Расчет передачи роликовой (втулочной) цепью

Характер и причины отказов цепных передач.

Силы в ветвях цепи.

Ведущая ветвь цепи при работе передачи нагружена силой F₁, состоящей из полезной (окружной) силы F_t, силы F_о натяжеия от силы тяжести ведомой ветви цепи и силы F_ц натяжения от действия центробежных сил:

F₁ = F_t + F_о + F_ц

Окружная сила F_t (Н), передаваемая цепью F_t = 2 10³Т/d,

где d – делительный диаметр звездочки, мм; Т – в Н.м.

Натяжение F_о(Н) от силы тяжести при горизонтальном или близком к нему положении линии, соединяющей оси звездочек - F_о = q g a²/8f = 1,2 qa²/f,

где q- масса 1 м. цепи, кг/м; g = 9.81м/с - ускорение свободного падения;

а – межосевое расстояние, м; f - стрела провисания ведомой ветви, м.

При вертикальном или близком к нему положении линии центров звездочек - F_o=qga,

Натяжение цепи от центробежных сил (Н) - F_ц = qv²,

где v – скорость движения цепи, м/с.

Нагрузка на валы звездочек. Центробежная сила валы и опоры не нагружает. Расчетная нагрузка на валы несколько больше полезной окружной силы вследствии натяжения цепи от собственной силы тяжести - F_B = k_ВF_t, где k_В - коэффициент нагрузки вала; k_В = 1,15 – для горизонтальных передач, k_В = 1,05 – для вертикальных передач. Направление силы F_В – по линии центров звездочек.

Для приводных цепей характерны основные виды предельных состояний:

1.Изнашивание деталей шарниров вследствии их взаимного поворота под нагрузкой. Приводит к увеличению шага цепи.

2.Изнашивание зубьев звездочек вследствии относительного скольжения и схватывания в сопряжении ролик цепи – зуб звездочки.

3.Усталостное разрушение пластин цепей вследствии циклического нагружения.

4.Ударно – усталостное разрушение тонкостенных деталей – роликов и втулок. Эти отказы обусловлены ударами шарниров о зубья звездочек при входе в зацепление.

Износостойкость шарниров является основным критерием работоспособности и расчета цепных передач. Изнашивание зависит от давления – р в шарнире и от пути трения – S. Для расчетов по критерию износа используют степенную зависимость р^mS = const, где показатель m = 3 при нормальной эксплуатации передач с хорошим смазыванием.

Нагрузочную способность цепи определяют из условия: среднее давление р в шарнире звена цепи не должно превышать допустимое [р], МПа в данных условиях эксплуатации:

р = F_t К_э/А< [р],

где F_t - окружная сила передаваемая цепью, Н; А – площадь проекции опорной поверхности шарнира: для роликовых (втулочных) цепей А = d_оВ, где d_о – диаметр оси, мм; В – длина втулки, мм. К_э – коэффициент эксплуатации (при оптимальном межосевом расстоянии а = (39…50) Р):

К_э = К_Д К_см К_н К_рег К_р,

где К_Д – коэффициент динамической нагрузки (при равномерной – 1,0; при работе с толчками 1,2…1,5);

К_см – коэффициент способа смазывания (при непрерывном смазывании – 0,8; при регулярном капельном – 1,0; при переодическом – 1,5);

К_Н – коэффициент наклона к горизонту (при< 45^о – 1,0;

при >45^о – К_Н = 0,15);

К_рег –коэффициент способа регулирования натяжения цепи (регулирование положения оси одной звездочки – 1,0; регулирование оттяжными звездочками или нажимными роликами – 1,1; нерегулируемая передача – 1,25);

К_р – коэффициент режима работы (при односменной работе – 1,0; при двухсменной, учитывая удвоенный путь трения - = 1,25; при трехсменной работе - = 1,45).

Предварительно определяем шаг роликовой (втулочной) цепи, мм:

, где ν – коэффициент числа рядов, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по рядам цепи (однорядная цепь – 1,0; двухрядная – 1,7; трехрядная – 2,5).

Регулирование натяжения цепи осуществляют перемещением вала одной из звездочек, нажимными роликами или оттяжными звездочками. Натяжные устройства должны компенсировать удлинение цепи в пределах двух звеньев, при большой вытяжке – два звена цепи удаляют. КПД передачи зависит от потерь на трение в шарнирах цепи, в контакте цепи с зубьями звездочек, в опорах валов, потерь на перемешивание масла в передачах погружением – η= 0,95 …0,97. При нерегулярном переодическом смазывании – η = 0,92 …0,94.

Дата добавления: 2014-01-20