Неравномерность движения и колебания цепи. На рис. 13.8 пока­заны скорости шарниров цепи и зубьев ведущей звездочки. В дан­ный момент шарнир А находится в зацеплении, а шарнир В прибли­жается к зацеплению с зубом С. Скорость шарнира А равна окру­жной скорости звездочки v в точке, совпадающей с центром шар­нира. Эту скорость можно разложить на составляющие: v2, направ­ленную вдоль ветви цепи, и vx — перпендикулярно цепи.

В зависимости от положения ведущего шарнира составляющие скорости изменяются:

V2=vcos0, vi=vsin0. (13.13)

Здесь угол в изменяется в пределах — ср/+(р/2. Угол (—ср/2) Соответствует моменту входа в зацепление шарнира А, угол (+ ср/2) — шарнира В, a q>=2n/z.

На рис. 13.9 показаны графики изменения скоростей V2 и Vx. Эти скорости являются периодическими функциями времени T, период которых равен (р/со. На графике 0= —ср/2 при T=0, 0=0 при T=Zcp/(2Co) и 0 = Q>/2 при T=Cp/Co.

Движение ведомой звездочки определяется скоростью V2. Пери­одическое изменение этой скорости обусловливает непостоянство мгновенного передаточного отношения I и дополнительные динами­ческие нагрузки. Со скоростью Vx связаны поперечные колебания ветвей цепи и удары шарниров цепи о зубья звездочки (см. ниже). Колебания и удары в свою очередь также вызывают дополнитель­ные динамические нагрузки.

Формулы (13.13) позволяют отметить, что перечисленные от­рицательные кинематические и динамические свойства передачи проявляются тем сильнее, чем меньше число зубьев Z звездочки.

Исследованиями [10] установлено, что при отсутствии резонанс­ных колебаний вредное влияние пульсации скоростей V1Hv2B значи­тельной степени снижается вследствие упругости и провисания цепи. Для рекомендуемых параметров (Г, рц, а и пр.) непостоянство передаточного отношения не превышает 1...2%, а динамические нагрузки составляют несколько процентов от окружной силы Ft. При большинстве режимов работы цепных передач резонансные колебания не наблюдаются, так как частота возмущающих импуль­сов больше частоты собственных колебаний. Кроме того, амплиту­ды колебаний уменьшаются вследствие демпфирующих свойств цепи.

Для приближенной оценки критической частоты вращения можно использовать формулу

(13.14)

Удар шарнира о зуб и ограничение шага цепи. В момент входа в зацепление шарнира В с зубом С (см. рис. 13.8) вертикальные составляющие их скоростей V и V направлены навстречу друг другу — соприкосновение шарнира с зубом сопровождается уда­ром. Эффект удара можно оценить потерей кинетической энергии

Ek=0,5Mvy.

Здесь M = Qpn — масса цепи, которая участвует в ударе (приближен­но принимают равной массе одного звена); рп — шаг цепи; Vy — скорость удара. В результате преобразований для цепных передач получают [7]

Ek = 0,5Qn?Pl sin2 (3607n ■[Ek (13.15)

Последовательные удары сопровождаются шумом передачи и являются одной из причин разрушения шарниров цепи и зубьев звездочки. В некоторых случаях удары приводят к раскалыванию роликов. Для ограничения вредного влияния ударов, на основе зависимости (13.15), выработаны рекомендации [7] по выбору шага цепи, в зависимости от быстроходности передачи.

Частота вращения п, мин""1:

Роликовые цепи при 15 1250 1000 900 800 630 500 400 300

Зубчатые цепи при ^>17 3300 2650 2200 1650 1320 — — — Наибольший допускаемый шаг

Цепи Fojouut, Мм 12,70 15,87 19,05 25,40 31,75 38,10 44,45 50,80

Примечания: 1. На практике всегда желательно принимать шаг меньше допускаемого. 2. При увеличении частоты вращения за указанные пределы необходимы повышенная точность и обильная смазка передачи.