3. Основні геометричні співвідношення в передачі.

Оптимальна міжосьова відстань приймається з умови міцності ланцюга

,

де р – крок ланцюга.

Допустиме значення величини стріли провисання

Довжина ланцюга

, де l_p – довжина ланцюга або число ланок ланцюга (округлюють до цілого парного числа).

4. Сили, що діють в ланцюговій передачі.

Колова сила, що передається ланцюгом:

, де d – ділильний діаметр зірочки.

Попередній натяг ланцюга від провисання:

, де - коефіцієнт провисання; - маса одного метра ланцюга; - міжосьова відстань; =9,81 м/с²

Натяг ланцюга від відцентрових сил:

Натяг ведучої гілки:

Натяг веденої гілки:

Навантаження на вали зірочок:

де - коефіцієнт навантаження.

Напрямок сили приймають по лінії центрів валів

5. Мащення ланцюга

1.Періодичне мащення ланцюга використовують при швидкості ланцюга V≤4 м/с виконується ручною маслянкою через кожні 7 годин.

2. Мащення маслянками-крапельницями при швидкості ланцюга V≤6 м/с.

3. Занурення в мастильну ванну закритого корпусу.

4. Циркуляційне струйне мащення від насосу (для швидкохідних передач).

6. Передаточне число.

Передаточне число обмежується габаритними розмірами передачі, кутом обхвату меншої зірочки та числами зубців зірочок. Найдоціль­ніше брати U ≤ 4.

7. Проектний і перевірний розрахунки ланцюгової передачі. Вибір основних параметрів і розрахункових коефіцієнтів.

Вихід із ладу ланцюгових передач може бути обумовленим такими причинами:

• спрацюванням шарнірів, яке спричинює порушення зачеплення ланцюга з зірочками через збільшення кроку ланок (допустиме збіль­шення середнього кроку 2,5—3,0 %);

• втомним руйнуванням пластин та роликів; руйнування роли­ків пов'язане з ударами шарнірів ланцюга при вході їх у зачеплення а зубцями зірочок;

• ослабленням з'єднань деталей ланцюга у місцях їх запресову­вання;

• руйнуванням ланцюга при дії великих короткочасних переван­тажень;

— спрацюванням зубців зірочок.

На основі вказаних причин виходу з ладу ланцюгових передач формулюються і відповідні критерії роботоздатності, тобто стійкість проти спрацювання шарнірів ланцюга та зубців зірочок, стійкість проти втомного руйнування пластин та роликів ланцюга і достатня міцність деталей ланцюга та їхніх з'єднань під дією максимального навантаження.

Розглянемо розрахунок передачі на забезпечення стійкості проти спрацювання шарнірів та на міцність під час дії максимальних навантажень. За основний розрахунковий параметр візьмемо тиск в шарнірі ланцюга.

Розрахунок шарнірів ланцюга на стійкість проти спрацювання виконують за умови, що: середній тиск р_ц в шарнірі не повинен перевищувати допустимого, тобто

р_ц = F_tК_е/А   р_ц ,

де F_t – колова сила, передається ланцюгом;

А – площа проекції опорної поверхні шарніра, мм²:

А= d₁b₃,

де d₁ і b₃ відповідно діаметр валіка і ширина внутрішньої ланки ланцюга, мм; (для роликових і втулкових ланцюгів);

К_е – коефіцієнт експлуатації, який представляє собою добуток поправочних коефіцієнтів, що враховують різні умови роботи передачі:

Допустимий тиск в шарнірах ланцюга  р_ц  уточнюють в відповідності з фактичною швидкістю ланцюга v, м/с.

Розрахунок ланцюга за руйнівним навантаженням проводиться за співвідношенням S S],

де S] – допустимий коефіцієнт запаса міцності для роликових (втулкових) ланцюгів;

S – розрахунковий коефіцієнт запаса міцності

,

де F_p – руйнівне навантаження ланцюга, Н, залежить від крока ланцюга і вибирається з стандарту;

F_t – колова сила, яку передає ланцюг, Н;

К_Д – коефіцієнт, що враховує характер навантаження;

F₀ – попередній натяг ланцюга від провисання веденої гілки (від ії сили ваги), Н,

F_v – натяг ланцюга від відцентрових сил, Н;

Послідовність проведення розрахунку ланцюгової передачі:

1. Визначити крок ланцюга р, мм:

,

де Кэ – коефіцієнт експлуатації:

Кэ = КДКсККрегКр; (табл.1);

Z₁ – число зубів ведучої зірочки

Z₁ = 29-2u,

де u – передаточне число ланцюгової передачі.

