
0154 / DM
.pdfЗатем выбирается цепь по таблице 1.6, исходя из требуемого
P , при соблюдении условия P |
расч |
K |
ряд |
[P |
расч |
] , |
расч |
|
|
|
где [Pрасч] — допускаемая расчетная мощность типовой однорядной передачи по таблице 1.6.
Если однорядная цепь недостаточна или имеет слишком большой шаг (см.таблицу 1.3) , то, варьируя коэффициентами Кряд = 1; 1,7; 2,5 , выбираем многорядную цепь.
Таблица 1.6 - Допускаемая расчетная мощность, [Pрасч], кВт, при z01 25 и n0 1 типовых однорядных передач
Обозначение цепи |
Частота вращения малой звездочки n0 1 , об/мин |
|||||
ГОСТ 13568-97 |
|
|
|
|
|
|
50 |
200 |
400 |
600 |
800 |
||
|
||||||
ПР-12, 7-9-1 |
0,19 |
0,68 |
1,23 |
1,69 |
2,06 |
|
ПР-12, 7-18-1 |
0,35 |
1,27 |
2,29 |
3,13 |
3,86 |
|
ПР-12, 7-18 |
0,45 |
1,61 |
2,91 |
3,98 |
4,90 |
|
ПР-15, 875-23-1 |
0,57 |
2,06 |
3,72 |
5,08 |
6,26 |
|
ПР-15, 875-23 |
0,75 |
2,70 |
4,88 |
6,67 |
8,22 |
|
ПР-19, 05-32 |
1,41 |
4,80 |
8,38 |
11,4 |
13,5 |
|
ПР-25, 4-57 |
3,20 |
11,0 |
19,0 |
25,7 |
30,7 |
|
ПР-31, 75-89 |
5,83 |
19,3 |
32,0 |
42,0 |
49,3 |
|
ПР-38, 1-127 |
10,5 |
34,8 |
57,7 |
75,7 |
88,9 |
|
ПР-44, 45-172 |
14,7 |
43,7 |
70,6 |
88,3 |
101,0 |
|
ПР-50, 8-227 |
29,9 |
68,1 |
110,0 |
138,0 |
157,0 |
1.5.3 Выбор цепи при габаритных ограничениях
В этом случае шаг цепи определяется из геометрических соображений с последующим проверочным расчетом.
Например, в рассматриваемом приводе М1 для удобства монтажа и уменьшения габаритов исполнительного механизма рационально принять делительный диаметр большей (ведомой) звездочки в пределах
d2* 0,9 1,2 D ,
|
D |
— для барабана ленточного конвейера; |
|
где диаметр |
D |
б |
|
|
Dзв |
— для звездочки цепного конвейера. |
61

Тогда предварительное значение шага цепи , мм,
|
0 |
|
|
t* D sin 180 |
|
t |
|
|
z2 |
|
max |
|
|
Далее, по таблице 1.1. выбираем стандартную цепь, шаг которой не должен превышать предельных значений (таблица 1.3).
В качестве габаритного ограничения часто используют межосевое расстояние, и предварительное значение шага цепи в этом случае рекомендуют принимать по соотношению
t* a / 30...50 , мм
1.6 Геометрические параметры цепной передачи
Диаметры делительных окружностей звездочек определяют по
|
di |
|
|
t |
||
|
|
|
. |
|||
формуле ( i=1,2 ), мм, |
sin |
180 |
|
|||
|
|
|
zi |
Минимальное межосевое расстояние, мм, ограничивается минимально допустимым зазором между звездочками (30...50 мм):
amin da1 da 2 30...50 , 2
где dai - диаметры вершин звездочек, мм, (i=1,2 )
|
|
|
0,5 ctg180 |
0 |
|
d |
ai |
t |
|
, |
|
|
|
Zi |
|
|
|
|
|
|
|
|
По соображениям долговечности цепи на практике рекомендуют принимать a 30...50 t. .
