Бережной Сергей Борисович, профессор кафедры «Наземный транспорт и механика», академик инженерной академии РФ, доктор технических наук, профессор
Scopus ID: 25227504200
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2
Berezhnoy, Sergey B., professor of the Land Transport and Mechanics Department, Academician of the Engineering Academy of the Russian Federation, Dr.Sci. (Eng.), professor
Scopus ID: 25227504200
2, Moskovskaya St., Krasnodar, 350072
Курапов Георгий Владимирович, доцент кафедры «Наземный транспорт и механика»), кандидат технических наук
ResearcherID: AAO-8482-2020, Scopus ID: 57219551108
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2
Kurapov, Georgy V., associate professor of the of the Land Transport and Mechanics Department, Cand.Sci. (Eng.)
ResearcherID: AAO- 8482-2020, Scopus ID: 57219551108
2, Moskovskaya St., Krasnodar, 350072
Introduction. The power analysis of a chain transmission with a toothed chain and involute sprockets considers the centrifugal forces and the friction coefficients between the plate and the sprocket tooth. The work objectives are to determine all meshing forces, and to calculate the coupling coefficient of the gear chain with the involute sprocket in the drive gears.
Materials and Methods. When evaluating the traction capacity of a chain transmission, such parameters as the power analysis and the coupling coefficient of the gear chain with the sprocket are important (it shows what fold the pressure on a given tooth is greater than the pressure perceived by the tooth in front). In the presented paper, the following diagrams are visualized: the arrangement of the plates in gearing with the involute sprocket teeth and the meshing forces. The factors that affect the involute profile of the sprocket tooth are considered. This includes the weight of the chain plate package and the force: centrifugal, friction, normal pressure and tension. At the same time, changes in the coupling coefficient for the subsequent teeth involved in traction are taken into account. The balance of the links i and i
+ 1 of the gear chain is studied in the coordinate system XOY with the center on the axis of rotation of the involute sprocket. The method enables to determine all the desired forces through the geometric calculation of the values of the angular transmission parameters. Using the equations obtained, the following parameters are specified: the coupling coefficient Bi, the tension of the driving branch S1 and the slack branch S2.
Results. A patented transmission stand with a gear chain and involute sprockets is presented. The tests carried out on it
validated the study results of a chain transmission with a toothed gear and involute sprockets with the specified parameters. The correctness of the power analysis of the transmission with account for the centrifugal forces and the friction coefficients of the plates and the sprocket teeth was proved.
Discussion and Conclusions. It is noted that the centrifugal forces and the friction coefficients during engagement affect significantly the traction capacity of a transmission with a toothed chain and involute sprockets. The data obtained can be used to accurately estimate the traction capacity of such gears.
Введение. В силовом анализе цепной передачи с зубчатой цепью и эвольвентными звездочками учтены центробежные силы и коэффициенты трения между пластиной и зубом звездочки. Цели работы — определение всех сил, действующих в зацеплении, и расчет коэффициента сцепления зубчатой цепи с эвольвентной звездочкой в приводных передачах.
Материалы и методы. При оценке тяговой способности цепной передачи важны такие параметры, как силовой расчет и коэффициент сцепления зубчатой цепи со звездочкой (показывает, во сколько раз давление на данный зуб больше давления, воспринимаемого впереди идущим зубом). В представленной работе визуализированы схемы: расположения пластин в зацеплении с зубьями эвольвентной звездочки и сил, действующих в таком зацеплении. Рассмотрены факторы, которые действуют на эвольвентный профиль зуба звездочки. Это вес пакета пластин цепи и силы: центробежная, трения, нормального давления и растяжения. При этом учтены изменения коэффициента сцепления на последующие зубья, участвующие в тяге. Исследовано равновесие звеньев i и i + 1 зубчатой цепи в системе координат ХOY с центром на оси вращения эвольвентной звездочки. Метод позволяет определить все искомые силы геометрическим расчетом значений угловых параметров передачи. С помощью полученных уравнений уточняются: коэффициент сцепления Bi, натяжение ведущей ветви передачи S1 и ведомой S2.
Результаты исследования. Представлен патентованный стенд передачи с зубчатой цепью и эвольвентными
звездочками. Проведенные на нем испытания подтвердили итоги исследований цепной передачи с зубчатой цепью и эвольвентными звездочками с заданными параметрами. Была доказана правильность силового анализа передачи с учетом центробежных сил и коэффициентов трения пластин и зубьев звездочки.
Обсуждение и заключения. Отмечено, что центробежные силы и коэффициенты трения при зацеплении существенно влияют на тяговую способность передачи с зубчатой цепью и эвольвентными звездочками. Полученные данные могут быть использованы для точной оценки тяговой способности таких передач.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.