Звено втулочно-роликовой цепи Советский патент 1987 года по МПК F16G13/10 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть, использовано в конструкции втулочно-роликовых цепей с повышенным уровнем сопротивления усталости звеньев.

Целью изобретения является повышение прочности звена за счет увеличе;- ния сопротивления усталостным напряжениям., а также улучшение технологич- ности.

На фиг, 1 схематически изображено звено с упрочняюпщми элементами по первому варианту исполнения, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг,1 на фиг. 3 - второй вариант исполнения.

Конструкция звена представляет собой пластину 1 с продольной осью АВ и выполненные в ней два отверстия 2, к которым на дуге, соответствующей центральному углу /i, примыкают цилиндрические лунки 3, выполняемые пластическим выдавливанием. Эти лунки 3 расположены на обеих плоскостях пластины 1, при этом их дно представляет собой часть поверхности цилиндра, ось которого О параллельна оси лунки 3. При этом из геометрических

/ь соображений получаем b 2rsin у ; R

()/(8л).

Расположение упрочняющих лунок 3 связано с областями максимальной напряженности в зоне отверстия 2. Мак- симальные напряжения у отверстия находятся на его контуре на оси, пендикулярной направлению действия силы, при этом зона максимальной напряженности соответствует централь- ному углу +20 (в обе стороны от указанной оси). Упрочняющие лунки 3 должны охватьшать контур отверстия 2 на участке не менее (0°, Отметим чт верхнюю границу этой величины указы- ватъ не следует, поскольку определяется лишь имеющимся в распоряжении инструментом и соображениями его уни фикации.

Глубина лунки 3 на ее оси равна 0,08-0,10 толщины пластины 1, эта величина определяется условием максимальной эффективности упрочнения. Формула усилия пластического выдавли вания получена теоретически и подтверждена экспериментально,

,131Д( ,

где R - радиус лунки, мм;

л - максимальная глубина лунки,

измеренная на ее оси, мм; b - ширина лунки, мм; г - радиус отверстия, мм; - центральный угол, соответствующий дуге примыкания лунки и отверстия, /i 7, 1 - длина лунки, мм; (J,E - предел текучести и модуль

упругости материала пласти- . ны, МПа.

При этом данная величина усилия обеспечивает получение лунки требуемой глубины и тем самым обеспечивает максимальную эффективность упрочнения.

Следует отметить, что наиболее рациональным вариантом изготовления, звеньев предлагаемой конструкции является совпадение оси лунок 3 с осями соответствующих отверстий 2. Однако можно допустить некоторое смещение оси лунки от оси отверстия (линейное с и угловое ш). При этом, как показано, выше, дуга примыкания и соответствующий ей центральный угол, отсчитанные от оси отверстия в направлении, противоположном направлению смещения. Должен составлять не менее 20°. В направлении смещения эта вели- чийа будет больше, а значит общая вел.ичина дуги примыкания будет больше, следовательно, и ширина лунки будет больше,, чем при совпадении осей. Такой вариант менее рационален с точки зрения технологии изготовления, однако он может оказаться более полезным с точки зрения унификации выдавливающего инструмента. Из геометрических соображений ширина лунки со смещенной осью определяется по формуле Ь7/.2 rcos (ы-20) +csinu).

Ограничение верхнего значения Ъ нецелесообразно по соображениям, указанным для дуги контакта, посколь- ку увеличение b соответствует увеличению дуги конта кта.

Звено работает следующим образом. При сборке цепи (не показано) ролики ( не показан. ) вставляются в отверстия 2 пластины 1 , а при приведении цепной передачи в движение ролики нагружают отверстия 2 пластины 1, при этом максимальные напряжения растяжения возникают в месте расположения упрочняющих лунок 3, а поскольку лунки 3 вьшолняются путем их пласти31330369

еского вьщавливания, то после снятия

ву об в Пр ин то сн ти мо

нагрузки вокруг лунок 3 возникают остаточные напряжения. Ввиду криволинейного профиля дна лунки эти напряжения концентрируются и, складьшаясь с растягивающими напряжениями, уменьшают их величину, препятствуя разрушению. Если же трещина все же образовалась, то область ее распространения так же совпадает с упрочняющими лунками 3 , наведенные здесь остаточные напряжения сжатия препятствуют раскрытию трещин и, тем самым, ее распространению. Таким образом достигается существенное торможение распространения трещин и повьшается живучесть звеньев.

Пример. Испытьшают на усталость звено втулочно-роликовой цепи толщиной 8 мм и с радиусом отверстия 5 мм. Диаметр отверстия 10 мм. Рас- .стояние от края отверстия до края звена 5 мм. Исходя из условия/37/40, минимально допустимое значение Ь 3,42 мм. Однако, для возможности выполнения лунок на разную глубину (0,05; 0,08; 0,09; 0,10 и 0,12 толщины пластины) одним и тем же инструментом (с.одним и тем же радиусом R), зо расположена перпендикулярно продольной оси звена, при этом максимальная глубина лунки равна 0,08-0,10 толщины пластины.

величину b принимают разной, но больше 3|42 мм. Усилие выдавливания Р лунок определяют согласно зависимости, приведенной-выше. Материал пластины - сталь ЗОХГТ после термического улучшения, МПа, модуль упругости 2-10 МПа. Для сравнения испытьшают также вовсе неупрочненное звено и известное звено. Усталостные испытания проводят на усталостной машине МУП-50 с гидропульсатором, коэффициент асимметрии цикла 0,5. Фиксируют число циклов до зарождения трещин и до разрушения.

35

2. Звено по п. 1, отличающее с я тем, что ось цилиндрической лунки проходит через центр отверстия под ролик.

3. Звено по п. 1, отличаю - 40 щ е е с я тем, что ось по крайней мере одной цилиндрической лунки смещена к центру пластины по дуге контура отверстия под ролик не менее, чем на 20°.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что указанная конструкци обеспечивает повышение долговечности в сравнении с известными звеньями. При этом отклонение от заявленных интервалов глубины лунки (0,08-0,10 толщины пластины звена ) приводит к снижению долговечности. Особая эффективность проявляется именно для торможения трещины.

Формула изобретения

1. Звено втулочно-роликовой цепи, содержащее пластину с отверстиями под ролики и имеющее упрочняющие углубления, расположение около отверстий под ролики по обоим концам пластины, отличающееся тем, что, с целью повьшгения прочности звена за счет увеличения сопротивления усталостным напряжениям и улучшения технологичности, упрочняющие углубления выполнены в виде цилиндрических лунок, примыкающих к контуру каждого из отверстий с обеих сторон и расположенных на дуге контура не менее 40°, а ось цилиндрической лунк

2. Звено по п. 1, отличающее с я тем, что ось цилиндрической лунки проходит через центр отверстия под ролик.

3. Звено по п. 1, отличаю - щ е е с я тем, что ось по крайней мере одной цилиндрической лунки смещена к центру пластины по дуге контура отверстия под ролик не менее, чем на 20°.