Расчет цепной передачи

1. Определим шаг цепи р, мм:

Расчет цепной передачи - student2.ru ,

где Т1 – вращающий момент на ведущей звездочке, в нашем случае Т1 = Т3= 448 Нм; Кэ – коэффициент эксплуатации, представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передачи:

Кэ = Kд · Kс ∙ Kθ ∙ KРЕГ ∙Kр (см. табл.12), тогда

Кэ = 1 ∙ 1,5 ∙ 1 ∙ 1,25 ∙ 1,25 = 2,34.

Z1 – число зубьев ведущей звездочки:

Z1 = 29 – 2 · u,

где u = 2,2 (см. раздел 1 «Кинематический расчет привода»), тогда:

Z1 = 29 – 2 ∙ 2,2 = 24,6.

Принимаем Z1 = 25.

Полученное значение Z1 округлить до целого нечетного числа, что в сочетании с нечетным числом зубьев ведомой звездочки Z2 и четным числом звеньев цепи Lр обеспечит более равномерное изнашивание зубьев.

ν – число рядов цепи.

Выбираем однорядную цепь, тогда ν = 1.

ц] – допускаемое давление в шарнирах цепи, Н/нм2 (см. табл. 11), при

ω3 = 11,5 c-1, Расчет цепной передачи - student2.ru = 109,8 мин-1, [рц]=35 МПа.

Определим шаг:

Расчет цепной передачи - student2.ru = 29,7 мм.

по табл. 12, принимаем p = 38,1мм.

Выбираем цепь приводную роликовую нормальной серии однорядную типа ПР – 38,1 – 12700 (ГОСТ 13568-75).

2. Определим число зубьев ведомой звездочки:

Z2 = Z1×u

Z2 = Z1∙u = 25 ∙ 2,2 = 55.

Полученное значение Z2 округляем до целого нечетного числа Z2 = 55.

Для предотвращения соскакивания цепи максимальное число зубьев ведомой звездочки ограничено: Z2 ≤ 120.

3. Определим фактическое передаточное число Uф и проверим его отклонение и от заданного U:

Расчет цепной передачи - student2.ru

Расчет цепной передачи - student2.ru .

4. Определим оптимальное межосевое расстояние, мм.

Из условия долговечности цепи

а = (30…50)p,

где p – стандартный шаг цепи. Получаем тогда:

ар = а / p = 30…50 – межосевое расстояние в шагах.

5. Определим число звеньев цепи Lр, шт:

Расчет цепной передачи - student2.ru .

Получаем:

Расчет цепной передачи - student2.ru = 120,5.

Принимаем Lр = 120.

6. Уточним межосевое расстояние в шагах:

Расчет цепной передачи - student2.ru .

Получим численное значение ар:

Расчет цепной передачи - student2.ru =39,71.

Тогда фактическое межосевое расстояние:

а = ар · p = 39,71 · 38,1 = 1512,95 мм.

Монтажное межосевое расстояние:

ам = 0,995 · а = 0,995 · 1512,95 = 1505,38 мм.

7. Определим длину цепи, L, мм:

L= Lр Расчет цепной передачи - student2.ru р

L= Lр Расчет цепной передачи - student2.ru р = 120 Расчет цепной передачи - student2.ru 38,1 = 4572 мм

8. Определим диаметр звездочек, мм:

Диаметр делительной окружности:

Ведущей звездочки:

Расчет цепной передачи - student2.ru .

Ведомой звездочки:

Расчет цепной передачи - student2.ru .

Получаем, что:

Расчет цепной передачи - student2.ru = 304,0 мм,

Расчет цепной передачи - student2.ru = 667,4 мм.

Диаметр окружности выступов:

ведущей звездочки:

Расчет цепной передачи - student2.ru

ведомой звездочки

Расчет цепной передачи - student2.ru ,

где К=0,7 – коэффициент высоты зуба; Кz – коэффициент числа зубьев;

КZ1 = сtg (180 Расчет цепной передачи - student2.ru /Z1) = сtg (180°/25) = 7,92 – ведущей звездочки;

Кz2 = ctg (180º/Z2) = ctg (180º/55) = 17,42 – ведомой звездочки;

λ= p / d1 = 38,1 / 11,1 = 3,43 – геометрическая характеристика зацепления; в этом случае d1 – диаметр ролика шарнира цепи (см. табл. 12), d1 = 11,1 мм

Подставив получаем:

Dе1 = p × (К+Кz1Расчет цепной передачи - student2.ru ) = 38,1× (0,7+7,9 – Расчет цепной передачи - student2.ru ) = 324,8 мм

Dе2 = p × (К+Кz2Расчет цепной передачи - student2.ru ) = 38,1× (0,7+17,4 – Расчет цепной передачи - student2.ru ) = 689,5 мм.

Диаметр окружности впадин:

ведущей звездочки:

Di1 = d∂1 – (d1 – 0,175 × Расчет цепной передачи - student2.ru )

ведомой звездочки:

Di2 = d∂2 – (d1 – 0,175× Расчет цепной передачи - student2.ru ).

