Расчёт цепной передачи
Исходные данные:
Мощность на ведущем валу PIII = 6,3 кВт; частота вращения ведущего вала nIII = 21,8 об/мин; вращающий момент на ведущем валу TIII = 2756,1 Н·м; передаточное отношение u = 2,2; передача горизонтальная.
Рисунок 4.1 – Кинематическая схема цепной передачи
Работа цепной передачи основана на принципе зацепления зубчатых колес с цепью. Основные критерии работоспособности и расчета цепной передачи - износостойкость способности и прочность элементов цепи.
Основной
расчетный параметр – шаг цепи
,
мм:
(4.1)
где
-
вращающий момент на валу малой звездочки,
Н·мм;
-
коэффициент эксплуатации;
-
число зубьев малой звездочки;
-
допускаемое давление типовой передачи,
МПа;
-
число рядов цепи.
Коэффициент эксплуатации учитывает условия эксплуатации передачи, отличные от типовых.
(4.2)
где коэффициенты:
-динамической
нагрузки,
– межосевого расстояния,
– наклона передачи к горизонту
– способа регулирования цепи,
– смазки,
– режима.
Оптимальное число зубьев определяется:
.
(4.3)
Допускаемая расчётная мощность, Вт:
,
(4.4)
где
- коэффициент числа зубьев ;
– коэффициент частоты вращения
Межосевое расстояние, мм:
.
(4.5)
Число зубьев большой звёздочки:
.
(4.6)
Длина цепи, выраженная в шагах, или число звеньев цепи:
.
(4.7)
Полученное значение округляется до целого числа.
Для
принятого значения
уточняют а, мм:
.
(4.8)
Определяют делительный диаметр звездочек, мм:
.
(4.9)
Наружные диаметры звездочек, мм:
,
(4.10)
где d - диаметр ролика, мм.
Скорость цепи, м/с,
.
(4.11)
Окружная сила в передаче, Н:
.
(4.12)
Центробежная сила, Н:
.
(4.13)
Сила от провисания, Н:
.
(4.14)
где
– коэффициент, учитывающий провисание
цепи;
при горизонтальном расположении цепи.
Расчетная нагрузка на валы, Н:
(4.15)
Расчетное давление, МПа:
(4.16)
Для обеспечения износостойкости необходимо выполнить условие:
(4.17)
Выбранную из расчета на износостойкость цепь проверяют на прочность по коэффициенту запаса прочности:
(4.18)
Расчеты проведены на ЭВМ с помощью программы APM WIN-MACHINE (модуль - TRANS), результаты приведены в таблицах 4.1-4.4.
Таблица 4.1 - Основные данные
Тип цепи |
Роликовая нормальной точности |
Вид рабочей нагрузки |
Плавная нагрузка |
Тип смазки цепи |
Периодическая смазка |
Момент на входе, Нм |
2756.00 |
Частота вращения ведущего вала, об./мин. |
21.00 |
Передаточное число |
2.00 |
Ресурс, час |
10000.00 |
Таблица 4.2 - Параметры цепи
Описание |
Символ |
Звездочка ведущая |
Звездочка ведомая |
Единицы |
Межосевое расстояние |
Aw |
1275.044 |
мм |
|
Шаг цепи |
t |
31.750 |
мм |
|
Диаметр ролика цепи |
d1 |
19.050 |
мм |
|
Расстояние между пластинами |
B |
19.050 |
мм |
|
Диаметр оси цепи |
d |
8.530 |
мм |
|
Максимальная ширина цепи |
b |
46.000 |
мм |
|
Высота пластины цепи |
h |
30.200 |
мм |
|
Расстояние между осями рядов многорядных цепей |
A |
0.000 |
мм |
|
Расстояние от края цепи до оси ряда |
b1 |
24.000 |
мм |
|
Рядность цепи |
n |
1 |
- |
|
Таблица 4.3 - Параметры звёздочек
Описание |
Символ |
Звездочка ведущая |
Звездочка ведомая |
Единицы |
Число зубьев |
Z |
17 |
34 |
- |
Шаг звёздочки |
tz |
31.750 |
31.750 |
мм |
Половина углового шага |
|
10.588 |
5.294 |
град. |
Диаметр окружности, вписанной в шаговый многоугольник |
dc |
169.848 |
342.637 |
мм |
Высота зубьев, измеренная от шаговой линии |
ht |
7.938 |
7.938 |
мм |
Диаметр делительной окружности |
Dd |
172.790 |
344.105 |
мм |
Диаметр окружности вершин |
De |
185.723 |
358.512 |
мм |
Диаметр окружности впадин |
Di |
153.544 |
324.860 |
мм |
Наибольшая хорда |
Lx |
152.723 |
324.451 |
мм |
Смещение центров дуг впадин |
e |
0.952 |
0.952 |
мм |
Радиус впадины |
r |
9.623 |
мм |
|
Радиус сопряжения |
r1 |
24.863 |
мм |
|
Радиус профиля головки зубьев |
r2 |
12.888 |
12.574 |
мм |
Половина угла впадины |
|
51.471 |
53.235 |
град. |
Угол сопряжения |
s |
14.471 |
16.235 |
град. |
Половина угла зуба |
|
13.235 |
15.118 |
град. |
Длина прямого участка профиля |
FG |
1.600 |
1.900 |
мм |
Расстояние между центрами дуг вершин и впадин |
OO2 |
23.622 |
мм |
|
Координата X центра |
O1x |
11.922 |
12.209 |
мм |
Координата Y центра |
O1y |
9.493 |
9.122 |
мм |
Координата X центра |
O2x |
23.220 |
23.521 |
мм |
Координата Y центра |
O2y |
4.341 |
2.180 |
мм |
Толщина зуба |
b2 |
17.566 |
мм |
|
Радиус закругления |
R |
1.500 |
мм |
|
Ширина многорядной звёздочки |
B |
17.566 |
мм |
|
Диаметр окружности заплечика |
Dc |
130.588 |
303.377 |
мм |
Радиус скругления вершины |
R3 |
32.385 |
мм |
|
Таблица 4.4 - Сила, действующая на вал
Описание |
Символ |
Шестерня |
Колесо |
Единицы |
Модуль силы |
F |
31900.072 |
Н |
|
Угол между вектором силы и линией центров |
f |
3.849 |
град. |
|