РАСЧЕТ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ

Тяговая способность цепи.Передачи часто (особенно в момент пуска) испытывают кратковременно или длительно значительные статические нагрузки. Для предотвращения чрез­мерной вытяжки цепи или ее обрыва полезная окружная сила должна быть

где — минимальная разрушающая нагрузка, задаваемая для каждого размера цепи; k- коэффициент запаса, обычно 5.

В момент пуска машины

при движении цепи со скоростью v_ц (м/с)

где - вращающий момент (пусковой); d₁ - диаметр дели­тельной окружности; Р - передаваемая мощность.

Износостойкость.Износ шарниров звеньев является основ­ной причиной выхода из строя цепных передач общего маши­ностроения, так как приводит к увеличению шага цепи (вы­тяжке цепи), неправильному зацеплению и, как следствие, спол­занию цепи со звездочки.

Степень износа цепи принято оценивать по относительному увеличению шага цепи %. Норма предельного изно­са и связанная с ней продолжительность работы передачи зависят от глубины термической или химико-термической обработки, профиля и числа зубьев большей звездочки, а также требований, предъявляемых к машине по точности перемеще­ний, неравномерности вращения и уровню вибрации, шума.

Привод полиграфических машин допускает предельную вы­тяжку цепей не свыше 0,5 — 0,6 %. Предельная вытяжка цепей в машинах общего машиностроения, имеющих, как правило, z₂ = 40 45, ограничена 2 - 2,5 %. Эта норма определяется глу­биной химико-термической обработки деталей шарниров.

Увеличение нормы изнашивания до 3 % часто приводит к ослаблению прессовых соединений и снижению прочности изношенных элементов.

В основу расчета работоспособности по износу цепи поло­жено допущение, что цепь обладает достаточной износостой­костью, если давление р в шарнире не превышает допускае­мого значения [р_и]:

[р_и]. (23.1)

Допускаемое давление является критерием подобия, обоб­щающим опыт эксплуатации подобных цепных передач. Оно задается обычно в зависимости от шага цепи и частоты вра­щения (табл. 23.1).

Таблица 23.1. Допускаемое давление [ри] в шарнирах в зависимости от частотывращения малой звездочки при 30

При нестационарном нагружении цепи в эту формулу вместо F_t подставляют значение эквивалентной нагрузки.

В формуле (23.1): К_э- коэффициент эксплуатации; К_э = k_д k_а k_п k_реж k_см k_рег, где k_д,..., k_рег - частные коэффициенты, учитывающие условия работы и конструкцию (табл. 23.2); А_оп= 0,28t² - проекция опорной поверхности шарнира; к_т -коэффициент, учитывающий число рядов цепи:

m…………1 2 3 4

..…….....1 1,7 2,5 3

Таблица 23.2. Значения частных коэффициентов, входящих в К_э

С учетом соотношения (23.1) определим шаг (мм) роли­ковой цепи

(23.2)

здесь Р — мощность, передаваемая цепью, Вт.

Из расчета следует принимать цепь с наименьшим шагом, допустимым для данной нагрузки. Допускаемые давления [р_и] обычно гарантируют срок службы цепей ~ 15000 ч при норме предельного износа = 3 % и нормальных условиях эксплуа­тации (К_э= 1).

При расчете зубчатых цепей по заданной полезной на­грузке F_t{H) или мощности Р (кВт), а также шагу и ско­рости цепи (для v_ц < 10 м/с) определяют ширину цепи

(23.3)

Если > 10 м/с, то расчетную силу или мощность по формуле (23.3) следует умножить на коэффициент, равный

, где q — масса 1 м цепи.

Сопротивление усталости. Высоконагруженные обильно сма­зываемые передачи, работающие при скоростях < 15 м/с и переменных нагрузках, часто выходят из строя вследствие усталостного разрушения пластин по проушинам. Последнее связано с высокой концентрацией напряжений в этой области и контактной коррозией в прессовых соединениях пластин и втулок.

При более высоких скоростях ( > 15 м/с) существенно возрастают ударные нагрузки при входе в зацепление звена с зубом звездочки и наблюдаются случаи разрушения звеньев от раскалывания роликов.

Элементы цепи рассчитывают на сопротивление усталости по общепринятой методике в форме определения запаса проч­ности (см. с. 262).

Для повышения сопротивления усталости пластин отверстия упрочняют дорнованием, путем обжатия в специальных матри­цах и т. д.