Подбор цепей и их проверочный расчет

Проектировочный расчет цепных передач выполняют на осно­вании заданной мощности, угловой скорости, передаточного отно­шения, межосевого расстояния {а может отсутствовать в задании), режима работы и смазки передачи (смазка передачи выбирается конструктором или назначается в задании на проектирование пе­редачи).

Последовательность расчета передачи с роликовой или втулоч­ной цепью*.

1. По заданному или вычисленному передаточному отношению для цепи выбранного (назначенного) типа по табл. П18 находят число зубьев z_t меньшей звездочки.

При выборе числа зубьев меньшей звездочки следует отдавать предпочтение нечетным или, еще лучше, простым числам. Сочета­ние нечетного числа зубьев меньшей звездочки с четным числом звеньев цепи обеспечивает более равномерный износ цепи и зубьев звездочек.

2. По значению z_t и передаточному отношению I определяют число зубьев большей звездочки г₂.

Число зубьев большой звездочки: г_2гпах^120 для роликовых и втулочных цепей; г_2тах <С 140 для зубчатых цепей.

3. Ориентировочно определяют шаг цепи (м) по формуле

t^%VKP₁l(z₁nMu), (66)

где Pi —мощность ведущей звездочки, Вт; ^ — частота вращения ведущей звездочки, мин""¹; [р]—допускаемое давление, Па (см. табл. П19), а —число рядов втулочной или роликовой цепи.

* Установившейся методики подбора зубчатой цепи с шарнирами качения пока нет. Их проектируют с использованием фирменных данных или по ориен­тировочным зависимостям, например по известным Р(Вт), v (м/с) и t (м) опреде­ляют ширину зубчатой цепи (м): В ^ 25* I0~S /С₃КУ('^у2/3)> где #₀ = 1 при о<10м/с, K_v = l+0Aq_mv/P при v > 10м/с.

Коэффициент нагрузки К при угле наклона линии центров 0_г0₂ звездочек передачи к горизонтальной плоскости до у = 60° выби­рают по табл. П20, при у > 60° значение К следует увеличить на 20...25%:

К = КгК,К,К,К_ь (67)

Вычисленное значение шага цепи согласуют с таблицей ГОСТа. Округление t желательно в сторону уменьшения его значения.

4. Определяют окружную (линейную) скорость (м/с):

v — tzn/60.

Наибольшие значения окружной скорости допускаются для це­пей с небольшим шагом при передаче мощности до 7... 10 кВт.

5. Находят оптимальное межосевое расстояние:

с = (30...Б0)/; (68)

«шах = 80/. (69)

6. Определяют длину цепи L по формуле

L = Wt, (70)

где число звеньев цепи W находят по формуле

W=2a/t + (z, + z₂)/2 + [(z₂ — ^)/(2л)]² tla. (71)

Ч тобы не применять переходного звена с изогнутыми пласти­нами, рекомендуется принимать четное число звеньев, т. е. полу­ченное значение W необ­ходимо округлить до чет­ного числа.

7. Определяют силы, *ь возникающие в ветвях цепи (рис. 50): в веду­щей ветви

Qi = F_t + F_v + F_f; (72)

в ведомой ветви

Q* = F_V + F_fy (73)

где F_t = P/v= 19,lP/(/2d) = 277d — окружная сила; F_v=q_mv²-- центро­бежная сила; F_f = k_/q_mga — cma от провисания ведомой ветви цепи; q_m— масса 1м цепи, кг (см. табл. П16, П17); g = 9,81 м/с² — уско­рение свободного падения; — коэффициент угла наклона линии центров О_г0₂ звездочек к горизонтальной плоскости: при угле на­клона 7 = 0° Ау = 6, при v«20...50%_/ = 4...2, при7^50...70°А_/ = = 2...1,5, при вертикальном расположении передачи (7 = 90°)^= 1.

8. Делительные диаметры звездочек определяют по формуле (62), а диаметры вершин зубьев —по формулам (63) и (64). Диаметры впадин и другие конструктивные размеры звездочек принимают по соответствующим рекомендациям, которые указаны в техниче­ских справочниках.

9. Силу, действующую на валы и их опоры, определяют по фор­муле

F«1,15F,. (74)

Без большой погрешности можно считать, что сила F направ­лена по линии центров передачи (рис. 50).

Выбранную цепь следует проверить по среднему давлению р в ее шарнирах, обеспечивающему их износостойкость:

p = KF_t/S £lpl (75)

где площадь проекции опорной поверхности шарнира втулочных и роликовых цепей

S« (0,25.. .0,30) Л*. (76)

В ответственных случаях можно проверить выбранную цепь на прочность по коэффициенту запаса:

п₃ = Q/iKtFt + F_v + F_f)> К], (77)

где Q — разрушающая нагрузка, зависящая от шага .цепи (см. табл. П16, П17); п₃ — допускаемый коэффициент запаса прочности, значение которого растет с увеличением угловой скорости меньшей звездочки и шага цепи; для зубчатых цепей [я₃] = 20...50 при t= 12,7...31,75мм и ftj^2800мина для втулочных и роликовых цепей [п₃]&7..Л8 при t= 12 J...50,8мм и ^ < 2000 мин"¹.

Обычно цепи, выбранные из условия обеспечения износостойкости, обладают достаточной прочностью, а потому проверочный расчет на прочность [см. формулу (77)] можно не выполнять.