Проверка износостойкости шарнира роликовой цепи. Проверка

Прочности цепи на разрыв. Проверка долговечности цепи

Для большинства условий работы цепных передач основной причиной потери работоспособности является износ шарниров цепи. В соответствии с этим в качестве основного расчета принят расчет износостойкости шарниров, а за основной критерий:

,

 

где р—давление в шарнирах;

- окружная сила;

d_B и b -диаметр валика (оси) и ширина цепи, равная длине втулки;

k_э - коэффициент эксплуатации цепной передачи.

Коэффициент эксплуатации (k_э=k₁∙k₂∙k₃∙k₄∙k₅∙k₆) учитывает следующие условия работы:

k₁ - коэффициент динамической нагрузки;

k₂ - учитывает регулировку передачи;

k₃ - коэффициент, учитывающий длину цепи;

k₄ - учитывает наклон передачи к горизонту;

k₅ - учитывает характер смазки;

k₆ - учитывает режим работы передачи.

Допускаемое давление в шарнире цепи дается в таблице в зависимости от шага цепи и частоты вращения – n₁.

Другим критерием работоспособности цепной передачи является прочность цепи на разрыв. Прочность цепи проверяют, сравнивая коэффициент запаса прочности на разрушение цепи с допускаемым значением этого коэффициента, зависящего от типа цепи и ее шага:

 

F_разр - разрушающая нагрузка цепи (дается в таблицах для каждого типо-размера цепи).

 

Общая нагрузка складывается из:

 

полезной окружной силы

;

натяжения от действия центробежных сил

,

где q - масса одного погонного метра цепи, кг/м;

дополнительного натяжения от действия силы тяжести

где α - межосевое расстояние в метрах,

k_f – коэффициент, зависящий от положения линии центров звездочек

(k_f = 1…6)

Долговечность цепи проверяется косвенно по частоте ударов звена цепи о звездочки (1/с)

 

Поскольку начальное натяжение цепи отсутствует, то нагрузка на вал определяется главным образом окружным усилием с учетом дополнительного натяжения от массы:

 

k_B=1,05.... 1,15 - зависит от наклона цепи.

 

РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Ременная передача состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватыва­ющего шкивы. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шки­вами и ремнем вследствие натяжения последнего.

Достоинства:

- простота изготовления и обслуживания;

- плавность работы - смягчение толчков, бесшумность;

- малая стоимость;

- возможность работы с высокими частотами вращения;

- возможность автоматического предохранения от перегрузки за счет проскаль­зывания ремня;

- возможность передачи движения на значительные расстояния.

Недостатки:

- значительные габариты;

- неизбежность некоторого упругого скольжения ремня;

- повышенные нагрузки на валы и опоры;

- низкая долговечность ремня.

Ремни должны обладать достаточной прочностью, долговечностью, гибкостью, износостойкостью и определенной тяговой способностью, т.е. надежностью сцепления ремня со шкивами. По форме поперечного сечения применяются следу­ющие разновидности ремней:

а) плоские ремни.Ремень в виде узкого прямоугольника.

 

Рисунок1

 

б) Клиновые ремни. Имеют основное применение. Ремни бесконечной длины трапециевидного сечения. Входят в канавки шкива соответствующего профиля. Контакт по боковым стенкам.

 

Рисунок 2

 

Применяют ремни с различной структурой поперечного сечения. Слои шнурового корда являются основным несущим эле­ментом ремня. Они располагаются в зоне нейтраль­ного слоя для повышения гибкости. Тканевая обертка увеличивает прочность ремня и предохраняет от износа. Для передач общего назначения по ГОСТ 12841-80 изготавливают 7 типов клиновых ремней О, А, Б, В, Г, Д, Е, отличающихся размерами поперечного сечения;

в) круглые ремни. Изготавливаютют из кожи, капрона, хлопчатобумажных материа­лов. Применяют только для малых мощностей в приборах и машинах домашнего обихода;

г) поликлиновые ремни (ТУ 38-105763-84).Бесконечные плоские ремни с продольными клиновыми выступами на внутренней поверхности, входящими в кольцевые клиновые канавки в шкивах. Ремни сочетают достоинства плоских ремней - монолитность и гиб­кость, и клиновых - повышенную силу сцепления со шкива­ми.

 

Рисунок 3

 

Несущий слой ремней выполняют в виде кордшнура из химических волокон.

Усилия и напряжения в ветвях ремня. Критерии работоспособности ременных передач.

 

Геометрия ременных передач

Минимальное значение диаметра меньшего шкива клиноременной передачи определяют по таблице в зависимости от профиля ремня.

Угол между ветвями ремня определяет­ся из вспомогательного треугольника

 

отсюда в радианах

 

 

Рисунок 4

 

Угол обхвата на малом шкиве в градусах:

 

 

Для плоскоременной передачи рекомендуют брать минимальный угол обхвата [α]=150º, для клиноременной – [α]=120º

 

Кинематика ременных передач

Окружные скорости шкивов при работе передачи

 

За счет упругого проскальзывания ремня V₁>V₂

Относительная потеря скорости на шкивах характеризуется

коэффициентом скольжения

тогда V₂=V₁∙(1-ε)

Передаточное отношение

 

При нормальном режиме работы обычно = 0,01 - 0,02.