3.3. Расчет цепной передачи

Основным критерием работоспособности цепной передачи является износостойкость шарниров цепи. Необходимая долговечность цепи обеспечивается за счёт ограничения давления q₀ в шарнирах. При этом должно соблюдаться условие q₀<=[q₀].

3.3.1. Проектировочный расчёт передачи приводной роликовой цепью.

Определяют ориентировочное значение шага цепи P(мм), исходя из допускаемого давления [q₀] в шарнирах цепи, по формуле:

, (3.40)

где T₁ – крутящий момент на валу ведущей звёздочки (Н мм),109;

К_э – коэффициент эксплуатации:

К_э = К_д К_а К_н К_рег К_см К_реж, (3.41)

где: К_д – коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки, 1;

К_а – коэффициент, учитывающий межосевое расстояние, 1;

К_н – коэффициент, учитывающий наклон передачи, 1;

К_рег – коэффициент, учитывающий регулировку передачи, 1

К_см – коэффициент, учитывающий характер смазки, 1.5;

К_реж – коэффициент, учитывающий режим работы передачи,1.25;

Z₁ – число зубьев малой звёздочки,=27; выбираем в зависимости от передаточного числа U по табл 6.2./1/;

[q₀] – допускаемое среднее давление (МПа), 29; принимаем по табл. 6.3./1/;

m_p – коэффициент рядности цепи,=1. 7; табл. 6.4./1/;

К_э = 1111.51.25 = 1.88

,мм

Значение t округляем до большего стандартного: t_ст = 31.75; Выбираем цепь 3ПР – 31.75 – 265.5 ;

Из табл.1, приложения 2/1/ находим параметры цепи:

b₁ – расстояние между внутренними пластинами (мм), 19.05;

d₁ – диаметр ролика (мм), 19.05;

h – ширина внутренней пластины (мм), 30.2;

А – проекция опорной поверхности шарнира однорядной цепи (мм²), 181.5;

Q – разрушающая нагрузка (Н), 265500;

m – масса 1 м цепи (кг), 11.0;

19

Основные параметры цепи.

Рисунок 3.2

b – максимальная длина валика (мм), 24.

3.3.2. Проверочный расчёт цепи

Выполняют по допускаемой частоте вращения [n] малой звёздочки, допускаемому числу ударов цепи [ν], допускаемому давлению в шарнирах цепи [q₀] и запасу прочности [S].

Расчёт по допускаемой частоте вращения [n₁]

выполняется с целью уменьшения динамических нагрузок на цепь и звёздочки по условию n₁<=[n₁], где [n₁] – допускаемое значение частоты вращения малой звёздочки (мин^-1), =800;см. табл. 6.3./1/

n₁ = 28.6 мин^-1, по предыдущим расчетам;

n₁ < [n₁]  условие выполняется.

Расчёт по удельному давлению q₀ в шарнирах

выполняют для обеспечения износостойкости цепи по условию:

(3.42)

где: F_t – окружная сила (Н), F_t = 2T₁/d_d1 ;

T₁=1100330 крутящий момент на валу меньшей звёздочки (Нмм); d_d1– диаметр делительной окружности меньшей звёздочки (мм).

d_d1= t/(sin(180/Z₁))= 31.75/(sin(180/30))=304 мм

F_t = 2 ∙ 1100330/304=7239

29.9 < 30.7 - условие выполняется

Расчет по числу ударов цепи ν при набегании на зубья звездочек

, (3.43)

20

где: W – число звеньев цепи.

, (3.44)

где: K_z1 и K_z2 – вспомогательные коэффициенты.

а – предварительно выбранное межосевое расстояние.

а = ( 30 – 50)t =40 ∙ 31.75 =1270 мм

,

Число звеньев принимаем чётным, тогда отпадает необходимость в использовании переходных звеньев, которые по прочности уступают основным.

W =126

[ν] = 508/ t =508/31.75 = 16

0.45 < 16 - условие выполняется

Уточняем межосевое расстояние.