Число звеньев цепи (длина цепи в шагах)
* |
|
2a |
|
z z |
2 |
z |
2 |
z |
|
|
t |
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
||||||
L t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
120 . |
t |
2 |
|
|
2 |
a |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученное значение округлить до целого четного числа Lt и уточнить межосевое расстояние.
62

|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
z z |
2 |
|
|
|
|
z z |
2 |
2 |
z |
2 |
z |
|
2 |
|||
a |
|
|
|
L |
1 |
|
L |
|
1 |
|
8 |
|
1 |
|
|
|
|||||
расч |
4 |
2 |
|
2 |
|
|
2 |
||||||||||||||
|
|
|
t |
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Монтажное межосевое расстояние из условия нормального провисания цепи, мм,
aмонт a расч a ,
где a 0,002 0,004 a расч .
Величину a монт принять целым числом в пределах aminмонт aмонт amaxмонт.
2ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ
При несоблюдении приведенных ниже условий необходимо изме-
нить шаг или число рядов цепи и скорректировать проектировочные расчеты.
2.1 Проверка долговечности цепи
Число ударов цепи, с-1
z1 n1 508 .
15 Lt t
Размерность в формуле: n1, об/мин; t, мм.
2.2 Проверка на отсутствие резонансных колебаний цепи
Критическая частота вращения малой звездочки, об/мин,:
|
|
|
|
9,5 105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
nкр1 |
|
|
|
|
1 |
|
n1 , |
|
|
z1 aмонт |
Vц q |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
где q — погонная масса цепи, кг/м (таблица 1.1); |
|||||||||
Vц |
t z n1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
60 1000 - средняя скорость цепи, м/с. |
|
|
Размерность в формуле:
63
2.3 Проверка цепи по запасу прочности при кратковременной перегрузке
Натяжение ведущей ветви цепи при кратковременной перегрузке
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
K |
П |
F F |
f |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1max |
|
t |
|
|||
где |
|
K П |
|
Tmax |
- кратность перегрузки (пусковая характеристика |
|||||||||
T |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
электродвигателя); |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
P |
|
2000 Т |
|
|
|
|
|
|
||||
F |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
- окружная сила, передаваемая цепью, Н; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
t |
Vц |
|
|
d1 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F f 10 3 a расч q g K f , Н — натяжение от провисания
(силы тяжести) ведомой ветви цепи (aр а с ч ,мм, g = 9,81 м/с2
— ускорение свободного падения);
K f 1 5cos2 — коэффициент, учитывающий наклон линии цен-
тров звездочек к линии горизонта. Коэффициент запаса прочности цепи S
S |
Fразр |
S 7 0,25 t n |
10 |
3 |
, |
|
|
||||
|
1 |
|
|
||
|
F1max |
|
|
|
где t, мм; n1, об/мин.
2.4 Проверка цепи на износостойкость по условному давле-
нию
Из условия не выдавливания смазочного материала в шарнирах
цепи, условное давление в шарнире цепи |
p0 |
||
p |
Ft |
p |
|
|
, |
||
|
Aш |
||
|
Kэ |
||
где А — площадь шарнира по таблице 1.1; |
p0 —ш допускаемое условное давление в шарнире цепи, определяемое по таблице 1.5 для выбранной цепи.
64

3 НАГРУЗКИ В ВЕТВЯХ ЦЕПИ И НА ВАЛЫ ЗВЕЗДОЧЕК
y |
|
|
ψ |
|
|
|
|
|
F1 |
FВ φ |
|
|
|
ψ |
|
|
|
|
|
|
|
γ |
β |
|
|
|
|
|
F2 |
|
x |
|
|
|
Натяжение ведущей ветви цепи при номинальном режиме работы
F1 Kд Ft FV F f ,
где K д — коэффициент динамичности (см. п. 1.4);
FV q V 2 Н — центробежная сила;
q, кг/м — по таблице 1.1; Натяжение ведомой ветви
F2 FV F f .
