Вопрос 48. кинематика и динамика в цепной передаче.
Неравномерность движения и колебания цепи.
В момент времени шарнир А находится в зацеплении, а шарнир В приближается к зацеплению с зубом C.
Скорость шарнира А равна окружной скорости звездочки v в точке, совпадающей с центром шарнира.
Эту скорость можно разложить на составляющие:
‑ направленную вдоль ветви цепи;
‑ перпендикулярно цепи.
В зависимости от положения ведущего шарнира составляющие скорости изменяются:
,
Здесь угол изменяется в пределах
.
Угол соответствует моменту входа в зацепление шарнира А,угол
‑ шарнира В, а
.
Движение ведомой звездочки определяется скоростью . Периодическое изменение этой скорости обусловливает непостоянство мгновенного передаточного отношения
и дополнительные динамические нагрузки. Со скоростью
связаны поперечные колебания ветвей цепи и удары шарниров цепи о зубья звездочки. Колебания и удары в свою очередь также вызывают дополнительные динамические нагрузки.
При отсутствии резонансных колебаний вредное влияние пульсации скоростей и
в значительной степени снижается вследствие упругости и провисания цепи. Для рекомендуемых параметров (z, рц а и пр.) непостоянство передаточного отношения не превышает 1...2%, а динамические нагрузки составляют несколько процентов от окружной силы
.
При большинстве режимов работы цепных передач резонансные колебания не наблюдаются, так как частота возмущающих импульсов больше частоты собственных колебаний. Кроме того, амплитуды колебаний уменьшаются вследствие демпфирующих свойств цепи.
Для приближенной оценки критической частоты вращения можно использовать формулу
Удар шарнира о зуб и ограничение шага цепи.В момент входа в зацепление шарнира В с зубом С вертикальные составляющие их скоростей и
направлены навстречу друг другу ‑ соприкосновение шарнира с зубом сопровождается ударом.
Последовательные удары сопровождаются шумом передачи и являются одной из причин разрушения шарниров цепи и зубьев звездочки. В некоторых случаях удары приводят к раскалыванию роликов.
ВОПРОС 49. ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ. КРИТЕРИИ РАСЧЕТА.
Принцип действия и классификация.
Работа фрикционной передачи основана на использовании сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел вращения под действием сил прижатия . При этом должно быть
где ‑ окружная сила;
‑ сила трения между катками.
Для передачи с цилиндрическими катками
где ‑ коэффициент трения.
Нарушение этого условия приводит к буксованию и быстрому износу катков.
Классификация передач
По возможности регулирования передаточного отношения:
‑ передачи нерегулируемые, т. е. с постоянным передаточным отношением;
‑ передачи регулируемые, или вариаторы, позволяющие изменять передаточное отношение.
По форме поверхности рабочих катков:
‑ с цилиндрической;
‑ с конической;
‑ с шаровой;
‑ с торовой.
По расположению валов:
‑ с параллельными валами;
‑ с пересекающимися валами.
Критерии расчета.
При работе фрикционных пар происходят следующие виды разрушения рабочих поверхностей:
1 Усталостное выкрашивание - в передачах, работающих в масле, когда образуется жидкостное трение. В этих условиях рабочие поверхности разделяются слоем масла, а износ сводится к минимуму.
2 Износ - в передачах, работающих без смазки, или при отсутствии условий для образований режима жидкостного трения.
3 Задир поверхности - связан с буксованием или с перегревом передачи при больших скоростях и нагрузках в условиях недостаточной смазки.
Все перечисленные виды разрушения зависят от напряжений в месте контакта. Поэтому прочность и долговечность фрикционных пар оценивают по контактным напряжениям. Расчетные контактные напряжения при начальном касании по линии (тела качения — цилиндры, конусы, торы и ролики с образующими одного радиуса) определяют по формуле:
При начальном касании в точке: