Рис. 5. Схемы расположения звеньев цепи на зубьях звездочки

К таким факторам относят форму расположения звеньев цепи на зубьях звездочки, скорость движения цепи, рабочую нагрузку, передаточное отношение, межцентровое расстояние, массу цепи и др.

Расположение звеньев цепи на зубьях звездочки

Общепринятым является нормальный способ зацепления звеньев цепи с зубьями звездочки, который обеспечивается, если шаг цепи больше или равен шагу звездочки [27]. Здесь рассмотрен выбор оптимального предварительного натяжения ветвей только для цепных передач с нормальным способом зацепления.

При зксплуатации цепной передачи различают три основных расположения звеньев цепи на звездочках: исходное (рис. 5, а), нормальное (рнс 5, б) и предельное (рис. 5, в) [5].

Исходное расположение звеньев цепн характерно для неработающей передачи, находящейся под действием усилий предварительного натяжения Sf передачи, одинаковых для ведущей и ведомой ветвей. При этом ветви расположены симметрично относительно оси передачи. Шарниры цепи, прилегающие к ведущей ветви передачи, контактируют с рабочей стороной зубьев, а шарниры цепн, прилегающие к холостой ветви передачи, контактируют с нерабочей стороной зубьев (см. рис. 5, в). При работе передачи на холостом режиме расположение звеньев цепи незначительно отклоняется от исходного.

При работе передачи на рабочем режиме звенья цепи на ведущей звездочке смещаются в сторону, противоположную вращению звездочки, а на ведомой звездочке - в сторону ее вращения, занимая нормальное положение, характеризуемое контактом звеньев цепи на ведущей и ведомой звездочках только с рабочей стороной зубьев (см. рис. 5, б). При этом натяжение в ведущей ветви увеличивается до Si, а в ведомой уменьшается до S2-

По мере износа цепи натяжение в ведомой ветви уменьшается, и звенья цепи начинают перемещаться на окружности большего диаметра, при этом диаметр расположения звеньев увеличивается по мере движения шарнира от ведущей к ведомой ветви. Такое перемещение может продолжаться до тех пор, пока звенья цепи не займут предельного расположения, когда звено цепи, сходящее со звездочки, контактирует с вершиной зуба (см. рис. 5, е). При незначительном дополнительном износе звено цепи соскакивает с-зуба, что вызывает пробуксовку цепи на звездочке и создает большую вероятность ее соскакивания со звездочки.

Таким образом, предельное расположение звеньев цепи на зубьях звездочки характеризует момент, предшествующий нарушению зацепления цепи со звездочкой, что при нормальной эксплуатации цепной передачи не должно допускаться.

Положением звеньев цепи на зубьях звездочки можно управлять. Рис. е. Схема расположения звеньев цепи на изменяя величину рабочей нагруз-зубьях звездочек в двухзвездной передаче j, р иди величину Предварительного натяжения Sf ветвей передачи. Приняв предварительное натяжение цепн постоянным и увеличивая рабочее усилие, можно при работе передачи изменять положение звеньев цепн на зубьях звездочек от исходного при малой величине рабочего усилия, нормального - при оптимальной рабочей нагрузке до предельного - при )абочем усилии, значительно превышающем оптимальную рабочую нагрузку. Зсли же принять рабочее усилие оптимальным и постоянным, а предварительное натяжение цепи увеличивать, то положение звеньев цепи на зубьях звездочек при работе передачи изменяется от предельного при малой величине предварительного натяжения, нормального - при оптимальном предварительном натяжении до исходного - при предварительном натяжении, значительно превышающем оптимальную величину.

Следовательно, предварительное натяжение цепи необходимо выбирать так, чтобы избежать при работе передачи исходного и предельного положения звеньев цепи на зубьях звездочек.

