3.2 Расчёт передачи роликовой цепи

Мощность передачи

Р_ц=P_ро/η_цеп, (3.1)

Где η_цеп – КПД цепной передачи;

P_po – мощность рабочего органа, Вт.

Р_ц=3600/0.93=3870.97 Вт.

Угловая скорость ведущей звёздочки

.

Передаточное отношение передачи

U=U_цеп=2.

Коэффициент нагрузки учитывающий, условие монтажа и эксплуатации

К_э=К_а∙К_нак∙К_нат∙К_см∙К_реж∙К_д, (3.2)

где К_а – коэффициент, учитывающий межосевое расстояние, К_а=1;

К_нак – коэффициент, учитывающий наклон линии центров звёздочек к горизонту, К_нак=1;

К_нат - коэффициент, учитывающий натяжение цепи, К_нат=1,1;

К_см - коэффициент, учитывающий смазку цепной передачи, К_см=1,3;

К_реж – коэффициент, учитывающий режим работы, К_реж=1;

К_д – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, К_д=1.

К_э=1∙1∙1,1∙1,3∙1∙1=1,43.

Момент ведущей звездочки по мощности передачи

T₃= Р_ц /ω₃,

T₃=3870,97/5,34=724,9 Н∙м.

Частота вращения ведущей звёздочки

n₃=ω₃∙60/2π, (3.3)

n₃=5,34∙60/2∙3,14=51,019 .

Число зубьев ведущей звёздочки

Z₃=25.

Число зубьев ведомой звёздочки

Z₄= Z₃∙U_цеп, (3.4)

Z₄=25∙2=50.

Ближайшее к частоте вращения ведущей звёздочки табличное значение частоты вращения

n₀₁=50 мин^-1.

Расчётная мощность, передаваемая цепной передачей

Р_Р= , (3.5)

где Р_ц – мощность, передаваемая цепной передачей, Вт;

К_э – коэффициент, учитывающий режим эксплуатации;

Z₀₁ – число зубьев (табличные данные), Z₀₁=25;

Р_Р= =5424,92Вт=5,42кВт.

По табличным данным выбираем марку цепи при [Р_Р]=5,83кВт.

Марка ПР-31,75-88500 табличные данные:t=31,75 мм; Д=9,55 мм; b=27,46 мм; g_m=3,8 кг/м. Цепь однорядная, роликовая

Рисунок 3.1 Схема цепи

1. Внутренняя пластина; 2. Внешняя пластина; 3. Валик;

4. Втулка; 5. Ролик.

Диаметр делительной окружности звёздочек

Д_i=t/sin(180⁰/Z_i), (3.6)

где t – шаг цепи, мм;

Z_i – число зубьев звёздочки.

Д₃=31,75/sin(180⁰/25)=253,39 мм;

Д₄=31,75/sin(180⁰/50)=512 мм.

Скорость цепи

V=ω₃∙Д₃/2, (3.7)

где ω₃ – угловая скорость выходного вала редуктора, с^-1;

Д₃ – делительный диаметр окружности ведущей звезды, м.

V=5,34∙0,253/2=0.67 м/с.

Сила тяги

F_t=2∙Т₃/Д₃; (3.8)

F_t=2∙724.9/0.253=5730.4 Н.

Давление в шарнире цепи

g=F_t∙К_э/(b∙d)≤ [g], (3.9)

где F₁ – сила тяги, кН;

К_э – коэффициент учитывающий эксплуатационные характеристики;

b – длина втулки, мм;

d – диаметр оси, мм;

g=5730.4∙1,43/(9,55∙27.46)=31,24 МПа.

31,24 ≤ 35.

Предварительное межосевое расстояние

а=(30…50)t; (3.10)

а=40∙31,75=1270мм.

Число звеньев

i=2а/t+(z₃+z₄)/2+(Z₄-Z₃/2π)^2·t/а, (3.11)

где t – шаг цепи, мм;

а – предварительное межосевое расстояние, мм;

z₃ – число зубьев ведущей звёздочки;

z₄ – число зубьев ведомой звёздочки.

i=2·1270/31,75+(25+51)/2+((51-25)/2·3,14)²·31.75/1270=120,66=120.

Уточним межосевое расстояние

а=0,25t·[i-(Z₃+Z₄)/2+ ], (3.12)

где t – шаг, мм;

i – число звеньев.

а=0,25·31,75·[120-(25+50)/2+ ]=1302.21 мм.

Длина цепи

L=t·i, (3.13)

где t – шаг цепи, мм;

L=31,75·120=3810 мм.

Натяжение цепи

F_f=9,81·K_f ·g_т·а, (3.14)

где К_f – коэффициент, учитывающий наклон линии к горизонту, К_f=1,5;

g_т – масса 1 метра звена, g_т=3,8 кг;

а – уточнённое межосевое расстояние, м.

F_f=9,81·1,5·3,8·1,302=72.80 Н.

Натяжение цепи от центробежной силы

F_V=g_m·V², (3.15)

где g_m – масса 1 метра цепи, кг;

V – скорость цепи, м/с.

F_V=3,8·0,67²=1.705 Н.

Коэффициент запаса прочности данной цепи

n=(F_раз/(F_t·K_d+F_f+F_V))≥[n], (3.16)

где F_раз – расчётная сила, Н;

F_t – сила тяги, Н;

K_d – коэффициент учитывающий динамическую нагрузку;

F_f – сила натяжения цепи, Н;

F_V – сила натяжения цепи от центробежной силы, Н.

n=(88500/(5730,4·1+72,80+1,705)=15,24.

n≥[n],

15,24≥8,9.

Условие выполняется.

Нагрузка на валы

F_r=(1,05…1,15)F_t, (3.17)

где F_t – сила тяги, Н.

F_r=1,1·5730.4=6303.44 Н.