,мм (3.45)

, мм

Расчёт по запассу прочности S выполняют для цепей быстроходных передач(V >= 10 м/с), в которых возможны большие внутренние нагрузки, а также цепей тихоходных передач (V >= 2.5 м/с).

(3.46)

где: F_f – натяжение от силы тяжести.

F_f =9.81∙ma_yK_f (3.47)

где: m – масса 1 м цепи, кг/м(см.табл.2, приложение 2/1/ ), m =11

K_f – коэффициент учитывающий провисание цепи.

F_v – натяжение цепи от центробежной силы, Н

F_v=m∙V² (3.48)

где: V – средняя скорость цепи, м/с

,м/с (3.49)

F_f =9.81 ∙ 11∙ 1.599∙6 =1035,Н

,м/с

21

F_v=m ∙V² =11 ∙ 0.45² =2.23

- условие выполняется

Определяем рекомендуемое монтажное расстояние

Для нормальной работы передачи необходимо провисание холостой ветви цепи примерно на 0.01а, что достигается уменьшением межосевого расстояния

на 0.75-1.0%.

а_м = (0.996 – 0.998)а_у – монтажное межосевое расстояние (3.50)

а_м =0.997 ∙ 1599 =1594 мм

Определяем нагрузку на валы звёздочек.

F_в =К_вF_t, (3.51)

где К_в – коэффициент нагрузки, 1.15;

F_в = 1.15 7239 = 8325 Н

3.3.3.Определим основные параметры звёздочек:

Шаг цепи t =31.75 мм

Диаметр ролика d₁ = 19.05 мм;

Ширина внутренней пластины h = 30.2 мм;

Расстояние между внутренними пластинами b₁ = 19.05 мм;

Расстояние между рядами цепи А₁ = 181.5 мм;

Количество зубьев звездочек Z₁ = 30,

Z₂ = 60.

Радиус впадин: r = 0.5025d₁ + 0.05мм; (3.52)

r = 0.5025 ∙19.05 + 0.05 = 9.62 мм;

Радиус закругления зуба: r₁ = 1.7d₁ (3.53)

r₁ = 1.7 ∙ 19.05 =32.4мм;

Расстояние от вершин зуба до линии центров дуг закругления h₁ = 0.8d₁

h₁ = 0.8 ∙ 19.05 = 15.24 мм; (3.54)

Ширина зуба звёздочек: b = 0.93b₁ – 0.15, (3.55)

b = 0.93 ∙ 19.05 – 0.15 =17.6 мм;

Размер фаски: f = 0.2b, мм; (3.56)

f = 0.2 ∙ 24 = 4.8 мм

Делительный диаметр: , (3.57)

d_d1 = 304 мм;

d_d2 = 606 мм;

Диаметр окружности выступов: (3.58)

D_e1 = 318 мм;

D_e2 = 622 мм;

Диаметр окружности впадин: D_i = d_d – 2r, (3.59)

D_i1 = 285 мм;

D_i2= 586 мм

22

Диаметр обода наибольший: , (3.60)

D_c1 = 266 мм;

D_c2 = 570 мм;

Основные параметры звездочек.

Рисунок 3.3

Длина ступицы: l_ст = 1.4d, где d – диаметр вала , (3.61)

l_ст = 1.4 ∙ 52 = 72 мм

l_ст = 1.4 ∙ 62 = 86 мм

Диаметр ступицы: d_ст =1.7d, (3.62)

d_ст = 1.7 ∙ 52 = 88 мм;

d_ст = 1.7 ∙ 62 = 105 мм;

Толщина диска: С = 1.25t, (3.63)

C =1.25 ∙ 31.75 = 40 мм;

Толщина обода: а = 1.5(D_e - d_d), (3.64)

а₁ = 1.5 ∙ (318 – 304) = 21 мм;

а₂ = 1.5 ∙ (622 – 606) = 24 мм;

Внутренний диаметр обода D_k = D_i – d_ст , (3.65)

D_k= 285 – 88 = 198 мм

D_k= 586 – 105 = 481 мм

Диаметр отверстий в диске , (3.66)

, мм

, мм

Диаметр окружности центров отверстий (3.67)

мм

мм

23