Последовательность расчета передачи зубчатой цепью

Для зубчатых цепей еще не разработана единая методика расчета, поэтому расчет передачи с зубчатыми цепями ведут с использованием данных завода-изготовителя или по ориентировочным зависимостям.

Особенность выбора зубчатых цепей заключается в том, что для одного шага р цепи существует пять или шесть стандартных ширин В цепи (см. табл. 6.3).

Шаг цепи р выбирают по табл. 6.4 в зависимости от максимально допустимой частоты вращения или угловой скорости меньшей звездочки.

Число зубьев Z₁ меньшей звездочки вычисляется по формуле

где u – передаточное число передачи.

При этом учитывают, что с увеличением числа зубьев Z₁ давление в шарнире, шаг и ширина цепи уменьшаются, а долговечность цепи соответственно увеличивается.

Требуемую ширину цепи вычисляют исходя из критерия износостойкости шарнира цепи по формуле:

, мм

где K_э = K_д - коэффициент эксплуатации для зубчатых цепей; Р₁ - мощность на ведущей звездочке, кВт; р - шаг цепи, мм; V - скорость цепи, м/с; K_V - скоростной коэффициент,

K_V = 1-1,1·V²·10^-3;

Последовательность расчета передачи зубчатой цепью

1. Определить число зубьев меньшей звездочки.

2. Определить число зубьев большой звездочки.

3. Определить шаг цепи.

4. Определить скорость цепи.

5. Определить ширину цепи В и подобрать стандартную цепь.

Примеры расчета цепных передач

Пример 1

Рассчитать цепную передачу в приводе ленточного транспортера. Мощность на ведущей звездочке P₁=4,1 кВт при угловой скорости ₁=24,8 рад/с. Передаточное число цепной передачи 5. Нагрузка постоянная, работа двухсменная. Смазывание цепей периодическое. Наклон линий центров звездочек к горизонту =38°. Натяжение цепей регулируется перемещением вала звездочки.

1. Выбор типа цепи.

Учитывая большую передаваемую мощность P₁при средней угловой скорости малой звездочки принимаем для передачи однорядную роликовую цепь.

2. Число зубьев малой звездочки

.

Принимаем .

3.Число зубьев большой звездочки

4. Шаг цепи

4.1. Вращающий момент на малой звездочке

Нм.

4.2. Удельное давление в шарнире согласно табл. 6.6 Н/мм³ для заданной w₁ = 24,8 рад/с об/мин.

4.3. Согласно условиям работы принимаем поправочные коэффициенты (табл. 6.5)

4.4. Коэффициент эксплуатации

4.5 Шаг цепи

мм

Принимаем цепь с шагом 25,4 мм, для которой d =7,95 мм, B=22,61мм, q=2,6 кг/м (см. табл. 6.1).

Для выбранной цепи по табл. 6.4 об/мин, следовательно условие выполняется, т. к.

об/мин.

Для принятого шага цепи p=25,4 мм по табл. 6.6 уточняем Н/мм².

5. Скорость цепи

м/с.

6. Окружная сила, передаваемая цепью

Н.

7. Расчетное давление в шарнирах цепи

.

Износостойкость цепи обеспечивается.

8. Длина цепи

8.1 Ориентировочное межосевое расстояние.

мм.

8.2 Длина цепи в шагах

Принимаем l_p =148 шагов.

9. Межосевое расстояние, соответствующее окончательно принятой длине цепи.

10. Предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви при K_f=3

11. Сила, действующая на валы звездочек

.

12. Число ударов

Долговечность цепи обеспечивается.

13. Прочность цепи

,

Н (см. табл. 6.1),

Н (см. п. 6),

(см. п. 4.3),

Н (см. п. 10),

Н,

(см. табл. 6.7),

.

Прочность цепи обеспечивается.

Пример 2

Выбрать приводную зубчатую цепь для цепной передачи станка. Мощность на меньшей звездочке P₁= 5,5 кВт при угловой скорости ₁ = 294 рад/с; передаточное число u = 3, нагрузка равномерная.

1. Число зубьев меньшей звездочки

.

Принимаем Z₁=31

2. Число зубьев большой звездочки

.

соблюдается.

3. Шаг цепи

По табл. 6.4 при w₁ = 294 рад/с принимаем шаг цепи p=12,7 мм.

4. Скорость цепи

м/с.

5. Ширина цепи

а) Согласно условию работы принимаем K_д=1; коэффициент эксплуатации зубчатой цепи K_э= K_д =1;

б) скоростной коэффициент, учитывающий снижение несущей способности цепи из-за центробежных сил

;

в) ширина цепи

мм.

По табл. 6.3 принимаем B=28,5 мм.

