В зацеплении Новикова Повреждение поверхности зубьев Проверочный расчет на выносливость при изгибе Приводные ремни и область их применения Проектирование новой машины Проектный расчет валов Муфты продольно-разъемные


Курсовой проект по дисциплине "Детали машин"

Силы в цепной передаче

Силовая схема цепной передачи аналогична силовой схеме ременной передачи. По аналогии имеем

,

где   – масса единицы длины цепи, кг/м3.

Для цепной передачи силу предварительного натяжения принято определять как натяжение от силы тяжести свободной ветви цепи:

,

где  – коэффициент провисания, зависящий от расположения привода и стрелы провисания ;  – длина свободной ветви цепи, приближенно равная межосевому расстоянию;  – масса единицы длины цепи, кг/м;  – ускорение силы тяжести.

Для рекомендуемых значений  приближенно принимают при горизонтальном расположении передачи ; под углом 40˚ к горизонту ; при вертикальном расположении . Значение  уменьшается с увеличением стрелы провисания.

Натяжение ведомой ветви  принимается равным большему из натяжений  или . Для цепной передачи, работающей по принципу зацепления, а не трения, значение составляет несколько процентов от окружного усилия . Для распространенных на практике тихоходных и среднескоростных передач ( м/с) также невелико и натяжение . Поэтому для практических расчетов можно принимать: ; .

Критерии работоспособности и расчета

Для большинства условий работы цепных передач основной причиной потери работоспособности является износ шарниров цепей и нарушение зацепления. В соответствии с этим в качестве основного расчета принят расчет износостойкости шарниров, а за основной расчетный критерий давление в шарнире:

,

где   – ширина цепи (см. рис. 8.1);  – диаметр валика;  – давление в шарнире передачи, работающей в заданных условиях эксплуатации;  – допускаемое давление в шарнире типовой передачи, работающей в средних условиях эксплуатации (нагрузка постоянная и равномерная, расположение передачи горизонтальное; натяжение поддерживается в пределах нормы, смазка и защита от загрязнения удовлетворительные, долговечность цепи по износу не менее 3000…5000 часов).

Коэффициент эксплуатации определяется по формуле

,

где   – коэффициент динамической нагрузки;  – коэффициент межосевого расстояния;  – коэффициент наклона передачи;  – коэффициент способа регулирования натяжения цепи;  – коэффициент смазки и загрязнения цепи;  – коэффициент режима или продолжительности работы передачи в течение суток; значения коэффициентов приведены в табл.8.3.

Таблица 8.3. Значения коэффициентов, учитывающих условия работы передачи

Условия работы

Качество

смазки

(см. табл. 8.4)

Значения

коэффициентов

Нагрузка равномерная или близкая к ней

Нагрузка переменная

Угол наклона межосевой линии к горизонту:

– до 60˚

– больше 60˚

Способа регулирования натяжения цепи:

– перемещением одной из опор

– оттяжными звездочками или натяжными роликами

– без регулирования

Тип производства:

– без пыли

I

 

II

– запыленное

II

 

III

;м/с

 

III

;м/с

– грязное

III

;м/с

 

III

;м/с

 

IV

;м/с

– односменное

– двухсменное

– трехсменное

Прочность цепи проверяется по следующему условию

,

где   – коэффициент запаса прочности;  – разрушающая нагрузка;  – требуемый коэффициент запаса прочности, назначаемый в зависимости от частоты вращения  и шага цепи.

Таблица 8.4. Условия смазки

Качество

смазки

Тип смазки при окружной скорости , м/с

< 4

< 7

< 12

'>I – хорошая

Капельная

4…10 кап/мин

В масляной

ванне

Циркуляционная

 под давление

Разбрызгиванием

'>II – удовлетворительная

Густая внутришарнирная

Капельная

20 кап/мин

В масляной

ванне

Циркуляционная

 под давление

'> 

Пропитка

цепи через

120…180 ч

 

 

 

'>III – недостаточная

Периодическая через 6…8 ч

'>IV – без смазки

Допускается при  м/с

Кинематика и динамика цепной передачи

На рис. 8.4, а показаны скорости шарниров цепи и зубьев ведущей звездочки. В данный момент времени шарнир А находится в зацеплении, а шарнир В приближается к зацеплению с зубом С. Скорость шарнира А равна окружной скорости звездочки  в точке, совпадающей с центром шарнира. Эту скорость можно разложить на составляющие  и .

Рис. 8.4. Кинематическая схема цепной передачи и график скорости цепи

В зависимости от положения ведущего шарнира составляющие скорости изменяются:

. (8.1)

Значение угла  изменяется в пределах . Угол () соответствует моменту входа в зацепление шарнира А, угол () – шарнира В, а . На рис. 8.4, б показаны графики изменения скоростей  и . Эти скорости являются периодическими функциями времени , период которых равен . На графике  при ,  при  и  при .

Движение ведомой звездочки определяется скоростью . Периодическое изменение этой скорости приводит к непостоянству передаточного отношения и дополнительным динамическим нагрузкам.

Со скоростью  связаны поперечные колебания ветвей цепи и удары шарниров цепи о зубья звездочки. Колебания и удары в свою очередь вызывают дополнительные динамические нагрузки.

Из формул (8.1) следует, что перечисленные выше отрицательные кинематические и динамические свойства передачи проявляются тем сильнее, чем меньше число зубьев ведущей звездочки.

Установлено, что при отсутствии резонансных колебаний вредное влияние пульсаций скоростей  и  в значительной степени снижается вследствие упругости и провисания цепи. Для рекомендуемых значений параметров ( и др.) непостоянство передаточного отношения не превышает 1…2 %, а динамические нагрузки составляют несколько процентов от окружной силы . При большинстве режимов работы цепных передач резонансные колебания не наблюдаются, так как частота вынуждающих импульсов больше частоты собственных колебаний. Кроме того, амплитуды колебаний уменьшаются вследствие демпфирующих свойств цепи. Для приближенной оценки критической частоты вращения можно использовать формулу

В момент входа в зацепление шарнира В с зубом С (рис. 8.4, а) вертикальные составляющие их скоростей  и  направлены на встречу друг другу – соприкосновение шарнира с зубом сопровождается ударом. Последовательные удары сопровождаются шумом передачи и являются одной из причин разрушения шарниров цепи и зубьев звездочки. В некоторых случаях удары приводят к раскалыванию роликов. Для ограничения вредного влияния ударов разработаны рекомендации по выбору шага цепи в зависимости от быстроходности передачи (табл. 8.5).

Таблица 8.5. Допустимые значения шагов  роликовых и зубчатых цепей

Тип цепи

Частота вращения , об/мин

Роликовые

1250

1000

900

800

630

500

400

300

Зубчатые

3300

2650

2200

1650

1320

12,70

15,87

19,05

25,40

31,75

38,10

44,45

50,80


Методы повышения износостойкости деталей машин