4.20. Проверочный расчет тихоходной прямозубой передачи по напряжениям изгиба:
(3.19)
где - коэффициент формы зуба, зависящий от эквивалентного числа зубьев:
,
;
,
- коэффициент, учитывающий наклон зубьев,
- для прямозубых передач
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, предварительно принимаем , (с.29)[2]
- коэффициент нагрузки,
(3.20)
(с.26 таблица 7.1.)[2]
(с.27 таблица 7.2.)[2]
, (с.13 рисунок 4.2.)[2]
(с.28 таблица 7.3.)[2]
Расчет будем вести по тому из колес, у которого отношение
меньше.
Расчет ведем по зубу шестерни, как менее прочному
Прочность колеса на изгиб обеспечена.
4.21. Предельные (расчетные) напряжения при кратковременной перегрузке
По графику нагрузки (рисунок 3.1) имеем , по характеристике электродвигателя4А132М2УЗ, , принимаем наихудший вариант.
Предельные контактные напряжения:
(3.21)
где - предельные контактные напряжения при перегрузке,
- максимальный момент при перегрузках,
- рабочие контактные напряжения,
- максимально допускаемые контактные напряжения,
Предельные контактные напряжения:
(3.22)
где - предельные контактные напряжения при изгибе,
- максимальный момент при перегрузках,
- максимально допускаемые контактные напряжение при
изгибе,
Таким образом, контактная изгибная прочность зубьев, как при номинальной нагрузке, так и при перегрузках обеспечивается.
5.Расчет цепной передачи
5.1 Число зубьев малой звездочки
z1=31–2u = 31–2∙1,9 =27,2
Принимаем z1=29 > zmin =13
5.2 Число зубьев ведомой звездочки
z2 = z1u =29∙1,9= 55,1
Принимаем z2=55 < 120 – условие соблюдается
5.3 Коэффициент эксплуатации:
Кэ=КдКаКнКрегКсмКреж= 1,8∙1∙1∙1∙1,5∙1=2,7 < 3 – условие соблюдается,
где Кд – |
коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки, при нагрузке с сильными толчками Кд = 1,8; |
Ка – |
коэффициент, учитывающий межосевое расстояние, при рекомендуемом а = (30…50)t Ка = 1; |
Кн – |
коэффициент, учитывающий наклон линии центров звездочек к горизонтали, при наклоне под углом менее 600 Кн =1; |
Крег – |
коэффициент, зависящий от способа регулирования натяжения цепи, при регулировании положения оси ведущей звездочки Крег = 1; |
Ксм – |
коэффициент, учитывающий характер смазки, при периодической смазке Ксм = 1,5; |
Креж – |
коэффициент, зависящий от продолжительности работы в сутки, при односменной работе Креж = 1. |
5.4 Среднее допускаемое давление в шарнирах
(по
табл. 3.1) при частоте вращения ведущей
звездочки
:
5.5 Ориентировочное значение шага цепи
при числе рядов m = 2:
мм
,
где при m = 2 mp =2
5.6 Определение оптимального значения шага цепи
Зададимся тремя смежными шагами однорядной приводной роликовой цепи нормальной серии типа 2ПР по ГОСТ 13568 – 75 и расчеты сведем в таблицу
5.1.Таблица 5.1 – Расчет цепной передачи
Определяемая величина |
Расчетная формула |
Шаг цепи t,мм |
Примечание |
||
31,35 |
38,1 |
44,45 |
|||
Частота вращения меньшей звездочки n1, об/мин