Основная масса цепных передач оснащена звездочками, имеющими различные числа зубьев. Поэтому невозможно на обеих звездочках одновременно обеспечить нормальное положение звеньев цепи ни при каком соотношении между рабочей нагрузкой и предварительным натяжением ветвей цепи: при обеспечении на одной из звездочек нормального положения звеньев цепи, на другой, если число ее зубьев больше, чем на первой, положение звеньев будет близкое к исходному; если же число зубьев меньше, чем на первой, то положение будет приближаться к предельному. Рассогласование положения звеньев цепи на звездочках тем большее, чем значительнее разность в числах их зубьев.

Если учесть, что по мере износа цепи натяжение ведомой ветви уменьшается, а положение звеньев цепи на зубьях звездочек стремится к предельному, то на практике очень часто создают предварительное натяжение ветвей, обеспечивающее при рабочем режиме положение звеньев на звездочках промежуточное между исходным и нормальным (рис. 6). Поднастройку передачи (уменьшение провисания ведомой ветви) проводят прежде, чем положение звеньев цепи на одной из звездочек становится близким к предельному.

Натяжение в ветвях работающей передачи

Натяжение ведомой ветви передачи состоит из суммы остаточного натяжения Sf и натяжения 5ц от центробежных сил F,-

= Sf + 5ц. (14)

Натяжение 5ц, вызываемое центробежными силами [9]:

5ц = qv. (15)

Центробежное натяжение при небольших скоростях движения цепи («< < 5 м/с) из-за малости обычно не учитывают. Но при больших скоростях движе-«ия цепи (а > 5 м/с) и малом предварительном натяжении S[ центробежные силы

могут вызвать соскакивание цепи со звездочки, так как они стремятся переместить звенья цепи к вершине зубьев.

Полное натяжение ведущей ветви Si передачи состоит из суммы рабочей нагрузки Я, динамической нагрузки Яд, обусловленной внешними воздействиями и внутренней динамикой передачи, и натяжения ведомой ветви S,:

S,P + P,+S,==kyP + S + S,f, (16)

где Ку - р

Величину динамической нагрузки Рд можно предварительно определять приближенно по величине коэффициента ударности ky, приведенной в табл. 2 и 3 гл. 3.

При проведении более точного анализа динамическую нагрузку рассчитывают по составляющим:

Рд = п.ц + д.к + Рт. (17)

где Рд.ц и Яд.к - силы, вызываемые неравномерным движением соответственно цепя и ведомой звездочки; Рт - сила, вызываемая технологическими погрешностями изготовления элементов цепной передачи.

Сила Рд.ц обусловлена переменным ускорением движения цепи, которое сообщается ей за период зацепления из-за полигонного эффекта зацепления цепи со звездочкой. Эту силу определяют при максимальной величине ускорения по формуле [9]

Kyqltn

где Ку - коэффициент, учитывающий снижение динамических нагрузок из-за упругой податливости цепи; принимают равным 0,5-0,75 [3], причем меньшая величина - при большем межосевом расстоянии; п - частота вращения ведущей звездочки, об/мин.

Сила Яд.к обусловлена угловым ускорением ведомой звездочки и приведенным к ее валу моментом инерции J ведомой системы передачи. Ее определяют при максимальной величине углового ускорения по формуле (3J

22JKyKi,rfi

105;;- t>

где Къ - коэффициент, учитьшающин закон движения цепи; J - момент инерции ведомой системы передачи, приведенный к валу ведомой звездочки, кг-мм*; п - частота вращения ведущей зведочки, об/мин; - диаметр делительной окружности ведомой звездочки, мм.

Коэффициент Къ зависит от закона движения цепи: при синфазном законе движения

где X - половина углового шага ведомой звездочки; при асинфазном законе движения

Кв = sin т.

Сила Рт, вызываемая погрешностями изготовления и монтажа элементов передачи, связана с изменением длины А/ и жесткости / вед}тцей ветви передачи. Если частота вынужденных колебаний нагрузки в ведущей ветви близка к собственным частотам колебания элементов передачи, то возникает резонанс и дополнительные нагрузки могут достичь по величине полезных (19]. Если частота