Критерии работоспособности и расчёта

Все детали стандартных цепей конструируют примерно равнопрочными. Это достигается соответствующим сочетанием размеров деталей, их материалов и термообработки. Для большинства условий работы цепных передач основной причиной потери работоспособности является износ шарниров цепи. В соответствие с этим в качестве основного расчёта принят расчёт износостойкости шарниров, а за основной расчётный критерий

где: р – давление в шарнире;

F_t - окружная сила;

d и В – диаметр валика и ширина цепи, равная длине втулки.

Решающее влияние на долговечность цепи по износу шарниров оказывает значение давления p в шарнирах.

На основе специальных испытаний и опыта эксплуатации определены значения допускаемого давления в шарнирах цепи для типовой передачи. Значения р_о даются в справочной литературе.

Типовой передачей называется цепная передача, работающая в средних условиях эксплуатации: нагружение поддерживается в пределах нормы, смазка и защита от загрязнения удовлетворительные, значения z, а, i, Р_ц, а также качество цепи – в пределах рекомендуемых норм, долговечность цепи по износу не менее 8000…5000 ч.

Влияние различия в условиях работы рассчитываемой и типовой передачи принято учитывать введением коэффициента эксплуатации К_э. При этом для рассчитываемой передачи

В свою очередь,

здесь: К_д – коэффициент динамической нагрузки;

К_а – коэффициент межосевого расстояния;

К_н – коэффициент наклона передачи к горизонту;

К_рег – коэффициент способа регулировки натяжения цепи;

К_с – коэффициент смазки;

К_реж – коэффициент режима работы

Значения всех коэффициентов даются в таблицах.

ВАЛЫ И ОСИ

Назначение, конструкции и материалы

Оси и валы служат для поддерживания вращающихся деталей: зубчатых колёс, звёздочек, шкивов и др.

Вал отличается от оси тем, что передаёт вращающий момент от одной детали к другой, а ось – нет. Вал всегда вращается, а ось может быть вращающейся или неподвижной. Пример вращающейся оси – ось вагона; пример неподвижной оси – ось блока.

Оси воспринимают нагрузку от расположенных на них деталей и работают на изгиб.

Вал передаёт вращающий момент. Валы несут детали, через которые передаётся этот вращающий момент, и воспринимают от этих деталей нагрузки. Поэтому валы работают одновременно на изгиб и на кручение. При действии на установленные на валы детали осевых нагрузок (например, коническое колесо) валы дополнительно работают также на растяжение или сжатие.

Различают валы прямые, коленчатые и гибкие. Наибольшее распространение имеют прямые валы. Коленчатые валы применяют в поршневых машинах. Гибкие валы допускают передачу вращения при больших перегибах (например, в зубоврачебных бормашинах).

По конструкции различают валы и оси: гладкие, фасонные или ступенчатые, а также сплошные и полые. Образование ступеней на валу связано с закреплением деталей или самого вала в осевом направлении, а также с возможностью монтажа узла вала. Полыми валы изготовляют для уменьшения массы или в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло и т.п.

Валы и оси изготавливают преимущественно из углеродистых и легированных сталей. Чаще других применяют сталь Ст5 – для валов без термообработки; сталь 45 или 40Х – для валов с термообработкой (улучшение); сталь 20 или 20Х – для быстроходных валов на подшипниках скольжения. У которых цапфы цементируют для повышения износостойкости.

Основными критериями работоспособности и расчёта валов и осей являются прочность и жёсткость.

Ось рассматривается как частный случай вала, у которого крутящий момент Т равен нулю, то есть Т=0. Ввиду этого все дальнейшие рассуждения будут относится к общему случаю расчёта валов.