Допустимая частота вращения меньшей звездочки n1max, об/мин |
по таблице 3.4 |
142,42
900 |
142,42
850 |
142,42
750 |
Условие n1n1max соблюда-ется |
Характеристика цепи: разрушающая нагрузка Q,H ширина внутреннего звена Ввн, мм диаметр оси d, мм масса 1м цепи g, кг/м |
по таблице 3.2 |
241770
19,05
9,55
7,3 |
302540
25,4
11,12
11,0 |
343148
25,40
12,72
14,4 |
|
Площадь проекции опорной поверхности шарнира А, мм² |
А = m1,45Ввн d |
527,5 |
819,1 |
936,9 |
|
Диаметр делительной окружности звездочки D,мм |
|
293,65
556,16
|
352,38
667,38 |
411,12
778,61 |
|
Продолжение таблицы 5.1
Определяемая величина |
Расчетная формула |
Шаг цепи t,мм |
Примечание |
|||
31,75 |
38,10 |
44,45 |
||||
Радиус делительной окружности звездочки R1,мм |
R1= |
0,27 |
0,33 |
0,38 |
|
|
Средняя скорость цепи υ, м/с
Допустимое значение [υ], м/с |
υ = ω3R1 ≤ [υ],
по пункту 2.7 |
4,02
20 |
4,92
20 |
5,66
20 |
Условие υ ≤ [υ] соблюда-ется |
|
Ориентировочное значение межосевого расстояния ао, |
ао = 40t |
1270 |
1524 |
1778 |
|
|
Длина цепи в шагах или число звеньев цепи |
|
122
|
122 |
122 |
принимаем четное число звеньев цепи |
|
Уточненное межосевое расстояние ау, мм
Окончательно принимаем межосевое расстояние с учетом провисания цепи а, мм |
а = ау – а |
1263
1258,4 |
1516
1510.6 |
1770
1763,8 |
|
|
Число ударов цепи ν, с-1
Допускаемое значение [ν], с-1 |
по таблице 3.5 |
1,12
25 |
1,12
20 |
1,12
15 |
Условие ν ≤ [ν] соблюдается |
|
Продолжение таблицы 5.1
Определяемая величина |
Расчетная формула |
Шаг цепи t,мм |
Примечание |
||
31,75 |
38,10 |
44,45 |
|||
Окружное усилие Ft, Н |
|
2295,48 |
1878,12 |
1631 |
|
Уточняем коэффициент эксплуатации Кэ |
Кэ=КдКаКнКрегКсмКреж |
2,7 |
2,7 |
2,7 |
Кэ оставляем прежним |
Расчетное давление в шарнирах цепи p, Н/мм² Допускаемое значение [pо], Н/мм² |
по таблице 3.1 |
11,74
28,1 |
6,19
28,1 |
4,70
25,7 |
Условие p ≤ [pо] соблюдается |
Натяжение от центробежных сил Fц, Н |
Fц = qυ² |
117,9 |
266,3 |
461,3 |
|
Натяжение от провисания цепи Ff, Н |
при Kf = 2 – по пункту 2.16 Ff = Kf qag |
180,2 |
326 |
498,3 |
|
Коэффициент безопасности S
Допускаемое значение [S] |
по таблице 3.6 |
54,6
10.2 |
76,1
11.7 |
88,9
11.7 |
Условие S≥ [S] соблюдается |
Натяжение ветвей: ведущей F1, H ведомой F2, H |
F1 = Ft + Fц + Ff F2 = Fц – см. пункт 2.18 |
2593,58 |
2470,42 |
2590,6 |
|
Нагрузка на валы Qв, Н |
Qв = КвFt + 2Ff, где Кв=1,15 – по таблице 3.7 |
3000,20 |
2811,83 |
2872,25 |
|
Для заданных условий работы пригодны цепи с шагами t = 31,75, t = 38,1 и t=44,45; целесообразнее цепь с шагом t = 44,45мм, так как она обеспечивает наименьшее давление в шарнирах, имеет наибольший запас прочности и оказывает сравнительно низкую нагрузку на валы. Исходя из этих соображений, можно принять цепь 2ПР-44,45-34480 ГОСТ 13568 – 75, но, исходя из наименьших габаритов передачи, наименьшей нагрузки на валы, веса и стоимости, примем цепь 2ПР-38,1-25400 ГОСТ 13568 – 75.