Втулочно-роликовая цепь Советский патент 1991 года по МПК F16G13/06 

А - А (у&еличеио)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных агрегатах, содержащих цепные передачи. Цель изобретения - повышение прочности цепи за счет разгрузки зоны максимальных контактных давлений в ее шарнирах, увеличение износостойкости и ее КПД за счет снижения коэффициента трения в парах валик - втулка. Приложение растягивающей нагрузки к цепи и наличие качания деталей шарниров валика 2, втулки 4, игл 5 способствуют тому, что свободно размещенные между валиком 2 и втулкой 4 цилиндрические иглы 5, количество п которых находится в пределах 2n/3(2di/d2-di) + (2d,/d2-d,) -т-1, где di - диаметр валика; dg - внутренний диаметр втулки, выдавливаются из зоны максимальных контактных давлений на величину зазоров межд) ними, тем са мым разгружая место наиболее вероятного разрушения и максимального износа Конструкция снижает контактные давления в шарнире цепи и способствует участию в контакте всей поверхности валика 2 и внутренней поверхности втулки 4 за исключением разгруженного участка. При взаимном развороте валика и втулки 4 в моменты набегания и сбегания шарниров со звез дочек и при колебании ветвей цепного контура наличие цилиндрических игл 5 в шарнире цепи обеспечивает трение качения. 4 ил Ј (Л

о

00

со со

О2

Фиг. 2

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных агрегатах, содержащих цепные передачи.

Целью изобретения является повышение прочности цепи за счет разгрузки зоны максимальных контактных давлений в ее шарнирах, увеличение износостойкости и ее КПД за счет снижения коэффициента трения в парах валик - втулка.

На фиг. 1 изображена втулочно-ролико- 10 вая цепь, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 в ненагруженном состоянии; на фиг. 3 - то же, при работе цепи и распределение контактного давления; на фиг. 4 - сечение шарнира 15 цепи с цилиндрическим вкладышем и распределение контактного давления в нем.

Втулочно-роликовая цепь содержит наружные пластины 1, в отверстиях которых закреплены валики 2, внутренние пластины 3, в отверстиях которых закреплены втулки 4, 20 иглы 5, свободно размещенные между валиком 2 и втулкой 4 по образующей, ролики 6, свободно установленные на втулках 4. Обычная цепь имеет цилиндрический вкладыш 7.

Цепь работает следующим образом.

После приложения растягивающей нагрузки к обычной втулочно-роликовой цепи с цилиндрическим вкладышем 7 в ее шарнирах появляется зона контакта, на вклаDb di+d. , (2) Длина окружности центров игл 5 равна (3)

Максимальное количество рассчитать по формуле

игл можно

Г,аКе л(- + 1).

(4)

Расчетное значение пмакс округляется до ближайшего целого числа в меньшую сторону, которое и будет пмакс. Обозначим величину округления при расчете пмакс через А.

Тогда длина дуги разгрузки при установке максимального числа игл 5 равна

G,aKc du- A-|-du Do финн (5)

где ф - угол от горизонтальной оси шарнира (линия действия сосредоточенной силы Р) до центра первой после зоны разгрузки иглы, рад. Угол финн может быть получен из выра- 25 жения в следующем виде

f

ИНН

(d2-di)(A+l) d,+d2

(6)

Максимальная сосредоточенная сила в

„и с tr1т 1С1г.пша«д unctfi t а л v ruici D

дыше 7, ограниченная дугой 2. Контакт- 30зоны контактакй иглы после

и по паогтоитло ла/- гтпе гюпеи-гг иопа пыл яд drtunг

ное давление распределено неравномерно, максимальное значение которого совпадает с линией действия силы Р. В зоне максимальных контактных давлений наблюдается максимальный износ и зона разрушения элементов шарнира

Шарнир втулочно-роликовой цепи с игольчатым вкладышем 5 работает следующим образом.

зоне разгружения определяется по формуле

рмакс JЈ(7)

с

35 а максимальная сосредоточенная сила в зоне контакта в шарнире базовой втулочно-роликовой цепи равна

Рмакс Р

Приложение растягивающей нагрузки Р и наличие качания деталей шарнира способствуют тому, что свободно размещенные между валиком 2 и втулкой 4 цилиндрические иглы 5 выдавливаются из зон максимальных контактных давлений на величину зазоров между ними, тем самым разгружая место наиболее вероятного разрушения и максимального износа. Число игл 5 вкладыша выбирается следующим образом. Пусть di - диаметр валика 2, а dg - внутренний диаметр втулки 4 в шарнире втулочно-роликовой цепи. Тогда диаметр игл 5, установленных между валиками 2 и втулками 4 по длине окружности, определяется по формуле

(1)

Диаметр окружности, на которой размещены центры игл 5, определяется как

. , (2) Длина окружности центров игл 5 равна (3)

Максимальное количество рассчитать по формуле

игл можно

Г,аКе л(- + 1).

(4)

Расчетное значение пмакс округляется до ближайшего целого числа в меньшую сторону, которое и будет пмакс. Обозначим величину округления при расчете пмакс через А.