ЧАСТЬ 2

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

ПЕРВАЯ ГРУППА ЗАДАЧ

(сварные и резьбовые соединения)

Задача №1

Блок 1 для каната вращается на оси 2, которая приварена к фланцу 3. Фланец шпильками 4 крепится к стальной плите 5.

Требуется определить:

1) диаметр шпилек ;

2) напряжения в сварном шве.

Вариант
F,Кн									4,5	5,5
а,мм
b,мм
l,мм
dcв, мм
δ, мм
K,мм

Задача №2

Кронштейн состоит из опорной плиты 1, фундаментными болтами 2 крепящейся к бетонному фундаменту. Две стойки 3 приварены к опорной плите. На тягу 4 действует усилие Р.

Требуется определить:

1) диаметр фундаментных болтов – d;

2) напряжение в сварных швах и сравнить с допускаемым.

Коэффициент трения в стыке . Для бетона Н/мм².

Вариант
Pmax, Кн	7,0	7,5	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0	9,5	7,8	8,7
Pmin, Кн		3,0	3,5	7,5	4,0		2,0	3,0	4,0	4,5
Н, мм
δ, мм
l,мм
b,мм
а,мм
K,мм
В,мм
L,мм

Задача №3

Сварная опора крепится к основанию болтами, поставленными с зазором, двумя штифтами.

Требуется:

1) дать заключение о прочности болтов и сварного шва;

2) определить диаметр штифта d_шт.

Вариант
F,Кн	6,0	6,5	7,5	12,5	16,0	25,0	30,0	40,0		8,5
l1, мм
l2, мм
D, мм
D0, мм
D1, мм
D2, мм
K,мм
Число болтов, z
Диаметр болта	М20	М27	М24	М27	М27	М30	М30	М30	М24	М27

Задача №4

Подвеска блока соединена с плитой сварными швами, плита соединена с деревянной балкой болтами.

Требуется определить:

1) диаметр болтов;

2) рассчитать длину «а» сварных швов.

F – натяжение каната

α – уголобхвата блока

Коэффициент трения в стыке

Для дерева Н/мм².

Вари- ант
Fmax, Н
a0
Н, мм
l, мм
b,мм
δ, мм
L, мм
В,мм

Задача №5

Рассчитать болтовое соединение опорной плиты с железобетонной колонной, дать заключение о прочности сварных швов кронштейна.

Коэффициент трения в стыке

Для бетона Н/мм².

Вариант
Fmax, Н
Fmin, Н
a0
L,мм
δ, мм
K,мм
b,мм
h,мм
В,мм
Н, мм
а,мм

Задача №6

Шкив 1 ременной передачи посажен на сварной стакан 2. Фланец стакана крепится к корпусу 3 шестью винтами 4. Вращение со шкива на вал 5 передается через крышку 6, соединенную со шкивом шестью винтами 7 и посаженную на шлицы вала 5.

Требуется определить:

1) напряжения в сварном шве;

2) напряжения в винтах 4 и 7.

Примечание: до вытяжки нового ремня суммарное натяжение его ветвей составляет

Коэффициент трения в стыке

Вариант
F1, н
F2, н
L, мм
Dф, мм
Dк, мм
Dс, мм
Dш, мм
h,мм
K, мм
d (4)	М10	М10	М12	М12	М12	М12	М14	М14	М18	М24
d (7)	М12	М12	М14	М14	М14	М16	М18	М18	М18	М24

Задача №7

Проверить прочность сварного шва корпуса и рассчитать болтовое соединение его опорной плиты с бетонным фундаментом.

Коэффициент трения в стыке .

Допускаемое напряжение смятия для бетона Н/мм².

Вариант
F1, н
F2, н
Н, мм
S, мм
K,мм
l, мм
b,мм
l1,мм
b1,мм
L,мм
В,мм

Задача №8

Проверить прочность сварного шва кронштейна и рассчитать болтовое соединение его опорной плиты с железобетонной колонной.

Допускаемое напряжение смятия для бетона Н/мм².

Вариант
F, н
В, мм
b, мм
Н, мм
h, мм
h1, мм
h2, мм
K, мм
m, мм
S, мм

Задача №9

Дать заключение о пригодности намеченных конструктором болтов для крепления стойки к бетонному основанию и прочности сварных швов у основания стойки.

Коэффициент трения в стыке .

Допускаемое напряжение смятия для бетона Н/мм².

Вариант
F, н
			-30		-45			-30
l1, мм
l2, мм
l3, мм
l4, мм
l5, мм
S, мм
Болты	М14	М16	М18	М20	М22	М24	М24	М27	М22	М24
K, мм

Задача №10