8. Силы в цепной передаче и требования монтажа.
Окружная
сила:
По табл. 1П.ЗЗ приложения 1П коэффициент провисания цепи при горизонтальном ее расположении kf=6.
По табл. 1П. 31 приложения 1П масса 1 м цепи ПР с шагом рц = 25,4 мм составляет 2,6 кг, т.е. погонная масса q=2,6 кг/м.
Натяжение цепи от силы тяжести провисающей ведомой ветви
,
где а
=
1,32 м; g=
9,81м/с2
- ускорение свободного падения.
Натяжение цепи от центробежных сил
Разрушающая нагрузка цепи ПР с шагом рч = 25,4 мм по табл. 1П.31 FP =
57,6 кН= 57600 Н. Уточним расчетный коэффициент запаса прочности цепи
где
=1,3
-коэффициент
динамической нагрузки (см. п.4).
Допускаемый коэффициент запаса прочности цени но табл. 1П.34 приложения 1П линейным интерполированием [S] = 8,3.
Цепь ПР – 25,4 - 57600 подходит, так как S=12,5>[S] = 8,3.
Нагрузка на валы цепной передачи:
где км= 1,15 - при горизонтальной передаче и угле наклона передачи < 40°; км = 1,05 - при угле наклона передачи более 40° и при вертикальной передаче. Сила Fц направлена по линии, соединяющей центры звездочек.
При монтаже цепной передачи предельное отклонение AS (мм) звездочек от од ной плоскости и предельные углы их смещения S, перекоса валов у и их скрещивания (град) (рис. 3.2) определяют по формуле:
;
;
;
.
Рисунок 2.
3.Расчет и конструирование валов
3.1 Проектный расчет вала
Быстроходный вал-шестерня
Марка стали - 45 твердость 200 НВ.
Определяем диаметры участков валов:
Быстроходный вал:
,
мм,
принимаем d=24
мм.
мм,
принимаем dп=30
мм.
мм,
принимаем dбп=38
мм.
Промежуточный вал
Марка стали – 40Х твердость 240 НВ.
мм,
принимаем d=38
мм.
мм,
принимаем dп=40
мм.
мм,
принимаем dбк=44
мм.
Тихоходный вал
Марка стали – 40Х твердость 240 НВ.
мм,
принимаем d=38
мм.
мм,
принимаем dп=45
мм.
мм,
принимаем dбп=52
мм.
После компоновки редуктора на миллиметровке измеряем длины участков валов:
Быстроходный вал-шестерня: l1=75 мм , l2=46 мм, l3=46 мм.
Промежуточный вал: l1=47 мм ,l2=111 мм , l3=47 мм.
Тихоходный вал: l1=46 мм ,l2=48 мм , l3=63 мм.
Нагрузка
от муфты на быстроходный вал:
Н.
Определяем реакции в опорах в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Быстроходный вал-шестерня:
а)
XOZ:
Н;
Н;
Проверка:
Н.
б) YOZ:
Н;
Н;
Проверка:
Быстроходный вал-шестерня.
Изгибающий момент:
а) XOZ:
сечение C: 0
сечение
A:
Н м;
сечение B: 0;
сечение
D:
Н м;
б) YOZ:
сечение C: 0;
сечение A: 0;
сечение B:0;
сечение
D:
Н м;
Крутящий момент Т=45 Н м.
Рисунок 2 Эпюра изгибающих моментов
Быстроходный вал-шестерня.
Наиболее нагруженное сечение D.
Суммарный изгибающий момент:
Н
м.
Эквивалентный момент:
Н
м.
Диаметр вала:
мм.
Ранее
принятое значение dп=30
мм. Это больше, чем требуется по расчету.
Прочность по напряжениям изгиба
обеспечена.
Промежуточный вал:
а) XOZ:
Н;
Н;
Проверка:
Н.
б) YOZ:
Н;
Н
Проверка:
Н.
Промежуточный вал.
Изгибающий момент:
а) XOZ:
сечение A: 0;
сечение
C:
Н м;
сечение
D:
Н м;
сечение B: 0;
б) YOZ:
сечение A: 0;
сечение
C:
Н м;
сечение
D:
Н м;
сечение
B:
0;
Крутящий момент Т=130 Н м.
Рисунок 3 Эпюра изгибающих моментов
Промежуточный вал.
Наиболее нагруженное сечение С.
Суммарный изгибающий момент:
Н
м.
Эквивалентный момент:
Н
м.
Диаметр вала:
мм.
Ранее
принятое значение dп=40
мм. Это больше, чем требуется по расчету.
Прочность по напряжениям изгиба
обеспечена.
Тихоходный вал:
а) XOZ:
Н;
Н;
Проверка:
Н.
б) YOZ:
Н;
Н
Проверка:
Н.
Рисунок 4 Эпюра изгибающих моментов
Строим
эпюры изгибающих моментов в горизонтальной
и
вертикальной плоскости и эпюру крутящего момента.
Тихоходный вал.
Изгибающий момент:
а) XOZ:
сечение A: 0
сечение
C:
Н м;
сечение
B:
Н м;
сечение D: 0;
б) YOZ:
сечение A: 0
сечение
C:
Н м;
Н
м;
сечение B: 0;
сечение D: 0;
Крутящий момент Т=310 Н м.
Определяем суммарный изгибающий, эквивалентный моменты и диаметр в наиболее нагруженном сечении.
Тихоходный вал.
Наиболее нагруженное сечение С.
Суммарный изгибающий момент:
Н
м.
Эквивалентный момент:
Н
м.
Диаметр вала:
мм.
Ранее принятое значение dп=45 мм. Это больше, чем требуется по расчету. Прочность по напряжениям изгиба обеспечена.