0

Министерство образования Республики Беларусь

Могилевский государственный технологический институт

Кафедра Прикладной механики

расчет цепных передач

Методические указания к выполнению расчетов в курсовом проектировании, расчетно-графических и контрольных работах по дисциплинам ''Детали машин'' и ''Прикладная механика'' для студентов механических и технологических специальностей

Могилев 2001

УДК 621.81 (075.5)

Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры ''Прикладная механика'' протокол № 6 от '' 12 '' февраля 2001г.

Составители: В.Г.Харкевич

В.П.Пахадня

Рецензенты: И.Ю.Давидович

Н.И.Ширин

 Могилевский технологический институт, 2001

Содержание

С.

Введение ………………………………………………………….………… 4

1 Расчет цепной передачи на износостойкость …………………………….. 4

2 Основные расчетные формулы и рекомендации к расчету цепной пере-

дачи ………………………………………………………………………….. 5

3 Справочный материал ……………………………………………………… 9

4 Пример расчета ……………………………………………………………. 12

5 Список используемой литературы ……………………………………….. 16

Введение

Настоящие методические указания содержат методику и примеры расчета цепных передач приводными втулочными и роликовыми цепями с необходимыми рекомендациями и справочными материалами, служащими также для более глубокого понимания ГОСТ по этому разделу.

1 Расчет цепной передачи на износостойкость

Основными типами современных приводных цепей, используемых в приводах машин, являются роликовые (рис.4.2 /1/, рис.11.2 /2/), втулочные (рис.4.3 /1/, рис.11.3 /2/), изготавливаемые по ГОСТ 13568–75, а также зубчатые цепи (рис.4.4 /1/, рис.11.4 /2/) (ГОСТ 13552–81).

Основным геометрическим параметром цепей является шаг, а основной прочностной характеристикой является разрушающая нагрузка, которые выбираются по ГОСТу.

Наибольшее применение находят роликовые цепи с числом рядов 1…4 и втулочные одно-, двухрядные. Следует отдавать предпочтение однорядной цепи. Однако в быстроходных передачах увеличение рядности позволяет уменьшить шаг цепи и габариты передачи, а также снизить динамические нагрузки.

В качестве основного расчета роликовых и втулочных цепей принят расчет по износостойкости шарниров. Износостойкость зависит от среднего давления в шарнирах, которое не должно превышать допускаемого.

Наряду с определением давления в шарнирах определяются основные кинематические, геометрические и силовые параметры с необходимыми проверочными расчетами и требованиями.

Схема цепной передачи представлена на рисунке 1.

Н иже изложена методика данного расчета, который рекомендуется производить в табличной форме одновременно для двух, трех цепей с разным шагом (см. пункт 4).

рисунок 1 – Схема цепной передачи

2 Основные расчетные формулы и рекомендации к расчету цепной передачи

2.1 Число зубьев звездочек

2.1.1 Число зубьев малой (ведущей) звездочки

определяется по формуле, в зависимости от передаточного отношения u

z₁=31–2u  z_min =13

Предпочтительно принимать нечетное число зубьев звездочки при четном числе звеньев цепи.

Рекомендуется принимать, по возможности, большее число зубьев меньшей звездочки z₁, однако максимальное число зубьев большей звездочки z₂ ограничивают во избежание соскакивания цепи со звездочки. Для втулочной цепи z₂  90, для роликовой z₂  120.

Минимально допустимым по кинематическим соображениям числом зубьев меньшей звездочки z_min =9 для втулочно-роликовых цепей можно задаваться только в неответственных тихоходных передачах (табл. 11.5 /2/).

2.1.2 Число зубьев ведомой звездочки

z₂ = z₁u

2.2 Коэффициент эксплуатации К_э:

К_э=К_дК_аК_нК_регК_смК_реж ,

где Кд –	коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки: при спокойной нагрузке Кд = 1,0; при нагрузке с толчками Кд = 1,2…1,5; при сильных ударах Кд = 1,8;
Ка –	коэффициент, учитывающий межосевое расстояние: при а  25t Ка = 1,25; при а = (30…50)t Ка = 1; при а = (60…80)t Ка = 0,8, по условию долговечности цепи на практике рекомендуется принимать межосевое расстояние а = (30…50)t;
Кн –	коэффициент, учитывающий наклон линии центров звездочек к горизонтали: при наклоне до 60 Кн =1; при наклоне более 60 Кн =1,25;
Крег –	коэффициент, зависящий от способа регулирования натяжения цепи: при регулировании положения оси одной из звездочек Крег = 1; при регулировании нажимными роликами или оттяжными звездочками Крег = 1,1; для нерегулируемой передачи Крег = 1,25;
Ксм –	коэффициент, учитывающий характер смазки: при непрерывном смазывании в масляной ванне или струей Ксм = 0,8; при регулярной капельной смазке Ксм = 1; при периодической смазке Ксм = 1,5;
Креж –	коэффициент, зависящий от продолжительности работы в сутки: при односменной работе Креж= 1; при двухсменной работе Креж = 1,25; при трехсменной работе Креж= 1,45.

Если К_э3, следует изменить (улучшить) конструктивные и эксплуатационные условия работы передачи.