Нагрузка на валы
FВ F12 F22 2F1 F2 cos 2 ,
где |
|
|
|
|
|
|
|
d |
2 |
d |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
, |
|
|
|
|
2 a |
|
|
||||
arcsin |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 — угол между ветвями цепи, a a |
расч |
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
65

Угол между вектором FB и линией центров передачи
|
|
|
|
|
|
F1 F2 |
sin |
|
||
|
|
arctg |
|
|
|
|
. |
|||
F F |
cos |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
Угол наклона вектора F В |
к горизонту |
|
||||||||
|
|
|
, |
|
||||||
где — угол наклона цепи к горизонту. |
|
|||||||||
Величины |
|
В и используют в уточненных расчетах вала ре- |
||||||||
F |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
дуктора, предварительно |
разложив |
F В |
на горизонтальную |
|||||||
FBx FВ cos и вертикальную |
FBy FВ sin составля- |
ющие.
Отметим, что для цепной передачи, работающей по принципу зацепления, а не трения, величина Ff не имеет такого решающего влияния, как для ременной передачи. Обычно Ff составляет всего не-
сколько процентов от Ft.
Для распространенных на практике тихоходных и среднескоростных передач (V < 10 м/с) Ff составляет не более 5% от Ft, а FV - не
более 0,5% от Ft.
При этом в практических расчетах можно принимать
F 0 |
и |
F |
F K |
д |
F |
|
2 |
B |
1 |
|
t |
||
|
; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Тогда |
|
|
|
F cos |
||
|
|
|
F |
|||
|
|
|
Bx |
|
|
1 |
|
|
|
F |
F sin |
||
|
|
|
By |
|
|
1 |
66
РАЗДЕЛ III РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ ПРИВОДА ВТОРОЙ МОДИФИКАЦИИ (М2)
Условия задачи
Рассчитать одноступенчатую червячную передачу с архимедовом червяком (ZA), входящую в привод к ленточному или цепному транспортеру.
Исходные данные для расчета
1) Кинематическая схема привода М2 (рисунок 1).
Привод второй модификации состоит из электродвигателя 1, ременной передачи 2, одноступенчатого червячного редуктора 3 и компенсирующей муфты 4, соединяющей выходной вал редуктора с приводным валом барабана ленточного конвейера 5.
Принятые на схеме нагрузочные и кинематические обозначения: Pэ PI , PII , PIII — мощность на валах передачи, кВт;
nэ nI , nII , nIII — частота вращения валов, об/мин; Tэ TI , TII , TIII — крутящий момент на валах, Н м; NI , N II , NIII — число циклов нагружения валов; z1 — число заходов червяка;
z2 — число зубьев червячного колеса.
2)Усилие на ленте Fл или на цепи Fц транспортера, Н.
3)Линейная скорость ленты V л или цепи Vц , м/с.
4)Диаметр барабана ленточного транспортера Dб , мм или шаг це-
пи звездочки t, мм и Z зв — число зубьев звездочки транспортера.
5)Режим нагружения и суммарный срок службы привода те же, что и для привода М1.
6)Параметры электродвигателя: тип, марку, мощность Pэ и ча-
стоту вращения nэ первоначально принять такими же, что и в приводе М1 (см. раздел I).
67

1 — электродвигатель, 2 — ременная передача, 3 — червячный редуктор, 4 — муфта, 5 — исполнительный механизм.
Рисунок 1 (М2) - Кинематическая схема привода второй модификации.
