2. Проверочный расчёт по контактным напряжениям

Расчётное значение контактного напряжения:

_H=[]_H

где Z_= 8400 - для косозубой передачи. Тогда:

_H= = 317,826 МПа[]_H= 335,853 МПа.

Силы в зацеплении:

окружная:

F_t= = = 795,789 H;

радиальная:

F_r= = = 292,569 H;

осевая:

F_a= F_t^xtg() = 795,789^xtg(8,11 ^o) = 113,399 H.

3. Проверка зубьев передачи на изгиб

Расчётное напряжение изгиба:

в зубьях колеса:

_F2=[]_F2

в зубьях шестерни:

_F1=[]_F1

Значения коэффициента Y_FS, учитывающего форму зуба и концентрацию напряжений, определяется в зависимости от приведённого числа зубьев z_vи коэффициента смещения. Приведённые числа зубьев:

z_v1= = = 41,225

z_v2= = = 162,837

По табл. 2.10[2]:

Y_FS1= 3,695

Y_FS2= 3,59

Значение коэффициента Y_, учитывающего угол наклона зуба, вычисляют по формуле:

Y_= 1 - = 1 - = 0,919

Для косозубой передачи значение коэффициента, учитывающего перекрытие зубьев Ye = 0,65.

Тогда:

_F2= = 74,875 МПа[]_F2= 169,412 МПа.

_F1= = 77,065 МПа[]_F1= 190,588 МПа.

Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Элемент передачи	Марка стали	Термообработка	HB1ср	в	[]H	[]F
			HB2ср	H/мм2
Шестерня	45Л	нормализация	180	540	351,818	190,588
Колесо	45Л	нормализация	160	520	319,091	169,412

Параметры зубчатой цилиндрической передачи, мм

Проектный расчёт
Параметр		Значение		Параметр			Значение
Межосевое расстояние aw		100		Угол наклона зубьев , град			8,11
Модуль зацепления m		1		Диаметр делительной окружности:
Ширина зубчатого венца:				шестерни d1 колеса d2			40,404 159,596
шестерни b1 колеса b2		45 40
Числа зубьев:				Диаметр окружности вершин:
шестерни z1 колеса z2		40 158		шестерни da1 колеса da2			42,404 161,196
Вид зубьев		косозубая передача		Диаметр окружности впадин:
				шестерни df1 колеса df2			37,904 157,096
Проверочный расчёт
Параметр			Допускаемые значения		Расчётные значения	Примечание
Контактные напряжения H,H/мм2			335,853		317,826	-
Напряжения изгиба, H/мм2	F1		190,588		77,065	-
	F2		169,412		74,875	-

4. Расчёт 2-й цепной передачи

Выбираем приводную роликовую однорядную цепь (cм. гл. VII[1], табл. 7.15).

Передаточное число:

U = 3,1 .

Число зубьев ведущей звездочки (см. с.148[1]):

z₁= 31 - 2^xU= = 31 - 2^x3,1 = 24,8

Принимаем z₁= 25.

Число зубьев ведомой звездочки:

z₂=z₁^xU= = 25^x3,1 = 77,5

Принимаем z₂= 77 .

Тогда фактическое передаточное число:

U_ф= = 3,08 .

Отклонение:

0,645%, что допустимо (отклонение не должно превышать 3%).

Расчетный коэффициент нагрузки (см. гл. VII[1], формулу 7.38[1] и пояснения к ней):

К_э=k_д^xk_а^xk_н^xk_р^xk_см^xk_п

где:

k_д= 1 - динамический коэффициент при спокойной нагрузке;

k_a= 1 - коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния, при a_=(25...50)^xt;

k_н- коэффициент, учитывающий влияние угла наклона линии центров к горизонту, при наклоне до 60 ^ok_н= 1;

k_р= 1,25 - коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи, в нашем случае при периодическом регулировании;

K_см= 1,4 - коэффициент, учитывающий способ смазки,

К_п= 1 - коэффициент, учитывающий периодичность работы передачи, в нашем случае - 2 смены.

Тогда:

K_э= 1^x1^x1^x1,25^x1,4^x1 = 1,75.

T_{ведущей зв.}= 62072803000 Н^xмм.

Для определения шага цепи по формуле 7.38 гл.VII[1] надо знать допускаемое давление [p] в шарнирах цепи. В таблице 7.18[1] допускаемое давление [p] задано в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки и шагаt. Поэтому для расчета по формуле 7.38[1] величиной [p] следует задаваться ориентировочно. Ведущая звездочка имеет частоту вращенияn₁=231,246 об/мин. Среднее значение допускаемого давления примем [p]=24,063 МПа.

