Расчет цепной передачи. Выбираем приводную роликовую однорядную цепь по ГОСТ 13568 - 75, так как она наиболее приемлема для применения в приводах общего назначения

Выбираем приводную роликовую однорядную цепь по ГОСТ 13568 - 75, так как она наиболее приемлема для применения в приводах общего назначения, где необходимо понизить частоту враще­ния приводного вала.

 

Определяем число зубьев ведущей и ведомой звездочек и фактическое передаточного число

Число зубьев ведущей звездочки:

 

, (52)

 

где U_ц – передаточное число цепной передачи, U_ц = 3,23, (ПЗ, п.1).

 

 

Z ₃=31-2·3,23=24,54.

 

Принимаем Z ₃ =25

 

Число зубьев ведомой звездочки:

 

Z ₄=Z₃·U_ц , (53)

 

Z₄=25·3,23=80,75.

Принимаем Z₄=81

Фактическое передаточное число:

 

U_цф = .

U_цф= =3,24

Определяем процентное расхождение

 

∆U = ·100%, (54)

∆U= =0,31 %, допускается до 3%.

 

Определяем расчетные коэффициенты нагрузки

 

 

, (55)

где К_Д -динамический коэффициент при спокойной нагрузке (передача к ленточному конвейеру, К_д=1, [1,с.149];

К_α- коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния, при α=(30÷50)·t, К_α=1, [1,с.150];

К_н- коэффициент, учитывающий влияние наклона цепи, при α =0° К_Н=1;

К_р- коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи, при периодическом К_р=1,25;

К_см- коэффициент, учитывающий способ смазки цепи, при периодической ручной К_см=1;

К_п- коэффициент, учитывающий периодичность работы передачи, при работе в одну смену К_п=1,[1, с.150].

 

К_э=1·1·1,25·1·1=1,25.

 

Определяем шаг цепи

Для определения шага цепи необходимо знать допускаемое дав­ление [Р] в шарнирах цепи. Так как в таблице допускаемое давление [P] задано в зависимости от шага t и частоты вращения ведущей звездочка [Р] задаем ориентировочно.

Ведущая звездочка имеет частоту вращения n₂=307 об/мин.,(ПЗ, п.1).

Принимаем [Р]=22 МПа.

 

, (56)

 

где М₂- вращающий момент на валу ведущей звездочки, М₂=156,2 Н·м;

К_э– коэффициент, учитывающий условия эксплуатации и монтажа

цепной передачи, К_э=1,25;

Z₃=25 – число зубьев ведущей звездочки;

m - число рядов цепи, m=1.

 

t =2, 8· =16, 54 мм.

 

Подбираем цепь ПР-19,05-31,8 по ГОСТ 13568-75, имеющую шаг t=19,05 мм;

разрушающую нагрузку Q=31,8 кН; масса одного метра цепи q=1,9 кг/м;

проекция опорной поверхности шарнира А_оп=105,8 мм², [1,с.147]

Определяем окружную скорость цепи

 

, (57)

 

 

 

 

где Z₃– число зубьев ведущей звездочки, Z₃=25;

t– шаг цепи, t=19,05 мм;

n₃– частота вращения ведущей звездочки, n₃=307 об/мин.

 

 

υ= =2,44 м/с.

 

Определяем окружную силу, передаваемую цепью

 

, (58)

 

где М₂-вращающий момент на валу звездочки, М₂=156,2 Н·м;

ω₂ – угловая скорость вала ведущей звездочки, ω₂=32,12 1/с;

υ – окружная скорость цепи, υ=2,44 м/с.

 

 

F_тц = =2054 Н.

 

Определяем силы давления в шарнирах и проверяем цепь на износостойкость

 

, (59)

 

где F_ТЦ – окружная сила, F_ТЦ=2054 Н;

К_э – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации и монтажа

цепной передачи, К_э=1,25;

А_ОП – проекция опорной поверхности шарнира, А_ОП=106 мм².

 

P= =24МПа

Уточняем допускаемое давление:

 

[P]=22·[1+0,01(Z₃-17)], [1,с.150]

[P]=22·[1+0,01(25-17)] 24 МПа;

 

Условие Р< [Р] выполнено.

Определяем число звеньев цепи

 

, (60)

 

 

где =[30÷50]·t – межосевое расстояние;

t – шаг цепи, t=19,05 мм.

Принимаем =50·t мм, тогда

 

(61)

 

Определяем суммарное число зубьев звездочек:

 

, (62)

 

где Z₃– число зубьев ведущей звездочки,Z₃=25;

Z₄ – число зубьев ведомой звездочки, Z₄=81;

 

 

Z_Σ=25+81=106

 

. (63)

∆= =8,92

 

Определяем число звеньев в цепи:

 

, (64) L_t=2·50+0,5·106+ =154,59.