2.3 Среднее значение допускаемого давления [p_o]_ср в шарнирах, Н/мм²

Определяется по таблице 3.1 как среднее арифметическое значение величины [p_о] для всех шагов при заданном значении частоты вращения ведущей (малой) звездочки ,

где ω₁ – угловая скорость ведущей звездочки, с^-1.

2.4 Ориентировочное значение шага цепи, мм

или ,

где T₁ – крутящий момент на ведущей звездочке, Нм;

N₁ – мощность на валу ведущей звездочки, Вт;

n₁ – частота вращения ведущей (малой) звездочки, об/мин;

m_p – коэффициент, учитывающий число рядов цепи.

При числе рядов: m = 1; 2; 3; 4

m_p = 1; 1,7; 2,3; 3

Так как шаг цепи определен ориентировочно, то для определения оптимального его значения задаются несколькими смежными шагами по таблице 3.2 или таблице 3.3, и дальнейший расчет ведут в табличной форме (см. пункт 4).

При выборе шага цепи должно соблюдаться условие n₁n_1max, т.е. частота вращения малой звездочки должна не превышать предельно допустимой частоты вращения, которая зависит от выбранного шага цепи и числа зубьев малой звездочки (таблица 3.4).

2.5 Характеристика цепи для выбранных шагов

Выписывается из таблицы 3.2 или таблицы 3.3:

– разрушающая нагрузка Q, H;

– ширина внутреннего звена В_вн, мм;

– диаметр оси d, мм;

– масса одного погонного метра цепи q, кг/м.

Определяется площадь проекции опорной поверхности шарнира А, мм²:

A = mBd,

где m – число рядов цепи;

В – ширина опорной поверхности шарнира, мм, если толщина звеньев цепи неизвестна, то можно принять В = (1,4…1,7)В_вн.

2.6 Диаметр делительной окружности звездочки, мм:

^,

2.7 Средняя скорость цепи, м/с:

υ = ω₁R₁ ≤ [υ],

где R₁= – радиус делительной окружности звездочки, м;

υ – допускаемая скорость цепи, м/с:

– для втулочных цепей υ = 10;

– для роликовых цепей υ = 20.

2.8 Ориентировочное значение межосевого расстояния, мм

Рекомендуется принимать по условию долговечности цепи а_о = (30…50)t. Большее значение а_о принимается при больших u.

2.9 Длина цепи в шагах или число звеньев цепи:

Предпочтительно принимать четное число звеньев цепи при нечетном числе зубьев малой звездочки.

2.10 Уточняется межосевое расстояние по принятому числу звеньев цепи, мм:

Для нормальной работы передачи необходимо провисание f холостой ветви цепи примерно на (0,01…0,02)а, что достигается уменьшением расчетного (уточненного) межосевого расстояния на величину а = (0,002...0,004)а_у.

2.11 Число ударов цепи при набегании на зубья звездочек или сбегании с них, с^-1:

где [ν] – допускаемое число ударов цепи, определяется по таблице 3.5.

Примечание – если условие не выполняется ни для одного из шагов цепи, то необходимо внести поправки и расчет повторить.

2.12 Окружное усилие, Н:

или

где T₁ – крутящий момент на ведущей звездочке, Нм;

R₁ – радиус делительной окружности звездочки, м;

N₁ – мощность на валу ведущей звездочки, Вт;

υ – средняя скорость цепи, м/с.

2.13 Уточняется коэффициент эксплуатации К_э, если необходимо к данному этапу изменить корректируещие коэффициенты.

2.14 Расчетное давление в шарнирах цепи, Н/мм²:

где [p_о] – допускаемое значение давления в шарнирах цепи для выбранного шага, Н/мм², определяется по таблице 3.1.

Примечания

1 Расчет продолжают вести для тех шагов цепи, для которых выполняется данное условие p ≤ [p_о].

2 Если условие не выполняется ни для одного из шагов, то предпочтительней увеличить не шаг цепи, а ее рядность и расчет повторить, начиная с пункта 2.4.

2.15 Натяжение от центробежных сил, Н

F_ц = qυ²

2.16 Натяжение от провисания ведомой ветви цепи, Н:

F_f = K_f qag,

где K_f – коэффициент, зависящий от положения межосевой линии цепной передачи к горизонту: для горизонтальных передач K_f = 6; для передач с углом наклона до 40° K_f = 4; для передач с углом наклона более 40° K_f = 2; для вертикальных передач K_f = 1;

q – масса одного погонного метра цепи, кг/м;

а – межосевое расстояние с учетом провисания цепи, м;

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

2.17 Коэффициент безопасности:

где [S] – допускаемый коэффициент безопасности, определяется по таблице 3.6.

2.18 Натяжение ветвей цепи работающей передачи, Н

Ведущей – F₁ = F_t + F_ц + F_f

Ведомой – F₂ принимается равным большему из натяжения F_f или F_ц /3/

2.19 Нагрузка на валы цепной передачи, Н:

Q_в = К_вF_t + 2F_f,

где К_в – коэффициент нагрузки вала, определяется по таблице 3.7.

Нагрузку на валы звездочек Q_в принимают направленной по линии центров валов (см. рис.1).