3.4 Розрахунок ланцюгової передачі

Вихідні дані:

- потужність Р₄ = 2,1 кВт;

- частота обертання n₁ = 240об./хв.;

- кутова швидкістьс^-1;

- передаточне число u = 1;

- обертовий момент Т₁ =85 Н;

- передача горизонтальна;

- помірні зміни навантаження;

- передача нерегульована.

Знаходимо кількість зубців Z₂ меншої (веденої) зірочки

, _(3.28)

Приймаємо == 21.

Поєднання непарного числа зубців меншої зірочки з парним числом ланок ланцюга забезпечує рiвномiрнiше спрацювання ланцюга i зубців зірочок.

Визначаємо кількість зубців більшої зірочки Z₂

;

Приймаємо = 84.

Кількість зубців більшої зірочки для роликових ланцюгів Z_2max < 120

Визначаємо крок ланцюга

Крок ланцюга t є основним параметром ланцюгової передачі. Ланцюги з великим кроком мають більшу несучу здатність, але допускають значно менші частоти обертання меншої зірочки.

Таблиця 3.2

Найбільші значення частоти обертання ведучої зірочки, n_1max

Частота обертання, n1max, об./хв.	400
Крок ланцюга t, мм, не більше	12,07

Вибираємо ланцюг із мінімально допустимим для заданого навантаження кроком. У проектному розрахунку орієнтовне значення кроку t, мм, однорядного роликового ланцюга визначаємо за формулою

, (3.29)

де Т₁ – Н·м;

(мм).

Узгоджуючи одержане значення кроку із заданою частотою обертів, вибираємо однорядний або із зменшенням величини кроку – дво- чи трирядний ланцюг. Але багаторядні ланцюги дуже чутливі до неточності виготовлення та монтажу передачі. Їх застосовуємо, коли немає можливості використати однорядний ланцюг для заданих умов роботи.

За табл. 3.1. при частоті обертання n₁ = 241,25 об/хв. значення кроку повинно бути не більше ніж 12,07 мм. До розрахунку вибираємо роликовий однорядний ланцюг ПР – 12,07 – 8850, для якого маємо:

- крок t = 12,07 мм;

- площа опорної поверхні шарніра А_оп =39,6 мм²;

- руйнівне навантаження F_рн = 18,2 кН;

- маса ланцюга q = 0,75 кг/м.

Визначаємо швидкість ланцюга (м/с):

(м/с). (3.30)

З умови забезпечення кута обхвату ведучої зірочки (більше 120⁰) знаходимо оптимальну міжосьову відстань

; (3.31)

(мм).

Визначаємо кількість ланок ланцюга

(3.32)

шт

Щоб не застосовувати перехідної ланки із загнутими пластинами, приймаємо парну кількість ланок, тобто добуте значення округляємо до парного числа: W = 240.

Уточнюємо міжосьову відстань

(3.33)

де (3.34)

(3.35)

(мм).

При монтажі холоста (ведена) гілка ланцюга повинна провисати на , тобто добуте значеннятреба зменшити на 0,2..0,4%.

(мм)

Приймаємо мм.

Визначаємо сили, що виникають у гілках ланцюга:

у веденій гілці ; (3.36)

у ведучій гілці , (3.37)

де – відцентрова сила, Н;, q – маса 1 метра ланцюга, кг;

(Н),

–сила від провисання веденої гілки ланцюга, Н:

, (3.38)

де – коефіцієнт кута нахилу лінії центрів зірочок до горизонтальної площини

Таблиця 3.3

Орієнтовне значення коефіцієнту кута нахилу лінії центрів зірочок до горизонтальної площини

Кут нахилу	00
	6

–прискорення вільного падіння, = 9,81 м/с;

–міжосьова відстань, м

(Н)

(Н)

–колова сила,

(3.39)

де – обертовий момент, Н/м; d₁ – ділильний діаметр зірочки – діаметри кола, на якому розташовані осi роликів, м

(3.40)

(3.41)

;

_(3.42)

Силу, що діє на вали та їх опори, визначаємо за формулою:

. (3.43)

Без великої похибки можна вважати, що сила F спрямована по лінії центрів передачі

Вибраний ланцюг перевіряємо за середнім тиском p (МПа), в його шарнірах, який забезпечує їхню зносостійкість

(3.44)

де – коефіцієнт навантаження

(3.45)

де К₁ – динамічний коефіцієнт:

- при помірному навантаженні К₁= 1,0.

К₂ – коефіцієнт змащування:

- при краплинному (V < 4 м/с) – К₂ = 1,0.

К₃ – коефіцієнт тривалості роботи

- при двозмінній – К₃= 1,25.

К₄ – коефіцієнт довжини ланцюга

- A_w = (30...60)t – К₄= 1,0.

К₅ – коефіцієнт способу регулювання натягу ланцюга:

- для нерегульованої передачі – К₅ = 1,25.

К₆ – коефіцієнт кута нахилу лінії центрів зірочок передачі до горизонтальної площини:

- при куті нахилу 0⁰...60⁰ – К₆ = 1,0.

–площа проекції опорної поверхні шарніра, мм²;

–коефіцієнт, що враховує кількість рядів ланцюга:

[p] – допустимий тиск, MПа.

К₁= 1,0; К₂= 1,0; К₃= 1,25; К₄= 1,0; К₅= 1,25; К₆ =

1,0;= 1,0:

;

(МПа).

За табл. 6.6 приймаємо [p] = 28 МПа > 5.5;

Перевірка вибраного ланцюга на міцність

У відповідальних випадках можна перевірити вибраний ланцюг на міцність за коефіцієнтом запасу

(3.46)

де – руйнівне навантаження;

К₁ – динамічний коефіцієнт;

[s] – допустимий коефіцієнт запасу міцності, значення якого зростає при збільшенні кутової швидкості меншої зірочки та кроку ланцюга

Таблиця 3.4

Найбільші значення частоти обертання ведучої зірочки, n_1max

Крок t, мм	Частота обертання меншої зірочки n1, об./хв.
12,07	240

;

s = 32.5 > [s] = 7,9.

Звичайно, ланцюги, вибрані з умови забезпечення зносостійкості, мають достатню міцність, тому перевірочний розрахунок на міцність можна не робити.

Таблиця 3.5Табличний звіт розрахунків

Параметр	Значення
Кількість зубців зірочок: - ведучої Z1 - веденої Z2	21 84
Позначення ланцюга	ПР-12,07-8850
Колова швидкість, V, м/с	1,1
Кількість ланок ланцюга, W	240
Міжосьова відстань Aw, мм	676
Ділильні діаметри зірочок: - ведучої d1, мм - веденої d2, мм	81 323
Діаметр вершин зубців: - ведучої da1, мм - веденої da2, мм	96 339
Сила, що діє на вали F, кН	644
Tиск у шарнірах ланцюга: - діючий, р, МПа - допустимий, [p], МПа	5,5 28
Коефіцієнт запасу міцності: - діючий s - допустимий [s]	32,5 7,9