Отримане значення Z₁ округлити до цілого непарного числа, що разом з непарнним числом зубів веденої зірочки Z₂ і парним числом ланок ланцюга Lр забезпечить більш рівномірне зношування зубів і шарнірів;

Р_ц - допустимий тиск в шарнірах ланцюга, Н/мм²

Допустимий тиск Рц можно визначити за швидкістю ланцюга v, м/с, вважаючи , що вона буде того ж порядку, що і швидкість тягового органа робочої машини:

v, м/с,…………………………………………..0,1 0,4 1 2 4 6 8 10

Рц, Н/мм²…………………………………….32 28 25 21 17 14 12 10

 - число рядів ланцюга. Для однорядних ланцюгів типу ПР =1.

Отримане значення крока округлити до найближчого стандартного.

4. Визначити число зубів веденої зірочки:

Z₂ = Z₁u .

Отримане значення Z₂ округлити до цілого непарного числа. Для попередження зіскакування ланцюга максимальне число зубів веденої зірочки обмежено: Z₂  120.

5. Визначити фактичне передаточне число uф і перевірити його відхилення u від заданого u:

;

6. Визначити оптимальну міжцентрову відстань а, мм. З умови довговічності ланцюга а=(30…50)р, де р – стандартний крок ланцюга. Тоді - міжцентрова відстань в кроках.

Таблиця 1.Значення поправочних коефіцієнтів К

Умови роботи передачі			Коефіцієнт
			позначення	значення
Динамічність навантаження	Рівномірна Змінна або поштовхоподібна		КД	1 1,2…1,5
Регулювання міжцентрової відстані	Опорами, які пересуваються Натискними зірочками Нерегульована передача		Крег	1 0,8 1,25
Положення передачі	Нахил лінії центрів зірочок до горизонту, град	=0…40 =90…40	К	1,15 1,05
		  60   60	К	1 1,25
Спосіб мащення	Безперервний (в мастильній ванні або від насоса) Крапельний Періодичний		Кс	0,8 1 1,5
Режим роботи	Однозмінна Двозмінна Трьохзмінна		Кр	1 1,25 1,5

Таблиця 2. Допустимий тиск в шарнірах роликових ланцюгів Рц, Н/мм²

Крок ланцюга р, мм	При частоті обертання малої зірочки n1, об/хв
	50	200	400	600	800	1000	1200	1600
12,7…15,875 19,05…25,4 31,75…38,1 44,45…50,8	35 35 35 35	31,5 30 29 26	28,5 26 24 21	26 23,5 21 17,5	24 21 18,5 15	22,5 19 16,5 -	21 17,5 15 -	18,5 15 - -

7.Визначити число ланок ланцюга Lр:

Отримане значення Lр округлити до цілого парного числа.

8. Уточнити міжцентрову відстань ар в кроках:

Отримане значення ар не округляти до цілого числа.

9. Визначити фактичну міжцентрову відстань а, мм:

а=арр.

Значення а не округляти до цілого числа. Так як ведена гілка ланцюга повинна провисати приблизно на 0,01а, то при монтажі передачі треба передбачити можливість зменшення дійсної міжцентрової відстані на 0,005а. Таким чином монтажна міжцентрова відстань ам = 0,995а.

10. Визначити довжину ланцюга L, мм:

L =LpP.

Отримане значення L не округляти до цілого числа.

11. Визначити діаметри зірочок, мм:

Діаметр ділильного кола:

ведучої зірочки веденої зірочки

;

Діаметр кіл виступів:

ведучої зірочки веденої зірочки

; ,

де К– коефіцієнт висоти зуба; К=0,7;

Кz - коефіцієнт числа зубів: Кz1=ctg180⁰/z1; Кz2=ctg180⁰/z2;

 - геометрична характеристика зачеплення; =р/d1 (d1 – діаметр ролика шарніра ланцюга)

Діаметр кола западин:

ведучої зірочки веденої зірочки

;

12. Перевірити частоту обертання меньшої зірочки n1, об/хв:

n1 n1 ,

де n1 – частота обертання тихохідного вала редуктора, об/хв (на цьому валу розміщена мала зірочка),

n1 – допустима частота обертання; n1=1510³/р. р в мм.

