5 Расчет открытой цепной передачи

Шаг цепи

где [p] = 30 МПа – допускаемое давление в шарнирах.

К_э – коэффициент эксплуатации

К_э = К_дК_сК_К_регК_р,

где К_д = 1 – коэффициент динамической нагрузки,

К_с = 1,5 – смазка периодическая,

К_ = 1,0 – положение передачи горизонтальное,

К_рег = 1,25 – нерегулируемая передача,

К_р = 1,0 – работа в одну смену.

К_э = 1,51,25 = 1,88.

z₁ – число зубьев малой звездочки,

z₁ = 29 – 2u = 29 – 23,13= 22,7,

принимаем ближайшее нечетное значение z₁ = 23

р = 2,8(71,810³1,88/2330)^1/3 = 16,3 мм

Принимаем ближайшее большее значение р= 19,05 мм:

- разрушающая нагрузка Q = 31,8 кН;

- масса одного метра цепи q = 1,9 кг/м;

- диаметр валика d₁ = 5,94 мм;

- ширина внутреннего звена b₃ = 12,70 мм

Уточняем разрушающую нагрузку [p] = 29,2 МПа [1c.91].

Число зубьев ведомой звездочки:

z₂ = z₁u = 233,13 = 71,99

Принимаем z₂ = 71

Фактическое передаточное число

u₂ = z₂/z₁ = 71/23 = 3,09

Отклонение фактического передаточного числа от номинального

|3,09 – 3,07|100/3,07 = 0,65%

Межосевое расстояние

а_р = 0,25{L_p-0,5z_c+[(L_p-0,5z_c)² – 8²]^0,5}

где L_p – число звеньев цепи,

z_c – суммарное число зубьев,

z_c =z₁+z₂ = 23+71 = 94,

 = (z₂ – z₁)/2 = (71 – 23)/2 = 7,64

L_p = 2a_p+0,5z_c+²/a_p = 240+0,594+ 7,64²/40 = 128,4

где а_р = 40 – межосевое расстояние в шагах (предварительно),

принимаем L_p = 128

а_р = 0,25{128 – 0,594 +[(128 – 0,594)² – 87,64²]^0,5} = 40,0

a = a_pp = 40,019,05 = 762 мм.

Длина цепи

l = L_pp = 128·19,05 =2440 мм

Определяем диаметры звездочек

Делительные диаметры

d_д = t/[sin(180/z)]

ведущая звездочка:

d_д1 = 19,05/[sin(180/23)] = 140 мм,

ведомая звездочка:

d_д2 = 19,05/[sin(180/71)] = 430 мм.

Диаметры выступов

D_e = p(K+K_z – 0,31/)

где К = 0,7 – коэффициент высоты зуба

• – геометрическая характеристика зацепления,

К_z – коэффициент числа зубьев

 = р/d₁ = 19,05/5,94 = 3,21,

К_z1 = ctg180/z₁ = ctg180/23 = 7,28,

К_z2 = ctg180/z₂ = ctg180/71 = 22,59,

D_e1 = 19,05(0,7+7,28 – 0,31/3,21) = 150 мм,

D_e2 = 19,05(0,7+22,59 – 0,31/3,21) = 441 мм.

Диаметры впадин:

D_f = d_д – (d₁ – 0,175d_д^0,5)

D_f1= 140 – (5,94 – 0,175140^0,5) = 136 мм

D_f2= 430 – (5,94 – 0,175430^0,5) = 428 мм

Ширина зуба:

b = 0,93b₃ – 0,15 = 0,9312,70 – 0,15 = 11,66 мм

Толщина диска:

С = b+2r₄ = 11,66+21,6 = 14,9 мм

где r₄ = 1,6 мм при шаге < 35 мм

Допускаемая частота вращения меньшей звездочки

[n] = 1510³/p = 1510³/19,05 = 787 об/мин

Условие n =208 < [n] = 787 об/мин выполняется.

Число ударов цепи

U = 4z₁n₂/60L_p = 423238/60128 = 2,9

Допускаемое число ударов цепи:

[U] = 508/p = 508/19,05 = 27

Условие U < [u] выполняется.

Фактическая скорость цепи

v = z₁pn₂/6010³ = 2319,05238/6010³ = 1,74 м/с

Окружная сила:

F_t = Р₂/v = 1,788·10³/1,74 =1028 H

Давление в шарнирах цепи

p = F_tK_э/А,

где А – площадь проекции опорной поверхности в шарнирах цепи.

А = d₁b₃ = 5,9412,70 = 75 мм³.

р =10281,88/75 = 25,8 МПа.

Условие р < [p] = 29,2 МПа выполняется.

Коэффициент запаса прочности

s = Q/(k_дF_t+F_v+F₀)

где F_v – центробежная сила

F₀ – натяжение от провисания цепи.

F_v = qv² = 1,91,74² = 6 H

F₀ = 9,8k_fqa = 9,82,01,90,762 = 28 H

где k_f = 2,0 – для наклонной передачи (θ = 60º)

s = 31800/(11028+ 28+ 6) = 29,9 > [s] = 8,1 [1c.94].

Сила давления на вал

F_в = k_вF_t+2F₀ = 1,151028+228 = 1238 H.

где k_в = 1,15 – коэффициент нагрузки вала.

Так как условия р < [p] и s > [s] выполняются, то можно утверждать, что данная передача выдержит передаваемую нагрузку и будет стабильно работать в нормальных условиях весь срок службы.