 

Округляем до четного числа L_t=154.

 

Уточняем межосевое расстояние

 

, (65)

 

где t– шаг цепи, t=19,05 мм;

L_t – число звеньев цепи, L_t=154;

Z_Σ– суммарное число зубьев звездочек, Z_Σ=106;

Δ=8,92.

 

 

 

а_ц=0,25·19,05[154-0,5·106 + ]=946 мм.

 

Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, т.е. на 946·0,004 4мм.

 

Определяем размеры звездочек

Определяем диаметр делительной окружности:

 

, (66)

 

где t– шаг цепи, t=19,05 мм;

Z₃ –число зубьев ведущей звездочки, Z₃=25.

 

d_дз= =152 мм.

d_д4= =491 мм.

 

Определяем силы, действующие на цепь

Окружная сила F_ТЦ – определена выше, F_ТЦ=2054 Н.

Определяем центробежную силу:

 

, (67)

 

где q– масса одного метра цепи, q=1,9 кг/м;

υ– окружная скорость цепи, υ=2,44 м/с.

 

F_v=1, 9· 2,44²=11Н.

Определяем силу от провисания цепи:

 

, (68)

 

где К_f – коэффициент, учитывающий расположение цепи, при горизонтально расположенной цепи, К_f=1,5 [1, с. 151];

=946 мм – межосевое расстояние, =946 мм.

 

F_f= 9,81·1,5·0,949=26Н.

 

 

Определяем расчетную нагрузку на валы:

 

, (69)

 

F в =2054+2·26 2100Н.

 

Определяем коэффициент запаса прочности цепи

 

, (70)

 

где Q – разрушающая нагрузка,Q=31,8 кН;

F_ТЦ – окружная сила, F_ТЦ=2054 кН;

К_Д- динамический коэффициент, К_Д=1;

F_v – центробежная сила,F_v=11 H;

F_f– сила от провисания цепи, F_f=26 H.

 

S= =15,2.

 

[S] – нормативный коэффициент запаса, [S] 8,9, [1,с.151, табл.7.19],

условие S>[S] выполнено.

 

Определяем конструктивные размеры ведущей звездочки

 

Диаметр ступицы звездочки:

 

, (71)

 

где d_в2– диаметр выходного конца ведомого вала, d_в2=38 мм, (ПЗ, п.3).

 

d _ст =1,6·38=60 мм.

 

Длина ступицы звездочки:

 

(72)

 

l_CТ= (1,2÷1,6) · 38=45÷60мм

Принимаем l_CТ=55 мм

Толщина диска звездочки:

 

 

 

С=0,93·В_ВН, (73)

 

где В_ВН=12,7 мм – расстояние между пластинками внутреннего звена, В_ВН=12,7 мм, [1, ст.147, табл. 7.15].

С=0,93·12,7=12 мм

 

Таблица 5

Наименование параметра и единицы измерения

Обозначение па­раметров и чи­словое значение

Число зубьев звездочек: ведущей ведомой Фактическое передаточное число Расчетный коэффициент нагрузки Шаг цепи, мм Разрушающая нагрузка, кН Масса одного метра цепи, кг/м Проекция опорной поверхности шарнира, мм2 Окружная скорость цепи, м/с Окружная сила, Н Сила давления в шарнирах, МПа Допускаемое давление в шарнирах цепи, МПа Суммарное число зубьев звездочек Δ Число звеньев цепи Межосевое расстояние, мм Диаметр делительной окружности ведущей звез­дочки, мм Сила от провисания цепи, Н Расчетная нагрузка на валы, Н Коэффициент запаса прочности Центробежная сила, Н Диаметр ступицы звездочки, мм Длина ступицы звездочки, мм Толщина диска звездочки, мм

Z3=25 Z4=81 UЦ=3,24 Кэ=1,25 t=19,05 Q=31,8 q=1,9 АОП=106 υ=2,44 FТЦ=2054 Р=24 [P]=24 ZΣ=106 Δ=8,92 Lt=154 aЦ=946 dд3=152 Ff=26 Fв=2100 S=15,2 FV=11 dCТ=60 lСТ=55

 

 

[1,с240 243, 298].

 

Методические указания

 

При выборе коэффициента нагрузки необходимо учитывать, что цепная передача открытая, расположена горизонтально, нагрузка спокойная, работа односменная, (ПЗ, задание).

При определении числа звеньев цепи принять четное число, для удобства соединения звеньев.