1 РАСЧЕТ ОБЩИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА М2
Выбор электродвигателя и определение силовых и кинематических параметров проводится с учетом КПД червячной и ременной передачи:
0,7 ÷ 0,75 — при z1 = 1 (uчер > 30),
ηчер= 0,76 ÷ 0,85 — при z1 = 2 (uчер = 15 ÷ 30), 0,86 ÷ 0,92 — при z1 = 4 (uчер = 8 ÷ 15);
68

ηрем= |
0,96 |
÷ 0,98 |
— для плоскоременной передачи, |
||||||
0,95 |
÷ 0,97 |
— для клиноременной передачи; |
|||||||
|
|
|
|||||||
а |
также КПД муфты |
м |
0,98 0,99 |
и подшипников качения |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
пк |
0,99 0,995 . |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Учитывая более низкий КПД червячных передач по сравнению с КПД зубчатых передач, мощность первоначально выбранного электродвигателя может оказаться недостаточной для нормальной работы исполнительного механизма.
Общий КПД привода М2 |
об рем ред м , |
|
|
|||||||
где КПД червячного редуктора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ред черв пк2 . |
|
|
|
||||||
Требуемая мощность на валу электродвигателя, кВт |
|
|
||||||||
|
* |
|
|
P |
|
|
, |
|
|
|
|
Pэ |
об |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где P Pб или Pц ; |
Pб |
F V |
л |
, кВт |
Pц |
Fц Vц |
, кВт |
|||
1000 |
1000 |
|||||||||
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
При Pэ 0,95Pэ* мощность выбранного электродвигателя до-
статочна. В противном случае необходимо выбрать электродвигатель большей мощности, используя таблицу1.2 разд. I.
Общее передаточное число привода М2 остается таким же, как в приводе М1, т.к. частоты вращения электродвигателя и исполнительного механизма не изменились
n
uоб n э .
III
Передаточное число червячного редуктора принимаем
u*чер uкон uцил 10 и уточняем по стандартизованному ряду:
10; (11,2); 12,5; (14); 16; (18); 20; (22,4); 25; (28); 31,5; (35,5); 40
В скобках указаны значения второго ряда чисел.
Примечание - uкон и uцил определяются при расчете привода М1 (см. раздел I).
69
Тогда передаточное число ременной передачи будет
U |
|
|
U об |
(округлить до сотых ). |
|
рем |
Uчер |
||||
|
|
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
Проверить условие 1,5 ≤ Uрем ≤ 3,0.
В случае, если частота вращения электродвигателя изменена ( например, увеличена) по сравнению с приводом М1, тогда при разбивке общего передаточного числа Uоб по ступеням можно
задаться |
передаточным числом червячной передачи |
в пределах |
|||||||||||
U * |
|
|
|
U об |
|
|
|
U об |
10 40 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
чер |
[U рем] |
1,5 3,0 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
Затем выбрать из стандартизованного ряда чисел |
U |
чер |
и уточнить |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U рем |
|
U об |
так, чтобы соблюдалось условие 1,5 ≤ Uрем ≤ 3,0 . |
||||||||||
|
|||||||||||||
|
|
Uчер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Врезультате должны быть уточнены:
1)мощности на валах привода, кВт:
PI PЭ , |
|
|
|
PII PЭ рем пк , |
PIII PЭ об ; |
||||||||||||||||
|
2) |
частоты вращения валов, об/мин: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
n |
|
n , |
|
|
|
|
nII |
|
|
nI |
|
, |
|
nIII |
|
nII |
; |
|
|
||
I |
|
|
|
|
|
u рем |
|
uчер |
|
|
|||||||||||
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3) |
угловые скорости валов, рад/с: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
n |
|
II |
|
I |
|
|
|
|
III |
|
II |
||||||
I |
э |
I |
, |
|
|
, |
|
|
|
; |
|||||||||||
|
u рем |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
uчер |
||||||||||||||||||
30 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
4) |
крутящие моменты на валах, Н∙м: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
P |
|
T |
1000 Pi |
|
|
|
|
|
|
||||||||
T |
9550 |
i |
|
или |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
i |
|
|
n |
|
i |
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где P,кВт , n,об мин, ω, рад/сек; i=I,II,III.
Результаты расчетов свести в таблицу.
.
70