Износостойкость зубьев и выбор материала для изготовления звездочек епределяются контактными напряжениями, возникающими в зоне контакта вубьев с элементами цепи, вычисляемыми по формуле

ОД щах = 0,467]/-

(26)

Максимальное усилие, с которым звено цепи действует на зуб звездочки, определяют по зависимостям [29]: без учета сил трения в контакте

р sin (« -f ei) Рнтех-t sin (304ei)

81 = arctg

sin «г

sin (30° - g)

(27) (28)

- cos «г

ai = 0,216 - 0,185tg (30° - a); с учетом сил трения в контакте

sin («г + ва)

Pv max - Р ва - arctg

Sin (30°+р„-4-еа) sin a.

sin (30° + Рк-«,)

«2

(29) (30)

- cos аг

05= 0,161 - 0,185tg (30° - «2)1 Рк - угол трения между звеном цепи и зубом звездочки.

На рис. 23 представлены решения уравнений (27)-(30) в виде функций числа зубьев, из которых следует, что с увеличением числа зубьев усилие на первом зубе снижается.

Pxmiu/P

Рис. 23. График изменения относительного максимального

усилия "J"- на зубе звездочки для зубчатых цепей; без учета трения в контакте

l--iy;2-e.:

с учетом трення в контакте

При работе цепных передач с зубчатыми цепями ввиду большого числа пластин в одном звене цепи не все пластины одновременно вступают в контакт с зубом, что приводит к растягиванию во времени удара, в результате сила удара снижается. Это и обусловливает небольшой шум передач, уровень которого при болыиих скоростях цепи существенно снижается при работе со звездочками, имеющими шлифованные зубья.

ЗВЕЗДОЧКИ ДЛЯ ЦЕПЕЙ С КРУГЛОЗВЕННЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ЗАЦЕПЛЕНИЯ

Звездочки для цепей с круглозвенным элементом зацепления работают в цепных передачах и устройствах со сварными круглозвеииыми грузовыми и тяговыми цепями по ГОСТ 2319-70. якорными литыми цепями по ГОСТ 228-79 и специальными цепями, имеющими элемент зацепления аналогичной формы, например, с круглозвеииыми высокопрочными цепями для горных машин по ОСТ 12.44.013-75.

Передачи со звездочками, зацепляющимися за звенья одного вида, часто не удовлетворяют требованиям эксплуатации. Конструкции звездочек с одновременным зацеплением за горизонтальные и вертикальные звенья, получившие название комбинированных [7], обеспечивают:

повышение в 1,2-1,3 раза предельно допустимого удлинения uiara цепи по зацеплению и кинематической долговечности благодаря отсутствию выпрям.че-ния звеньев цепи при износе их шарниров;

снижение в 1,1 - 1,4 раза максимального усилия воздействия звена цепи иа зуб звездочки за счет увеличения числа зубьев, находящихся в зацеплении;

повышение при работе передачи равномерности движения цепи и уменьшение динамических нагрузок;

повышение в 1,2-1,4 раза износостойкости зубьев звездочки.

Благодаря применению комбинированных звездочек можно повысить скорость движения цепи от 0,5 до 2-3 м/с и одновременно увеличить надежность и долговечность цепных устройств и улучшить их технико-экономические показатели.

Конструктивные схемы построения зубчатых профилей звездочек

При работе звездочек с круглозвеиными цепями зацепление зубьев со звеньями цепи может осуществляться по одной из схем: зацепление за горизонтальные звенья в соответствии с ГОСТ 2319-70 (рис. 24, а), зацепление за вертикальные звенья (рис. 24, б), якорное зацепление (рис. 24, е) и зацепление одновременно за вертикальные и горизонтальные звенья - комбинированное зацепление (рис. 24, г). При зацеплении по первым двум схемам звено цепи наряду с контак-

Рис. 24. Схемы зацепления звездочек с круглозвенными цепями

ТОМ С зубом звездочки по основному профилю контактирует также с впадиной зуба, что предопределяет значительные статические и динамические нагрузки. При этом происходит два удара ведущего звена о звездочку: первый при контакте с впадиной зуба, второй при контакте с зубом звездочки.

Зубчатые профили звездочек при зацеплении за звенья одного вида по схеме построения относятся к типу 4 (см. табл. 2). Применение их сопровождается значительными динамическими нагрузками. Зубчатый профиль звездочек при комбинированном зацеплении по схеме построения относится к типу 5 (см. табл. 2). В этом случае динамические нагрузки почти в 1,5 раза меньше, что объясняется наличием только одного удара звена цепи о зуб звездочки и удвоенного числа зубьев звездочки при сохранении ее габаритов.

При работе звездочек с различными схемами построения зубчатого профиля и схемами зацепления компенсация увеличения шага цепи в результате ее износа в шарнирах осуществляется по-разному. При якорном и комбинированном зацеплениях шарниры цепи перемещаются на окружность большего радиуса. Однако, если при якорном зацеплении в основном изнашиваются шарниры, входящие в контакт с зубьями звездочек, то при комбинированном зацеплении все шарниры изнашиваются равномерно. Увеличение шага цепи из-за износа шарниров компенсируется при зацеплении за горизонтальные или вертикальные звенья путем подъема звеньев, контактирующих с зубьями звездочки, на окружности большего радиуса. При этом звенья, опирающиеся на впадины зубьев, не изменяют своего радиального положения, что приводит к выпрямлению цепи. При достижении некоторого износа зацепление переходит к якорному типу. При этом износ соседних шарниров цепи неравномерен из-за различного относнтель-иого угла поворота звеньев, образующих шарниры. Такой механизм изнашивания шарниров цепи, связанный со схемой зацепления и типом зубчатого профиля звездочек, определяет предельно допустимое увеличение шага цепи 6<г из-за износа, которое ограничивается прочностью цепи. Его вычисляют по формулам:

при зацеплении за звенья одного вида (рис. 24, а, б)