Силовой расчет цепной передачи с зубчатой цепью и эвольвентными звездочками

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.

1. Семенов, В. С. Формы расположения шарниров цепи и тяговая способность цепной передачи / В. С. Семенов, Н. Н. Саенко // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион (Технические науки).— 2003. — № 5. — С. 106–108.

2. Семенов, В. С. Соотношение усилий в цепном зацеплении / В. С. Семенов, Н. Н. Саенко // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион (Технические науки). — 2003. — № 5. — С. 108–111.

3. Метильков, С. А. Оценка работоспособного состояния цепных передач / С. А. Метильков, И. С. Бачалов // Новые материалы и технологии в машиностроении. — 2009. — № 10. — С. 59–62.

4. Бережной, С. Б. Определение радиусов расположения центров шарниров зубчатой цепи на дугах обхвата эвольвентных звездочек / С. Б. Бережной, А. А. Война, Г. В. Курапов // Вестник Донского государственного технического университета. — 2014. — Т. 14, № 1 (76). — С. 86–92. DOI: https://doi.org/10.12737/3507.

5. Остапенко, О. И. Кинематическая долговечность цепной передачи с зубчатой цепью и эвольвентной звездочкой / О. И. Остапенко, А. А. Война, Р. Л. Личман // Вестник Донского государственного технического университета. — 2009. — Т 9, № 4 (43). — С. 653–658.

6. Бережной, С. Б. Анализ ударной стойкости цепи в зависимости от профиля зуба звездочки / С. Б. Бережной, А. А. Война, Г. В. Курапов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета : [сайт]. — 2015. — № 03 (107). — С. 1522–1532. — URL: http://ej.kubagro.ru/2015/03/pdf/98.pdf (дата обращения : 27.01.2021)

7. Семенов, В. С. Натяжение ветвей контура цепной передачи и коэффициент сцепления звездочки / В. С. Семенов, С. А. Музалев // Новые технологии. — 2006. — № 2. — С. 79–82.

8. Метильков, С. А. Прогнозирование нагрузочной способности цепных передач при периодическом смазывании / С. А. Метильков // Вестник машиностроения. — 2002. — № 10. — С. 9–12.

9. Крывый, П. Д. Методы определения несущей способности приводных роликовых и тяговых пластинчатых цепей / П. Д. Крывый, О. Л. Ляшук // Технологiчнi комплекси. — 2013. — № 2 (8). — С. 39–51.

10. Рябов, Г. К. Распределение нагрузки по зубьям звездочек цепных передач / Г. К. Рябов // Известия вузов. Машиностроение. — 1983. — № 3. — С. 22–27.

11. Бережной, С. Б. Особенности расчета и проектирования зубчатых цепных передач / С. Б. Бережной, А. А. Война, Г. В. Курапов // Наука. Техника. Технологии. — 2014. — № 3. — С. 68–75.

12. Szezepinski, W. Limit analysis and plastic design of complex shape / W. Szezepinski // Progress in Aerospace Sciences. — 1972. — Vol. 12. — P. 1–47.

13. Rachner, H. G. Stahlgelenkketten und Kettentriebe / H. G. Rachner. — Berlin : Springer, 1962. — 220 p.

14. Kuntzmann, P. Les transmission par chaîne à rouleaux / P. Kuntzmann. — Paris : Dunod, 1961. — 220 p.