Критерії роботоздатності та розрахунок ланцюгових передач

Вихід із ладу ланцюгових передач може бути обумовленим такими причинами:

— спрацюванням шарнірів, яке спричинює порушення зачеплення ланцюга з зірочками через збільшення кроку ланок (допустиме збіль­шення середнього кроку 2,5—3,0 %);

— втомним руйнуванням пластин та роликів; руйнування роли­ків пов'язане з ударами шарнірів ланцюга при вході їх у зачеплення з зубцями зірочок;

— ослабленням з'єднань деталей ланцюга у місцях їх запресову­вання;

— руйнуванням ланцюга при дії великих короткочасних переван­тажень;

— спрацюванням зубців зірочок.

На основі вказаних причин виходу з ладу ланцюгових передач формулюються і відповідні критерії роботоздатності, тобто стійкість проти спрацювання шарнірів ланцюга та зубців зірочок, стійкість проти втомного руйнування пластин та роликів ланцюга і достатня міцність деталей ланцюга та їхніх з'єднань під дією максимального-навантаження.

Розглянемо розрахунки передачі на забезпечення стійкості проти спрацювання шарнірів, деталей на втому та на міцність під час дії максимальних навантажень. За основний розрахунковий параметр візьмемо тиск ру шарнірі ланцюга.

Розрахунок шарнірів ланцюга на стійкість проти спрацювання виконують за умови, що

р = F_{f Εсп} К_Д /(А_оп K_m) ≤ [р]_сп. (29.10)

Тут F_fΕсп = K_EcпF_t- еквівалентне корисне навантаження лан­цюга при розрахунку на спрацювання шарнірів, яке визначається із врахуванням коефіцієнта K_Ecпінтенсивності режиму навантаження (табл. 29.4); К_Д - коефіцієнт динамічного навантаження (К_Д=1 - іпри спокійному навантаженні; К_Д=1,3-при помірних змінах на­вантаження; К_Д = 1,5 - при різких змінах навантаження); А_сп - площа опорної поверхні шарніра ланцюга (див. табл. 29.1); К_m- коефіцієнт, що враховує число рядів ланцюга (для однорядного ланцюга К_m = 1; для дворядного - К_m = 1,7; для трирядного - К_m = 2,5 і для чотирирядного -К_m= 3); [р]_сп- допустимий тиск у шарні­рі за умови стійкості його проти спрацювання.

При невиконанні умови (29.10) слід брати ланцюг більшого кроку або того самого кроку але дво- чи трирядний.

Розрахунок пластин ланок ланцюга на втомуздійснюють за форму­лою

р_вт = F_{f Εвт} К_Д /(А_оп K_m) ≤ [р] _вт. (29.11)

де F_fΕвт = K_EвтF_t — еквівалентне корисне навантаження ланцюга при розрахунку пластин на втому, яке визначається з врахуванням кое­фіцієнта F_Εвт впливу інтенсивності режиму навантаження на втомну міцність (за таблицею); [р]_вт— допустимий тиск у шарнірі за умо­ви втомної міцності, пластин.

Розрахунок ланцюга на міцність при дії максимальних коротко­часних перевантажень виконують за умови, що

S = F_р.н/F_tmax ≥ S_mіn, (29.12)

де F_р.н — руйнівне навантаження, яке задається у стандарті на при­водні ланцюги (див. табл 29.1); F_tmax —максимальне короткочасно діюче навантаження ланцюга, яке може виникнути при роботі пере­дачі протягом її строку служби; S_min = 5 - запас міцності ланцюга.

Максимальне короткочасно діюче навантаження F_tmax визначають із врахуванням коефіцієнта К_п можливих перевантажень [див. форму­лу (19.12)] за такими залежностями:

для тихохідних передач

F_tmax ⁼К_пF_t

для швидкохідних передач, v > 10 м/с,

F_tmax ⁼К_пF_t +F_у

Тут F_у — сила удару, що виникає вздовж вітки ланцюга при вході шарніра у зачеплення із зубцем зірочки. Силу F_у, Н, дістають за фор­мулою

F_у = 13 ·10^-6 ω₁·Ρ·m (29.13)

де m — число рядів ланцюга.

Допустимий тиск у шарнірах ланцюга за умови стійкості проти спрацювання рекомендують визначати за співвідношенням (граничне значення [р]_сп ≤ 40 МПа)

[p]_cn = C/(hK_VK_RK_е). (29.14)

Тут С = 1,33·10⁶ ∆Р/Р— коефіцієнт роботоздатності передачі, а ∆Р/Р — допустиме збільшення середнього кроку ланцюга у проце­сі експлуатації передачі, %;

при ∆Р/Р = 3 % (гранична норма спра­цювання для ланцюгів закритих передач)

С = 4·10⁴; h - строк служби передачі, год - коефіцієнт, шо враховує вплив кутової швидкості ведучої зірочки на спрацювання шарнірів; K_R= К_z1·K _а ·К_u — коефіцієнт параметрів передачі, де К_z1= 25/z₁, і — часткові коефіцієнти, що враховують вплив числа зубців ведучої зірочки, міжосьової відстані, вираженої у кроках ланцюга, і передаточного числа відповідно; K_е= К_в К_р К_зм — коефіцієнт експлуатації, де К_в, К_р, К_зм — коефіцієнти, що врахову­ють умови роботи передачі та її конструкцію (табл. 29.5).

Допустимий тиск у шарнірах, що гарантує для вибраного строку служби ланцюга втомну міцність пластин його ланок,

[p]_cn = 270К_zК_u / К_в К_р (29.15)

Передачі із зубчастими ланцюгами розраховують та проектують у більшості випадків за рекомендаціями заводів, що виготовляють лан­цюги, або використовують наближені залежності, які наведені у від­повідних довідниках.