Основні розрахункові параметри ланцюгових передач

Швидкість ланцюга та кутові швидкості зірочок обмежуються ін­тенсивністю спрацювання ланцюга, силою удару шарнірів об зубці зірочок, а також шумом передачі. У більшості випадків швидкість ланцюга не повинна бути більшою ніж 15 м/с; інколи при малих кро­ках ланцюга, великому числі зубців та доброму змащуванні допуска­ється швидкість ланцюга 30—35 м/с. Середню швидкість ланцюга визначають за формулою

v=Pω₁z₁/(2π) (29.4)

де P — крок ланцюга; ω₁ — кутова швидкість ведучої зірочки (з числом зубців z₁. Кутову швидкість зірочок обмежують, щоб зменшити удар шарнірів ланцюга об зубці. Граничні рекомендовані кутові швидкості меншої зірочки залежно від її числа зубців z₁та кроку ланцюга Рнаведені в табл.

Передаточне число визначається з умови рівності середньої швид­кості ланцюга на ведучій та веденій зірочках:

P ω₁ z₁ / (2π) = P ω₂ z₂ / (2π), звідки передаточне число ланцюгової передачі

u = ω₁/ω₂ = z₂ / z₁ (29.5)

Передаточне число обмежується габаритними розмірами передачі, кутом обхвату меншої зірочки та числами зубців зірочок. Найдоціль­ніше брати u ≤ 4.

Число зубців зірочок. Мінімальне число зубців зірочок обмежу­ється спрацюванням шарнірів, динамічними навантаженнями та шу­мом передачі. Число зубців меншої зірочки можна брати з таблиць залежно від кроку Р та її кутової швидкості.

При спрацюванні шарнірів крок ланцюга збільшується. При цьо­му ланцюг на зірочці буде розміщуватись на більшому радіусі. Збіль­шення радіусів розміщення шарнірів ланцюга на зубцях зірочки тим більше, чим менший кутовий крок зубців 2л/z. При великому zна­віть невелике збільшення кроку ланцюга спричинює значне зміщення ланцюга на профілях зубців. Це зміщення обмежує максимальне чис­ло зубців зірочок, яке беруть 100—120 для роликових ланцюгів і 120—140 для зубчастих.

Переважно вибирають непарне число зубців зірочок, що у поєднан­ні з парним числом ланок ланцюга сприяє рівномірному спрацюванню зубців.

Крок ланцюга Р єосновним параметром ланцюгової передачі. Лан­цюги з великим кроком мають більшу несучу здатність, але допуска­ють значно менші кутові швидкості меншої зірочки (див. табл. 29.3), сприяють збільшенню нерівномірності руху, динамічних навантажень та шуму ланцюгової передачі. Доцільно вибирати ланцюг із мінімаль­но допустимим для заданого навантаження кроком. При конструюван­ні та розрахунку ланцюгової передачі можна зменшити крок зубчастих ланцюгів, збільшивши ширину ланцюга, а також крок роликових ланцюгів, використавши багаторядні ланцюги.

У проектному розрахунку ланцюгової передачі орієнтовне зна­чення кроку Р, мм, однорядного роликового ланцюга можна визна­чити за формулою

,

де Т₁ — обертовий момент на валу ведучої зірочки, Нм; z₁— число зубців ведучої зірочки.

Міжосьова відстань та довжина ланцюга. Мінімальну міжосьову відстань ланцюгової передачі визначають за умови, що кут обхвату ланцюгом малої зірочки повинен бути не менш ніж 120°.

при u ≤ З

а_min = 0,5 (de_l + de₂) + (30...50) mm;

при u > З

a_min = (de₁ + de₂) (9 + u)/20.

Тут de₁, de₂, — діаметри вершин зубців ведучої та веденої зірочок відповідно. Оптимальна міжосьова відстань ланцюгової передачі а = (30...50)Р.

Не рекомендують брати а > 80Р.

Число ланок W ланцюга визначають за попередньо вибраною міжосьовою відстанню а, кроком ланцюга Р та числом зубців зірочок z₁ і z ₂:

. (29.6)

Формула (29.6) виводиться за аналогією з формулою для довжини паса і є наближеною. Значення W слід округлити до найближчого парного числа.

Після визначення числа ланок W ланцюга уточняють міжосьову відстань передачі за формулою

. (29.7)

Щоб забезпечити провисання ланцюга, значення а рекомендується вменшити на (0,002...0,004) а.

Число ланок W ланцюга та його крок Р визначають довжину лан­цюга

.

Зусилля у вітках пасової передачі. Різниця між силами натягу ведучої F₁ і веденої F₂ віток визначає корисне навантаження ланцюга

F_t = F₁- F₂ = 2 T_l / d₁,(29.8)

де Т₁— обертовий момент на валу ведучої зірочки, що має ділильний діаметр d₁.

Сила натягу F₂ веденої вітки ланцюга дорівнює більшому значен­ню від натягу F₀, H, спричиненого власною вагою вітки, та від натягу F_V, H, від дії відцентрової сили:

F_q = K_f a q g; F_V = qv² (29.9)

Тут K_f — коефіцієнт провисання ланцюга, який залежить від стрілки провисання f веденої вітки та кута нахилу передачі до гори­зонту; якщо f = 0,02а, то для горизонтальної передачі K_f = 6 (K_f = 4 під кутом нахилу до горизонту до 40°); K_f = 2 під кутом нахилу більшим від 40°; K_f = 1, для вертикальної передачі); а — міжосьова відстань передачі, м; q — маса 1 м ланцюга, кг/м (див. табл. 29.1); g — прискорення вільного падіння, м/с²; v — швидкість ланцю­га, м/с.

Для розповсюджених на практиці тихохідних передач та передач із середніми швидкостями ланцюга v ≤ 10 м/с сила натягу веденої вітки незначна і складає кілька процентів від корисного навантажен­ня F_t. Тому в розрахунках із достатньою точністю можна брати F₂ ≈ 0, a F₁ ≈ F_t.

Сила, що передається на вали ланцюгової передачі, може станови­ти

R = 1.15F_t.