Тогда длина дуги разгрузки при установке максимального числа игл 5 равна

G,aKc du- A-|-du Do финн (5)

где ф - угол от горизонтальной оси шарнира (линия действия сосредоточенной силы Р) до центра первой после зоны разгрузки иглы, рад. Угол финн может быть получен из выра- жения в следующем виде

f

ИНН

(d2-di)(A+l) d,+d2

Максимальная сосредоточенная сила в

1т 1С1г.пша«д unctfi t а л v ruici D

зоны контактакй иглы после

г

зоне разгружения определяется по формуле

рмакс JЈ(7)

с

а максимальная сосредоточенная сила в зоне контакта в шарнире базовой втулочно-роликовой цепи равна

Рмакс Р

Сравнивая формулы (7) и (8) видно, что наличие в шарнире цилиндрических игл приводит к разгрузке зоны максимальных контактных напряжений.

ИЗ формулы (7) ВИДНО, ЧТО ПрИ фмакс

60° теряется эффект разгрузки, т. е. Рмакс становится равной Р. Таким образом, длина дуги разгрузки при установке в шарнире минимального числа игл будет равна

4

50

. (9)

Длина дуги окружности, на которой установлены иглы, при их количестве пмин равна

с, (d,+d2)

Минимальное количество рассчитать по формуле

(10)

игл можно

Пмин

(-&-7+i)+i. ()

iЈT

df.oi/

Расчетное значение п.ин округляется до ближайшего целого числа в большую сторону, которое будет пмин.

Предлагаемая конструкция снижает контактные давления в шарнире цепи и способствует участию в контакте всей поверхности валика и внутренней поверхности втулки за исключением разгруженного участка, а при взаимном развороте валика и втулки в моменты набегания и сбегания шарниров со звездочек и при колебаниях ветвей цепного контура наличие цилиндрических игл в шарнире цепи обеспечивает трение качения.

Предлагаемая цепь также обеспечивает увеличение прочности элементов шарнира за счет разгрузки зоны максимальных контактных давлений в них при приложении растягивающей нагрузки, повышение износонию с парой скольжения, уменьшение колебаний ветвей цепного контура за счет понижения темпа износа цепи, понижение рабочих температур цепи за счет снижения коэффициента трения в ее шарнирах и повышение срока службы и надежности за счет перечисленных факторов.

Формула изобретения

10

Втулочно-роликовая цепь, содержащая наружные и внутренние пластинчатые звенья, шарнирно соединенные между собой закрепленными в отверстиях наружных звеньев валиками, расположенные на валиках втул- 5 ки, закрепленные в отверстиях внутренних звеньев со свободно установленными на втулках роликами, вкладыши, установленные между валиками и втулками, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности путем разгрузки зоны макоастягивающеи нагрузки, повышение изнижи- - -к- j --„ - „„„„,.

емкости цепи снижения коэффи- сим-ьшх . шар™,, х увелициента трения (так коэффициент трения скольжения для пары сталь -- сталь (скО,1...0,2, для пары сталь - пластмасса ,03...0,20, а коэффициент трения качечения износостойкости и КПД путем снижения коэффициента трения в парах валик - втулка, вкладыши выполнены в виде цилиндрических игл, размещенных

if - IHI.i U ZU а коэшцшциет i испил -- ч-„

ниТдля пары сталь-сталь ,001...0,005), 25 между валиками и втулками по образующей,

ппп АЛ« - i/ппиио тпп Г.ППРТРПЯРТРЯ ГООТНОШеболее стабильное значение среднего шага цепи за счет уменьшения износа, что приводит к более надежному зацеплению цепи со звездочками, меньшей вытяжке цепи, более редкой поднастройке передачи. Кроме того, конструкция обеспечивает уменьшение энергоемкости цепной передачи, а именно затрат энергии для взаимного разворота валиков и втулок, за счет более высокого КПД пары качения по сравнеа их количество определяется соотношением

|1( + 1)( + 1),

з ,

30 где di - диаметр валика;

сЬ - внутренний диаметр втулки;

п количество цилиндрических игл,

округленных до ближайшего целого

числа.

нию с парой скольжения, уменьшение колебаний ветвей цепного контура за счет понижения темпа износа цепи, понижение рабочих температур цепи за счет снижения коэффициента трения в ее шарнирах и повышение срока службы и надежности за счет перечисленных факторов.

Формула изобретения

0

Втулочно-роликовая цепь, содержащая наружные и внутренние пластинчатые звенья, шарнирно соединенные между собой закрепленными в отверстиях наружных звеньев валиками, расположенные на валиках втул- 5 ки, закрепленные в отверстиях внутренних звеньев со свободно установленными на втулках роликами, вкладыши, установленные между валиками и втулками, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности путем разгрузки зоны -к- j --„ - „„„„,.

сим-ьшх . шар™,, х увелисим-ьшх . шар™,, х увеличения износостойкости и КПД путем снижения коэффициента трения в парах валик - втулка, вкладыши выполнены в виде цилиндрических игл, размещенных

-- ч-„

между валиками и втулками по образующей,

между валиками и втулками по образующей,

i/ппиио тпп Г.ППРТРПЯРТРЯ ГООТНОШеа их количество определяется соотношением

|1( + 1)( + 1),

з ,

где di - диаметр валика;

сЬ - внутренний диаметр втулки;

п количество цилиндрических игл,

округленных до ближайшего целого

числа.

А-А(уЬеличено)

Фиг.З

«о