5 Расчетная часть – расчет открытых передач, выбор муфты, шпоночного соединения

Р асчет цепной передачи

рисунок 2 – Схема цепной передачи

Определение числа зубьев звездочки.

Число зубьев малой (ведущей) звездочки определяем исходя из передаточного отношения цепной передачи.

При u_цп=2,32

Число зубьев ведущей звездочки:

z ₃=29-2 u_цп ; z₃=29-2 2,22= 24,36 > z_min =13→ z₁=25;

Число зубьев ведомой звездочки

z₄ = z₁ u_цп ; z₄ = 58< 120 – условие соблюдается→ z₂=58;

Определение коэффициента эксплуатации:

К_э=К_д ∙К_а ∙К_н ∙К_рег ∙К_см ∙К_реж ; К_э= 1∙1∙1∙1,25∙1,5∙1=1,875 < 3 – условие соблюдается,

где Кд	коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки. При спокойной нагрузке Кд =1;
Ка –	коэффициент, учитывающий межосевое расстояние. При а=(30…50)∙t Ка = 1;
Кн –	коэффициент, учитывающий наклон линии центров звездочек к горизонтали. При угле к горизонтали до 60° Кн =1;
Крег –	коэффициент, зависящий от способа регулировки натяжения цепи. Для нерегулируемых передач Крег = 1,25;
Ксм –	коэффициент, учитывающий характер смазки. При периодической смазке Ксм = 1,5;
Креж –	коэффициент, зависящий от продолжительности работы в сутки. При односменной работе Креж =1.

Определение ориентировочного значения шага цепи:

Среднее допускаемое давление в шарнирах цепи при =15,8 рад/с

МПа [таблица 4.5, с.47, 6]

Ориентировочное значение шага цепи:

;

21,68 _мм,

где T₃ – крутящий момент на ведущей звездочке, Н∙м;

m_p – коэффициент, учитывающий число рядов цепи, для однорядной m_p = 1,0.

Ближайшее стандартное значение шага t приводных однорядных цепей: 19,05; 25,4. Дальнейший расчет ведем в табличной форме (см. таблицу 2).

Таблица 2 - Расчет цепной передачи

N	Расчетная формула	Шаг цепи t,мм
		19,05	25,4
1	Характеристика цепи: разрушающая нагрузка Q,H масса 1м цепи q кг/м ширина внутреннего звена Ввн, мм диаметр оси d, мм Площадь проекция опорной поверхности шарнира А= 1,45∙ Ввн∙ d, мм²	31200 1,9 12,7 5,96 1,45∙ 12,7∙5,96=109,8	55620 2,6 15,88 7,95 1,45∙ 15,88∙7,95=183,1
2	Межосевое расстояние ао =40t , мм	40∙19,05=762	40∙25,4=1016
3	Диаметры делительных окружностей звездочек ,мм ,мм
4	Средняя скорость цепи ,м/с
5	Окружное усилие ,Н
6	Расчетное давление в шарнирах цепи Мпа Соблюдение условия	не выполняется	Выполняется
7	Наименьшее число рядов цепи при заданном шаге

Продолжение таблицы 2 - Расчет цепной передачи

N	Расчетная формула	Шаг цепи t,мм
		19,05	25,4
8	Натяжение цепи от центробежной силы ,H	-
9	Натяжение от провисания цепи Ff = Kf ∙ q∙a∙g ,Н Kf – коэффициент , учитывающий угол наклона межосевой линии к горизонту Kf =6; g- ускорение свободного падения м/с2 а- межосевое расстояние , м	-
10	Допускаемый коэффициент безопасности [S]	8,2	8,2
11	Расчетный коэффициент безопасности	-
12	Число звеньев цепи (округленное до ближайшего целого )	-
13	Уточненное межосевое расстояние ,мм	-
14	Монтажное межосевое расстояние а м = 0,996 аy,мм	-	0,996∙1026,4=1022,3
15	Нагрузка на валы Qв = 1,15 ∙Ft , H	-	1,15∙1706,3=1962,2
16	Число ударов цепи при набегании её на зубья звёздочек w=4∙z1∙n3/(60∙Lt)≤508/t	-	4∙25∙150,8/(60∙123)=2,04≤ ≤508/25,4=20

Для заданных условий работы пригодна цепь: с шагом t=25,4, окончательно принимаем цепь ПР-25,4-5670 по ГОСТ 13568-75.

Выбор муфты

Подбираем втулочно-пальцевую муфту.

Муфты подбирают с соблюдением условия:

Т_р ≤ [T],

где Т_р – расчетный крутящий момент;

[Т] – допускаемый крутящий момент, принимаемый из справочных таблиц к выбираемой муфте [4] .

T_p=T₁ K,

где T – крутящий момент на соединяемых валах, T₁= Н м

K – коэффициент режима работы муфты, К=1,4 [с.30, 6].

T_p= 1,4=45,78 Н м

Диаметры валов электродвигателя и червячного редуктора равны =32 мм цилиндрический вал 1 и =40 мм конический вал 3.

По заданным параметрам подходит муфта МУВП-250-32-1-40-3 по ГОСТ 21424-93 [таблица 5, с.416, 4].

Расчет шпоночного соединения

Расчет шпоночных соединений необходимо произвести по напряжениям смятия и среза.

Рассчитаем шпонку для приводного вала, т.е. вала в месте посадки ведомой звездочки:

[ ]=25 МПа

Принимаем стандартное значение диаметра приводного вала [с.6, 6].

b=14 мм, h=9 мм, t=5,5 мм

Н м

l_{p см}

l_{p см} мм

Проверяем условие прочности на срез:

τ_ср

τ_ср Н/ [τ_ср]

l_{p. ср}=

l_{p. ср}= мм

l_{p см} l_{p ср}

Полную длину шпонки определяем по значению l_{p см}:

l= l_{p см}+b ;

l= 31,1+14=45,1 мм

Таким образом, принимаем к установке призматическую шпонку 14 9 50 по ГОСТ 23360-78 (по таблице 5.1 [4]), длина ступицы будет равна 1,5 d=1,5 =67,5 мм.