Тогда шаг цепи:

t2,8^x= 2,8^x= 15,826 мм.

Подбираем по табл. 7.15[1] цепь ПР-19,05-31,8 по ГОСТ 13568-97, имеющую t=19,05 мм; разрушающую нагрузкуQ=31,8 кН; массуq=1,9 кг/м; Аоп=105,8 мм ².

Скорость цепи:

V= 1836^x10 ^-3м/с.

Окружная сила:

F_tц= 818,712H.

Давление в шарнире проверяем по формуле 7.39[1]:

p= 13,542 МПа.

Уточняем по табл 7.18[1] допускаемое давление:

[p] = [p']^x[1 + 0,01^x(z₁- 17)] = 24,063^x[1 + 0,01^x(25 - 17)] = 25,988 МПа.

В этой формуле [p']=24,063 МПа - табличное значение допускаемого давления по табл. 7.18[1] приn₁=231,246 об/мин иt=19,05 мм. Условиеp< [p] выполнено.

Определяем число звеньев цепи по формуле 7.36[1]:

L_t = 2 ^x a_t + 0,5 ^x z_ + , где

a_t =

z_ = z₁ + z₂ = 25 + 77 = 102;

 = 8,276.

Тогда:

L_t = 2 ^x 40 + 0,5 ^x 102 + 132,712.

Округляем до четного числа: L_t= 133.

Уточняем межосевое расстояние цепной передачи по формуле 7.37[1]:

a_= 0,25^xt^x(L_t- 0,5^xz_+ ) =

0,25 ^x19,05^x(133 - 0,5^x102 + ) = 764,8 мм

Принимаем: a_= 765 мм.

Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, то есть примерно на 765 ^x0,004 = 3 мм.

Определяем диаметры делительных окружностей звездочек (см. формулу 7.34[1]):

d_д1= 151,995 мм;

d_д2= 467,042 мм;

Определяем диаметры наружных окружностей звездочек (см. формулу 7.35[1]):

D_e1 = t ^{x x} d₁ =

19,05 ^{x x} 11,91 = 160,439 мм;

D_e2 = t ^{x x} d₁ =

19,05 ^{x x} 11,91 = 476,297 мм;

где d₁= 11,91 мм - диаметр ролика цепи.

Силы действующие на цепь:

окружная:

F_tц= 818,712 Н - определена выше;

от центробежных сил:

F_v=q^xV ²= 1,9^x1,836 ²= 6,405H;

где масса одного метра цепи q=1,9 кг/м по табл. 7.15[1];

от провисания:

F_f= 9.81^xk_f^xq^xa_= 9.81^x1,5^x1,9^x0,765 = 21,388H;

где kf=1,5 - коэффициент влияния наклона оси центров цепи (см.c. 151[1]).

Расчетная нагрузка на валы:

F_в=F_tц+ 2^xF_f= 818,712 + 2^x21,388 = 861,488H.

Проверяем коэффициент запаса прочности цепи по формуле 7.40[1]:

s= 37,566.

Это больше, чем нормативный коэффициент запаса [s]=7,987 (см. табл. 7.19[1]); следовательно, условие прочностиs>[s] выполнено.

Толщина диска звёздочки:

0.93 ^xВ_вн= 0.93^x12,7 = 11,811 = 12 мм, где Ввн - расстояние между пластинками внутреннего звена (см. табл.7.15[1]).

Параметры цепной передачи, мм

Проектный расчёт
Параметр	Значение		Параметр		Значение
Тип цепи	ПР-19,05-31,8		Диаметр делительной окружности звёздочек:
Шаг цепи t	19,05		ведущей dд1 ведомой dд2		151,995 467,042
Межосевое расстояние aw	765
			Диаметр окружности выступов звёздочек:
Длина цепи l	2533,65
			ведущей de1 ведомой de2		160,439 476,297
Число звеньев lp	133
Числа зубьев:			Диаметр окружности впадин звёздочек:
шестерни z1 колеса z2	25 77
			ведущей di1 ведомой di2		154,153 470,824
Сила давления на вал Fв, Н	861,488
Проверочный расчёт
Параметр		Допускаемые значения		Расчётные значения	Примечание
Частота вращения ведущей звёздочки n1, об/мин		900		231,246
Коэффициент запаса прочности S		7,987		37,566
Давление в шарнирах цепи pц,H/мм2		25,988		13,542