3. Силовой и прочностной расчет открытой передачи, определение ее основных параметров

3.1 Проектный расчет

1. Расчет проводится с целью определения геометрических параметров цепной передачи.

2. Определяем шаг цепи p,мм; полученное значение шага округляем до ближайшего стандартного по табл. К32.

где Т₁ - вращающий момент на ведущей звездочке ( равный Т₂ на тихоходном валу редуктора), Н*м.

К_э – коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передачи,табл.5.7/2/с.93

z₁ – число зубьев ведущей звездочки, полученное значение z₁ , округляем до целого нечетного числа.

где u – передаточное число цепной передачи.

- допускаемое давление в шарнирах цепи, Н/мм² .выбирается из табл. 5.8/2/ с.94

v – число рядов цепи, для однорядных цепей типа ПР, v = 1.

Принимаем шаг цепи – 25,4.

3. Определим число зубьев ведомой звездочки,

4. Определим фактическое передаточное число u_ф и проверим его отклонение от заданного u.

При условии, что

5. Определим межосевое расстояние а, мм. Из условия долговечности цепи а=(30…50)р=30762, где р – стандартный шаг цепи. Тогда 30…50 - межосевое расстояние в шагах;

6.Определим число звеньев цепи L_p, полученное значение округлить до целого четного числа.

7. Уточним межосевое расстояние а_р в шагах:

8. Определим фактическое межосевое расстояние а , мм:

9. Определим длину цепи L , мм:

10. Определим диаметры звездочек, мм:

- диаметр делительной окружности:

ведущей звездочки

ведомой звездочки

- диаметр окружности выступов:

ведущей звездочки

216,4

ведомой звездочки

419

где К=0,7- коэффициент высоты зуба.

К_z – коэффициент числа зубьев:

К_z1=ctg (180⁰/z₁)= ctg (180⁰/25) =7,915 - ведущей звездочки,

К_z2=ctg (180⁰/z₂)= ctg (180⁰/50) =15,89 - ведомой звездочки.

= р/d₁ – геометрическая характеристика зацепления, d₁ – диаметр ролика шарнира цепи – табл. К 32.

= р/d₁=25,4/7,92=3,2

- диаметр окружности впадин:

ведущей звездочки

ведомой звездочки

3.2 Проверочный расчет.

1. Проверить частоту вращения меньшей звездочки n_1, об/мин.

;

где n₁ - частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин.

- допускаемая частота вращения. Здесь р – в мм.

2. Прове5рить число ударов цепи о зубья звездочек U, с^-1:

;

где U = 4z₁n₁/(60L_p)= - расчетное число ударов цепи;

- 508/р= 508/25,4=20 - допускаемое число ударов. р – в мм.

3. Определим фактическую скорость цепи v, м/с.

где z₁,р – в мм.

n₁ - в об/мин.

4. Определим окружную силу, передаваемую цепью F_t, H.

где Р₂ – мощность на ведущей звездочке ( на тихоходном валу редуктора), кВт.

V - в м/с.

5. Определим давление в шарнирах цепи р_ц, Н/мм².

где А – площадь проекции опорной поверхности шарнира, мм².

где d₁ и b₃ – соответственно диаметр валика и ширина внутреннего звена цепи, мм. Табл. К32.

Допускаемое давление в шарнирах цепи уточняют в соответствии с фактической скоростью цепи v, м/с.

6. Проверим прочность цепи. Прочность цепи удовлетворяется соотношением S , где - допускаемый коэффициент запаса прочности для роликовых цепей, табл. 5,9/2/ с.97.

S – расчетный коэффициент запаса прочности;

где F_p – разрушающая нагрузка цепи, Н, зависит от шага цепи р и выбираем по табл. К32./2/.

F_t – окружная сила, передаваемая цепью, Н.

К_Д – коэффициент, учитывающий характер нагрузки.

F₀ – предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви (от ее силы тяжести), Н.

где К_f – коэффициент провисания. К_f = 3 – для передач, наклонных к горизонту до 40⁰.

q - масса 1 м цепи, кг/м. табл. К32/2/.

а – межосевое расстояние, м.

g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения.

F_v – натяжение цепи от центробежных сил, Н.

где v – фактическая скорость цепи, м/с.

По таблице 5,9/2/стр. 97, мы находим, что допускаемый коэффициент запаса прочности = 8,1 для роликовых цепей при z₁= 15…30, методом интерполирования, при р=25,4 и n₁ = 141,1 об/мин. Что в свою очередь удовлетворяет, условию:

S ; 12,6

7. Определим силу давления цепи на вал F_оп , Н.

где k_в – коэффициент нагрузки вала, табл. 5.7/2/ с.93.