6. Расчёт открытой цепной передачи

Рассчитываем цепную передачу в передающую мощность на звёздочке Р₁=6,13 кВт, n=21,6 мин^-1, i=3,93, передача открытая.

Назначаем число зубьев малой звёздочки z₁=25.

Определяем число зубьев большой звездочки z₂ по формуле [2]:

(6.1)

где i-передаточное отношение.

Тогда

,

назначаем z₂=100.

По рекомендации (13.5) назначаем межосевое расстояние, а=40р_ц,

где р_ц- шаг цепи (по условию р_ц=140).

Определяем расчётную мощность по формуле [2]:

(6.2)

где -коэффициент числа зубьев;

-коэффициент эксплуатации;

-коэффициент частоты вращения.

Определяем коэффициент числа зубьев по формуле [2]:

(6.3)

где принимаем =15.

Тогда

Определим коэффициент частоты вращёния по формуле [2]:

(6.4)

где принимается ближайшая к расчётной частота вращения из ряда в таблице 13.1.

Тогда

0,65;

Определяем коэффициент эксплуатации по формуле [2]:

(6.5)

где -коэффициент динамической нагрузки; (=1)

-коэффициент межосевого расстояния или длины цепи; (=1)

-коэффициент наклона передачи к горизонту;(=1)

-коэффициент способа регулировки натяжения цепи;(=1)

-коэффициент смазки и загрязнения передачи;(=1,3)

-коэффициент режима работы передачи в течение суток.(=1)

Значения коэффициентов и рекомендации по выбору смазки цепных передач выбираем из таблицы 13.2 и 13.3.

Вычисляем коэффициент эксплуатации:

Вычисляем расчётную мощность для передачи:

Для принятых и назначаем однорядную цепь ПР-25,4-56700 с шагом р_ц=25,4мм.

Определяем межосевое расстояние:

Определяем скорость цепи по формуле [2]:

(6.6)

Тогда

По таблице 13.3 в зависимости от скорости цепи назначаем капельную смазку, 6 кап/мин.

Определяем число звеньев или длину цепи в шагах по формуле:

(6.7)

Тогда

Уточняем межосевое расстояние по формуле [2]:

Тогда

(6.8)

Учитываем рекомендации по уменьшению межосевого расстояния по формуле:

(6.9)

Тогда

Окончательно назначаем, а=1012 мм.

Определяем диаметры звездочек по формуле:

(6.10)

Тогда

Для малой звёздочки:

Для большой звёздочки:

Определяем окружное усилие по формуле [2]:

(6.11)

Тогда

7 Проверочный расчёт тихоходного вала

Определяем силы в зацеплении:

Определяем нагрузку на выходном конце вала :

6.1 Определение реакций опор

Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и вращающих моментов (рис 1.3):

в вертикальной плоскости (рис.1,3 б):

Рассмотрим реакции от силы F_r действующей в горизонтальной плоскости:

Сумма моментов :

; (7.8)

;

Сумма моментов :

; (7.9)

.

Строим вал и эпюры изгибающих и крутящих моментов – рисунок 7.1.

Рисунок 7.1 – Вал и эпюры.

Изгибающий момент:

; (7.10)

Напряжение изгиба:

; (7.11)

Напряжение кручения:

; (7.12)

Определяем коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости:

; (7.13)

; (7.14)

; (7.15)

где , – пределы выносливости материала;

; (7.16)

; (7.17)

.

где и - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений;

Запас сопротивления усталости в опасном сечении:

; (7.18)

где - запас сопротивления усталости по изгибу,

- запас сопротивления усталости по кручению.

; (7.19)

; (7.20)

где и - амплитуды постоянных составляющих;

- масштабный коэффициент, [1, рис.15.5];

- коэффициент шероховатости, [1, рис.15.6];

и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при

изгибе и кручении [1, табл.15.1];

и - коэффициенты, корректирующие влияние постоянной

составляющей цикла напряжений ,

Принимаем радиус галтели r =2 мм; и находим:

Запас сопротивления усталости по изгибу:

Запас сопротивления усталости по кручению:

Запас сопротивления усталости:

.

Условие прочности соблюдается. Диаметр вала увеличивать не требуется.