Подставив известные величины определим:

Di1 = 304 – (11,1 – 0,175 × Расчет цепной передачи - student2.ru ) = 295,9 мм

Di2 = 667,4 – (11,1 – 0,175 × Расчет цепной передачи - student2.ru ) = 660,8 мм.

9. Проверим частоту вращения меньшей звездочки n1, об/мин

n1 ≤ [n]1,

где n1 – частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин (на этом валу расположена меньшая звездочка).

n1 = n3 = Расчет цепной передачи - student2.ru = Расчет цепной передачи - student2.ru = 109,8 мин-1;

[n] Расчет цепной передачи - student2.ru = 15 × 103 / р – допускаемая частота вращения.

[n] Расчет цепной передачи - student2.ru = 15 × 103 / 38,1 = 393,7 мин-1.

Получаем, что условие выполняется:

n1 ≤ [n]1,

109,8 < 393,7.

10. Проверим число ударов цепи о зубья звездочек U, с-1

U ≤ [U],

где U = 4 × z1 × n1 / (60 × Lp) – расчетное число ударов цепи.

U = 4 × z1× n1 / (60 × Lp)= 4 × 25 × 109,8 / (60 × 120) » 1,53.

[U] = 508/ р – допускаемое число ударов,

[U] = 508 / 38,1 = 13,33.

Проведем проверку условия:

1,53 ≤ 13,33.

12. Определим фактическую скорость цепи.

V = z1 × p × n1 / (60×103),

где z1; p; n1= n3; определяли ранее.

V = z1 × p × n1 / (60×103) = 25 × 38,1× 109,8 / (60×103) = 1,74 м/с.

13. Определяем окружную силу, передаваемую цепью Ft, H:

Ft = Р1 × 103 / V,

где Р1 – мощность на ведущей звездочке (на тихоходном валу редуктора), кВт:

Р1 = Р3 = Т3 × ω3 = 448 × 11,5 = 5,15 кВт.

Определяем окружную силу:

Ft = Р3 × Расчет цепной передачи - student2.ru / V = 5,15 × 103 / 1,74 = 2954,5 Н.

14. Проверим давление в шарнирах цепи Рц, МПа:

Рц = Ft × Кэ / А ≤ [Рц],

где А – площадь проекции опорной поверхности шарнира, мм2;

А= d1× b3,

где d1 и b3 – соответственно диаметр валика длина и шарнира внутреннего звена цепи, мм (см. табл. 12).

А= d1× b3 = 11,1 × 25,4 = 281,94 мм2.

ц] = 35 МПа – допускаемое давление в шарнирах цепи.

Определим давление в шарнирах цепи:

Рц = Ft × Кэ / А = 2954,5 × 2,34 / 281,94 = 24,56 МПа.

Расчетное давление в шарнире цепи меньше допустимого [Рц] = 35 МПа. Следовательно, износостойкость цепи при заданных нагрузках обеспечена.

15. Проверим прочность цепи S.

Прочность цепи удовлетворяется соотношением:

S ≥ [S],

где [S] – допускаемый коэффициент запаса прочности для роликовых цепей (см. табл. 13) [S] = 8.

S – расчетный коэффициент запаса прочности;

Расчет цепной передачи - student2.ru ,

где Fp – разрушающая нагрузка цепи, Н (зависит от шага цепи р и выбирается по табл. 12); Ft = 2954,5 Н – окружающая сила, передаваемая цепью; Kд - коэффициент, учитывающий характер нагрузки, равен 1;

Fo – предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви (от ее силы тяжести), Н;

Fo = Kf × q × a × g,

где Kf – коэффициент провисания; Kf = 6 — для горизонтальных передач; Kf = 3 – для передач, наклонных к горизонту до 40°; Kf = 1 – для вертикальных передач; q – масса 1 метра цепи, кг/м, q = 5,5 кг/м;

а = 1512,95 мм = 1,51 м – межосевое расстояние; g = 9,81 м/c Расчет цепной передачи - student2.ru – ускорение свободного падения.

Получаем, что:

Fo = Kf × q × a × g = 1× 5,5×1,51× 9,81 = 81,47 H.

Fv – натяжение цепи от центробежных сил, Н;

Fv = q×V2,

где V, м/с – фактическая скорость цепи.

Fv = q×V Расчет цепной передачи - student2.ru = 5,5 × 1,742 = 16,65 Н;

Определим коэффициент запаса:

Расчет цепной передачи - student2.ru = Расчет цепной передачи - student2.ru = 41,6.

41,6 > 8 , условие прочности выполняется, так как полученное значение коэффициента запаса прочности больше допускаемого коэффициента запаса прочности.

16. Определим силу давления цепи на вал:

Fоп = Kв × Ft + 2 × Fo,

где Kв – коэффициент нагрузки вала (см. табл. 10).

Fоп = Kв×Ft + 2×Fo= 1,15 × 2954,5 + 2 × 81,47 = 3560,5 Н.

Наши рекомендации