13. Перевірити число ударів ланцюга о зуби зірочок U, с^-1:

U   U ,

де U – розрахункове число ударів ланцюга, U=4z₁n₁/(60L_p);

 U  - допустиме число ударів,  U =508/р, р в мм.

14. Визначити фактичну швидкість ланцюга v, м/с:

v=z₁pn₁/(6010³),

де крок р, мм; n₁, об/хв.

15. Визначити колову силу, яку передає ланцюг F_t, Н:

F_t= Р₁10³/ v,

де Р₁- потужність на ведучій зірочці, кВт; v, м/с.

16. Перевірити тиск в шарнірах ланцюга р_ц, Н/мм²:

р_ц = F_tК_е/А   р_ц ,

де А – площа проекції опорної поверхні шарніра, мм²:

А= d₁b₃,

де d₁ і b₃ відповідно діаметр валика і ширина внутрішньої ланки ланцюга, мм;

допустимий тиск в шарнірах ланцюга  р_ц  уточнюють в відповідності з фактичною швидкістю ланцюга v, м/с.

Придатність розрахованого ланцюга визначається співвідношенням

р_ц  р_ц . Перевантаження ланцюга (р_ц  р_ц ) не допускається. В таких випадках треба взяти ланцюг типа ПР з більшим кроком р і повторити перевірку тиску р_ц в шарнірі або збільшити число зубів ведучої зірочки z₁ і повторити розрахунок передачі.

17. Перевірити міцність ланцюга. Міцність ланцюга задовольняється співвідношенням S S],

де S] – допустимий коефіцієнт запасу міцності для роликових (втулочних) ланцюгів (табл.3);

S – розрахунковий коефіцієнт запасу міцності

,

де F_p – руйнуюче навантаження ланцюга, Н, залежить від кроку ланцюга і вибирається з стандарту;

F_t – окружна сила, яку передає ланцюг, Н;

К_Д – коефіцієнт, який враховує характер навантаження;

F₀ – попередній натяг ланцюга від провисання веденої гілки (від ії сили ваги), Н,

F₀ = К_fqag,

де К_f – коефіцієнт провисання; К_f =6 – для горизонтальних передач;

К_f =3 – для передач, нахилених до горизонту до 40⁰;

К_f =1 – для вертикальних передач;

q – маса 1 м ланцюга, кг/м (табл. К32);

a – міжцентрова відстань, м;

g – прискорення вільного падіння; g =9,81 м/с²;

F_v – натяг ланцюга від відцентрових сил, Н;

F_v =qv²,

де v – фактична швидкість ланцюга, м/с.

18. Визначити силу тиску ланцюга на вал F_оп, Н:

F_оп= К_вF_t+2 F_о,

де К_в – коефіцієнт навантаження вала (табл.1). При ударному навантаженні табличне значення К_в збільшити на 10…15%

При проектному розрахунку визначають:

Крок ланцюга р, мм; Міжосьова відстань а, мм; Довжина ланцюга L, мм; Число ланок L_t; Число зубів зірочки: ведучої z₁ та веденої z₂; Сила тиску ланцюга на вал F_оп, Н; Діаметр ділильного кола зірочок: ведучої d_d1 та веденої d_d2; Діаметр кола виступів зірочок: ведучої D_e1 та веденої D_e2; Діаметр кола западин зірочок: ведучої D_і1 та веденої D_і2

При перевірочному розрахунку визначають:

Частота обертання ведучої зірочки n₁, об/хв; Число ударів ланцюга U; Коефіцієнт запасу міцності S; Тиск в шарнірах ланцюга р_ц, Н/мм²

Таблиця 3. Допустимий коефіцієнт запаса міцності S] для роликових

(втулочних) ланцюгів при z₁=15…30

Крок р, мм	Частота обертання меньшої зірочки n1, об/хв
	50	100	200	300	400	500	600	800	1000
12,7 15,875 19,05 25,4 31,7 38,1 44,5 50,8	7,1 7,2 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7	7,3 7,4 7,5 7,6 7,8 8 8,1 8,3	7,6 7,8 8 8,3 8,6 8,9 9,2 9,5	7.9 8,2 8,4 8,9 9,4 9,8 10,3 10,8	8,2 8,6 8,9 9,5 10,2 10,8 11,4 12	8,5 8,9 9,4 10,2 11 11,8 12,5 -	8,8 9,3 9,7 10,8 11,8 12,7 - -	9,4 10,1 10,8 12 13,4 - - -	10 10,8 11,7 13,3 - - - -