4. Геометричні та кінематичні параметри ланцюгових передач

Шарніри ланок роликового ланцюга, що знаходяться у зачепленні з зірочкою, розміщуються на ділильному колі зірочки з діаметром

, де - число зубців зірочки.

Діаметр кола вершин зубців зірочки визначають за формулою

,

а діаметр кола впадин

, де - радіус впадин зірочок при діаметрі ролика .

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 перевищувати 15 м/с. При малих кроках ланцюга, великому числі зубців та значному змащенні допускається швидкість ланцюга 30…35 м/с.

Так як рух ланцюгової передачі є нерівномірним, то визначають середню швидкість ланцюга ,

де ; в [м/с], в [об./хв.], в [мм].

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

, звідки .

Числа зубців зірочок і вибирають з умови забезпечення мінімальних габаритів та більш плавного ходу ланцюга. Для отримання найменших розмірів передачі повинно бути мінімальним. Але із зменшенням підвищується нерівномірність ходу ланцюга, динамічні навантаження, шум та зменшується довговічність. Занадто великі значення спричиняють підвищений знос шарнірів ланцюга і збільшують крок ланцюга через витягування ланок.

Для забезпечення нормальних умов в передачах з середніми та високими швидкостями рекомендується приймати . В тихохідних передачах допускається , в передачах, що працюють з ударними навантаженнями . З метою рівномірного зносу ланцюга доцільно приймати непарне число зубців на малій зірочці і парне на великій.

Міжосьова відстань а передачі впливає на частоту навантаження шарнірів ланцюга: при незначному а ланцюг швидко зношується, при великому а ведена вітка починає коливатися через сильне провисання f (рис.1).

На практиці . Мінімальне значення а обмежене величиною кута обхвату ланцюга :

при 3 мм, при >3 мм.

Зірочки виготовляють із сталей марок 15 і 20 (при <25), 45, 45Г, 50, 50Г, 45Л та 50Л(при <40). В передачах спеціального призначення із значними динамічними навантаженнями матеріалами зірочок вибирають із сталей 15Х, 20Х, 40Х, 40ХН, 45Х та 45ХН. З метою підвищення міцності зубців застосовують хіміко-термічні та термічні способи обробки. Ведені зірочки складної конфігурації при >50 виготовляють литвом з чавуну марок СЧ18 та СЧ30. При малих і середніх навантаженнях для виготовлення зірочок використовують пластмаси: поліетилен, поліпропілен, поліаміди, капролон, текстоліт тощо.

5. Сили, що діють ланцюговій передачі

При холостому ході (момент опору на веденій зірочці М₂=М_оп =0) початковий натяг в вітках ланцюга викликаний його провисанням (рис.1) від сили тяжіння

,

де - маса ланцюга довжиною в 1м; - довжина веденої вітки, яка приблизно дорівнює міжосьовій відстані передачі;- стріла провисання; - коефіцієнт провисання (залежить від кута нахилу лінії центрів передачі до горизонту: =6,25 – при горизонтальному положенні; =3 – при =40⁰, =1 – при вертикальному положенні).

В робочому режимі передачі (М₂=М_оп ≠0 ) сила в ведучій вітці,

де - колова сила; - потужність на ведучій зірочці; - складова натягу від дії доцентрових сил (враховується при 5 м/с);- динамічне навантаження від нерівномірності ходу ланцюга.Ведена вітка під навантаженням розтягується з силою . В тихохідних та середнє швидкісних передачах маємо , а .

Навантаження на вали ланцюгової передачі , а в тихохідних та середнє швидкісних , де - коефіцієнт навантаження вала (≈1,15 - для горизонтальної передачі та ≈1,0 5- для вертикальної).