – в условии износостойкости (22.11).

Давление в шарнирах цепи дается формулой (22.10), где полезная нагрузка

(см. формулу (20.9))

Вращающий момент на ведущей звездочке в формуле (22.13)

где Р1 кВт и n1 об/мин – заданная мощность на ведущей звездочке и ее частота вращения; делительный диаметр ведущей звездочки (22.2)

150