III. Расчет открытой цепной передачи

Исходные данные для расчета роликовой цепной передачи выбираем из кинематического расчета привода.

Мощность на валу ведущей звёздочки Р₂=7,2 кВт

Угловая частота вращения ведущей звёздочки ω₂=25,3 с^-1

Число оборотов ведущей звёздочки n₂=242 об/мин

Вращающий момент вала ведущей звёздочки Т₂=285 Н·м

Мощность на валу ведомой звёздочки Р₃=6,6 кВт

Угловая частота вращения ведомой звёздочки ω₃=8,8 с^-1

Число оборотов ведомой звёздочки n₃=84 об/мин

Вращающий момент на валу ведомой звёздочки Т₃=750 Н·м

Передаточное число цепной передачи u_цп= 2,881

Последовательность выполнения работы

1. Назначаем материал звездочек – сталь 20

2. Число зубьев ведущей звёздочки:

принимаем

Число зубьев ведомой звёздочки:

принимаем

3. Принимаем тип роликовой цепи

Шаг цепи:

,

где k_н – коэффициент, учитывающий влияние наклона цепи, при γ=55° принимаем k_н=1

где γ – угол между линией, соединяющей центры звездочек, и горизонтальной линией;

Т₂ – вращающий момент на ведущей звездочке, Н·мм;

[р] – допускаемое давление в шарнирах, МПа, принимаем [р]=20 МПа;

m – число рядов цепи, принимаем m=1;

Принимаем ближайшее большее стандартное значение шага цепи: t=31,75 мм [3, т.2]

4. Уточняем допускаемое давление в шарнирах цепи:

[р]=27,2 МПа [3, т.1]

5. Межцентровое расстояние:

6. Число звеньев цепи:

Принимаем

7. Уточняем межцентровое расстояние:

Принимаем

8. Подбираем стандартную цепь и выписываем параметры:

Тип цепи: ПР-31,75-8850

Q=88500 Н – разрушающая нагрузка;

q=3,8 кг/м – масса 1 м цепи;

m=1 – число рядов цепи;

t=31,75 мм – шаг цепи;

А=262 мм­² – площадь опорной поверхности шарнира. [3, т.3]

9. Средняя скорость цепи:

,

где t, мм;

n₂, об/мин

10. Окружная сила:

,

где Р₂, Вт;

v, м/с

11. Проверочный расчет цепи на износостойкость:

,

где [р], МПа;

р, МПа – расчетное значение давления в шарнирах цепи;

F_o, Н;

А, мм²

12. Натяжение ведущей ветви цепи от центробежных сил:

,

где g=9,8 м/с² – ускорение силы тяжести;

q, кг/м;

v, м/с

Принимаем

13. Натяжение ведущей ветви цепи от провисания цепи:

,

где q, кг/м;

а, м;

К₁ – коэффициент учитывающий влияние расположения цепной передачи при γ>40°, принимаем К₁=1

Принимаем

14. Расчетное усилие в ведущей ветви цепи:

15. Проверочный расчет по коэффициенту запаса прочности:

,

где n – расчетный коэффициент запаса прочности;

Q, Н;

F, Н;

[n] – нормальный коэффициент запаса прочности, принимаем [n]=8,9 [3, т.4]

16. По типу цепи выписываем размеры цепи:

d=9,55 мм – диаметр оси шарнира;

d₁=19.05 мм – диаметр ролика;

b=19.05 мм – расстояние между внутренними пластинами цепи;

B=46 мм – толщина цепи;

h=30,2 мм – ширина цепи. [3, т.3]

17. Конструктивные размеры ведущей звездочки:

Диаметр вала под звёздочкой:

,

где Т₂, Н·мм;

[τ_к]=25 МПа – допускаемое напряжение при кручении.

,

принимаем .

Диаметр ступицы:

принимаем .

Длина ступицы:

принимаем

Ширина зуба звёздочки:

Диаметр делительной окружности:

Диаметр окружности выступов зубьев:

,

где k – коэффициент высоты зуба, выбираем в зависимости от геометрической характеристики:

принимаем k=0,555 [3, т.5]

Диаметр окружности впадин:

,

где r₁ – радиус впадин

Высота головки зуба:

Радиус закругления зуба:

Радиус закругления ступицы принимаем R=4 мм.