Особенности работы цепных передач

 

1. Переменность мгновенного значения передаточного от­ношения. Скорость v цепи, угловая скорость ω₂ ведомой звездочки и передаточное отношение и = ω₁/ ω₂ переменны при постоянной угловой скорости c ω₁ведущей звездочки.

Движение шарнира звена, вошедшего последним в зацепление с ведущей звездочкой, определяет движение цепи в работающей передаче. Каждое звено ведет цепь при повороте звездочки на один угловой шаг φ, а потом уступает место следующему звену. Рас-

 

смотрим цепную переда­чу с горизонтальным
расположением ведущей ветви (рис. 23.6, а).

Ве­дущий шарнир А на ма­лой звездочке в

некото­рый момент времени по­вернут относительно

вер­тикальной оси на угол а₁. Окружная скорость на
зубе ведущей звездочки v₁ = ω₁ R₁, где ω₁- угло­вая

скорость звездочки, R₁=d/₁2 - радиус дели­тельной

окружности, проходящей через центры шарниров

Рис. 23.6

цепи.
Скорость движения цепи v = v₁ cos а₁, где а₁ - текущий угол поворота
ведущей звездочки относительно перпендикуляра к ведущей ветви. Так как при повороте звездочки угол ai изменяется по абсолютной вели­чине в пределах

(π/z₁ - 0- π/z₁), то скорость v цепи при повороте на один угловой шаг φ колеблется в пределах (v_min -v_max -v_min), где v_min = ω₁ R₁ cos(π/z₁) и v_max = ω₁ R₁ (рис.23.6, б).

Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки

 

где угол а₂ на ведомой звездочке меняется в пределах (π/z₂ - 0- π/z₂) Мгновенное передаточное отношение (с учетом v= ω₁ R₁ cos а₁)

 

 

Передаточное отношение цепной передачи переменно в преде­лах поворота звездочки на один зуб. Непостоянство и' вызывает неравномерность хода передачи, динамическое нагружение вслед­ствие ускорения масс, соединяемых передачей, и поперечные коле­бания цепи. Равномерность движения тем выше, чем больше числа зубьев звездочек (меньше пределы изменения углов а_1, а₂).

 

 

Среднее передаточное отношение. Цепь за один оборот звез­дочки проходит путь s= Pz. Время одного оборота звездочки: t = 2π/ω = 60/n, с. Следовательно, скорость v, м/с, цепи:

 

 

где Р - шаг цепи, мм; z₁, n₁ и z₂, п₂ - соответственно числа зубьев и частоты вращения ведущей и ведомой звездочек, мин^-1. Из равенства скоростей цепи на звездочках следует

Среднее передаточное отношение и за оборот постоянно. Максимально допустимое значение передаточного отношения цепной передачи ограничено дугой обхвата цепью малой звездочки и числом шарниров, находящихся на этой дуге. Рекомендуют угол обхвата принимать не менее 120°, а число шарниров на дуге обхвата - не менее пяти. Это условие может быть выполнено при любых межосевых расстояниях, если и < 3,5. При и > 7 межосевое расстоя­ние выходит за пределы оптимальных. Поэтому обычно и ≤ 6.

2. Удары звеньев цепи о зубья звездочек при входе в зацепле­ние. На рис. 23.7 показано условное изображение цепи и звездочки в момент, предшествующий входу шарнира А цепи в зацепление с зу­бом В звездочки. Окружная скорость зуба В звездочки – v₁, верти­кальная проекция ее вектора – v` Поскольку ведущим пока является шарнир С, то вся цепь, в том числе и шарнир А, перемещается со скоростью v₁. Вертикальная проекция вектора скорости v₁ переме­щения шарнира А – v”. Вход в зацепление происходит со встречны­ми скоростями: v = v' + v". Удары тем сильнее, чем больше шаг и меньше число зубьев звездочки.

3. Поворот звеньев под нагруз­кой. При повороте звездочки на один угловой шаг звенья, соединяемые ве­дущим шарниром, поворачиваются на угол β;(рис. 23.7). Поворот в шарнире происходит при передаче окружной силы и вызывает изнашивание. Угол β поворота, определяющий путь трения, и изнашивание тем меньше, чем больше число зубьев звездочки.

 

 

Рис. 23.7