5Расчёт 3-й цепной передачи

Рис. 5.1

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

Рис. 5.2

Передаточное число:

u₃ = 2,2.

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

z₅ = 31 - 2 · u₃ = = 31 - 2 · 2,2 = 26,6 (5.1)

Принимаем z₅ = 27.

Число зубьев ведомой звездочки:

z₆ = z₅ · u₃ = 27 · 2,2 = 59,4 (5.2)

Принимаем z₆ = 59 .

Тогда фактическое передаточное число:

u_ф = = = 2,185. (5.3)

Отклонение:

0,682%, (5.4)

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 · k_а · k_н · k_р · k_см · k_п (5.5)

где:

k_д = 1 - динамический коэффициент при спокойной нагрузке;

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

k_н - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона линии центров к горизонту, при автоматическом автоматическом регулировании натяжения цепи k_н = 1;

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

K_см = 0,8 - коэффициент, учитывающий способ смазки,

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

Тогда:

K_э = 1 · 1 · 1 · 1 · 0,8 · 1 = 0,8.

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 шага t. Поэтому для расчета по формуле 7.38[1] величиной [p] следует задаваться ориентировочно. Ведущая звездочка имеет частоту вращения n₁=96,305 об/мин. Среднее значение допускаемого давления примем [p]=29,261 МПа.

Тогда шаг цепи:

t  2,8 · (5.6)

t 2,8 · = 21,623 мм.

Подбираем по табл. 7.15[1] цепь ПР-25,4-60 по ГОСТ 13568-97, имеющую t=25,4 мм; разрушающую нагрузку Q=60 кН; массу q=2,6 кг/м; А_оп=179,7 мм².

Скорость цепи:

V = (5.7)

V = = 1101 · 10^-3 м/с.

Окружная сила:

F_tц = (5.8)

F_tц = = 4166,315 H.

Давление в шарнире проверяем по формуле 7.39[1]:

p = 18,548 МПа. (5.9)

Уточняем по табл 7.18[1] допускаемое давление:

[p] = [p'] · [1 + 0,01 · (z₅ - 17)] = 29,261 · [1 + 0,01 · (27 - 17)] = 32,187 МПа. (5.10)

В этой формуле [p']=29,261 МПа - табличное значение допускаемого давления по табл. 7.18[1] при n₁=96,305 об/мин и t=25,4 мм. Условие p < [p] выполнено.

Определяем число звеньев цепи по формуле 7.36[1]:

L_t = 2 · a_t + 0,5 · z_ + , где (5.11)

a_t = (5.12)

z_ = z₅ + z₆ = 27 + 59 = 86; (5.13)

 = 5,093. (5.14)

Тогда:

L_t = 2 · 40 + 0,5 · 86 + 123,648.

Округляем до четного числа: L_t = 124.

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

a_ = 0,25 · t · (L_t - 0,5 · z_ + ) (5.15)

a_ = 0,25 · 25,4 · (124 - 0,5 · 86 + ) = 1020,501 мм

Принимаем: a_ = 1021 мм.

Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, то есть примерно на 1021 · 0,004 = 4 мм.

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

d_д5 = 218,79 мм; (5.16)

d_д6 = 477,245 мм; (5.17)

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

D_e5 = t · · d₁ (5.18)

D_e5 = 25,4 · · 15,88 = 230,168 мм;

D_e6 = t · · d₁ (5.19)

D_e6 = 25,4 · · 15,88 = 489,425 мм;

где d₁ = 15,88 мм - диаметр ролика цепи.

Диаметры окружностей впадин:

D_i5 = (5.20)

D_i5 = = 205,499 мм;

D_i6 = (5.21)

D_i6 = = 465,188 мм.

Силы действующие на цепь:

окружная:

F_tц = 4166,315 Н - определена выше;

от центробежных сил:

F_v = q · V² = 2,6 · 1,101² = 3,152 H; (5.22)

где масса одного метра цепи q=2,6 кг/м по табл. 7.15[1];

от провисания:

F_f = 9.81 · k_f · q · a_ = 9.81 · 6 · 2,6 · 1,021 = 156,25 H; (5.23)

где k_f=6 - коэффициент влияния наклона оси центров цепи (см. c. 151[1]).

Расчетная нагрузка на валы:

F_в = F_tц + 2 · F_f = 4166,315 + 2 · 156,25 = 4478,815 H. (5.24)

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

s = (5.25)

s = = 13,871.

Это больше, чем нормативный коэффициент запаса [s]=7,589 (см. табл. 7.19[1]); следовательно, условие прочности s>[s] выполнено.

Геометрические параметры звёздочки.

Рис. 5.3

Толщина зуба звёздочки:

b = 0.93 · В_вн = 0.93 · 15,88 = 14,768 = 14,8 мм, (5.26)

где В_вн - расстояние между пластинками внутреннего звена (см. табл. 7.15[1]).

Толщина диска звёздочки:

C = (1.8...1.95 · (D_e = d_д) (5.27)

C₅ = (1.8...1.95 · (D_e5 - d_д5) = 1.95 · (230,168 - 218,79) = 22,187 мм;

C₆ = (1.8...1.95 · (D_e6 - d_д6) = 1.95 · (489,425 - 477,245) = 23,751 мм;

Радиус закругления зуба:

R = 1.7 · d₁ = 1.7 · 15,88 = 26,996 мм. (5.28)

Расстояние от вершины зуба до линии центров дуг закругления:

h = 0.8 · d₁ = 0.8 · 15,88 = 12,704 мм. (5.29)

Диаметры проточки:

D_c5 = t · ctg - 1.3 · h (5.30)

D_c5 = 25,4 · ctg - 1.3 · 12,704 = 200,796 мм;

D_c6 = t · ctg - 1.3 · h (5.31)

D_c6 = 25,4 · ctg - 1.3 · 12,704 = 460,053 мм.

Расстояние между центрами окружностей:

e = 0.03 · t = 0.03 · 25,4 = 0,762 мм. (5.32)

Радиусы окружностей:

r = 0.5025 · d₁ + 0.05 = 0.5025 · 15,88 + 0.05 = 8,03 мм. (5.33)

r₁ = 0.8 · d₁ + r = 0.8 · 15,88 + 8,03 = 20,734 мм. (5.34)

r₂ = 1.7 · d₁ = 1.7 · 15,88 = 26,996 мм. (5.35)

Таблица 5.1. Параметры цепной передачи, мм.

Проектный расчёт
Параметр	Значение		Параметр		Значение
Тип цепи	ПР-25,4-60		Диаметр делительной окружности звёздочек:
Шаг цепи t	25,4		ведущей dд1 ведомой dд2		218,79 477,245
Межосевое расстояние aw	1021
			Диаметр окружности выступов звёздочек:
Длина цепи l	3149,6
			ведущей de1 ведомой de2		230,168 489,425
Число звеньев lp	124
Числа зубьев:			Диаметр окружности впадин звёздочек:
шестерни z1 колеса z2	27 59
			ведущей di1 ведомой di2		205,499 465,188
Сила давления на вал Fв, Н	4478,815
Проверочный расчёт
Параметр		Допускаемые значения		Расчётные значения	Примечание
Частота вращения ведущей звёздочки n1, об/мин		800		96,305
Коэффициент запаса прочности S		7,589		13,871
Давление в шарнирах цепи pц, H/мм2		32,187		18,548