Цепная передача

1) Условия эксплуатации передачи:

· характер нагрузки: К₁=1-спокойная нагрузка

· способ регулирования межосевого расстояния: К₂=1 –передвигающиеся опоры (регулируемое расстояние)

· межосевое расстояние: К₃=1 - при a=(30...50)t

· положение передачи в пространстве: К₄=1- горизонтальная передача

· способ смазки: К₅=1, 5- периодическая (нерегулярная)

· продолжительность работы: К₆=1-односменная

Коэффициент эксплуатации передачи:

К_э=К₁× К₂× К₃× К₄× К₅× К₆=1× 1× 1× 1× 1, 5× 1=1, 5

2) Коэффициент S_t=0, 28 - для цепи ПР (приводная роликовая) нормальной серии по ГОСТ 13568-75

3) по табл 2.26[2] при n₁=111 об/мин - t=50, 7 мм

4) по шагу t=50, 7 мм и n₁=111 об/мин допускаемое удельное давление в шарнирах табл 2.25[2]: [Р]=26, 2 МПа

5) по табл2.25[2]: при U_цеп=2 принимаем число зубьев ведущей звездочки (малой): Z₁=27

6) Коэффициент, учитывающий число рядов цепи: при числе рядов Z_р=1 К_m=1

7) Расчетный шаг цепи

183× [(7, 5× 1× 10)/(0, 28× 26, 2× 27× 111× 1]^1/3=

=31, 53 мм

где N – мощность передаваемая цепью (мощность электродвигателя)

8) По стандарту (прил. 6, таб. 5[2]) принимаем цепь ПР-31, 75-8850, у которой t=31, 75

Q_разр=88500 Н

S_оп=262, 2 мм²

q=3.8 кг - масса 1м цепи

В_вн=19, 05 мм (не менее)

В=27, 5 мм

d=9, 55 мм

d1=19, 05 мм

h=30, 2 мм; b=46 мм; b₁=24 мм (не более)

9) Проверяем условие n₁£ n_max

По табл. 2.26 [2] при t=31, 75мм допускаемая частота равна n_1maх=630 об/мин

111£ 630

10) Окружная скорость цепи

V=z₁× n₁× t/(60× 1000)= 27× 111× 31, 75/(60× 1000)=1, 6 м/с

11) Окружное усилие, передаваемое цепью

F_t=1000× N/V=1000× 7, 5/1, 6=4688 H

12) Среднее удельное давление в шарнирах цепи

Р= F_t/ S_оп=4688/262, 2=18 МПа

где S_оп – проекция опорной поверхности шарнира

Что меньше допускаемого удельного давления [Р]=28, 7 МПа табл. [2], принятого для n₁=111 об/мин

13) Определяем срок службы цепи

Для этого предварительно находим:

допускаемое увеличение шага цепи: Dt=3%

Коэффициент смазки цепи: = 1, 4/ 1, 6^0.5=1, 107

где коэффициент способа смазки: К_сп=1, 4 – периодическая смазка, при V_max≤ 6 м/с

Межосевое расстояние, выраженное в шагах:

a_t=a/t=30t/t=30

Тогда:

ч

Что больше ожидаемого срока службы Т= К_сп× 4000= 1, 4× 4000=5600 ч

Расчет нагрузок цепной передачи

1) Натяжение от провисания ведомой ветви от собственной массы F_f=K_f× q× g× a

где g=9, 81 м/с² – ускорение силы тяжести

коэффициент провисания цепи: K_f=6 - для горизонтальной передачи

а=30t=30× 31, 75=952, 5 мм=0, 9525 м

F_f=6× 3, 8× 9, 81× 0, 9525=213 Н

2) Суммарное натяжение, испытываемое собственно ведомой и ведущей ветвью

F_Sвм= F_f+ F_ц

F_Sвщ= F_f+ F_ц+F_t× K₁

F_ц - натяжение от центробежных сил, при V£ 12 м/с F_ц - мала и ее не учитывают

F_Sвм= F_f=213 Н

F_Sвщ= F_f +F_t× K₁=4688× 1+213=4901 Н

Коэффициент, учитывающий характер передаваемой нагрузки: K₁=1-спокойная нагрузка

3) Нагрузка, действующая на валы

R»1, 2× F_f=1, 2× 4688=5625, 6 H

Проверяем цепь по запасу прочности:

n=Q_разр/ F_Sвщ =88500/4901=18, 06

где Q_разр - разрушающая нагрузка

Что больше допускаемого [n]=8 об/мин по табл. 2.30[2]

Геометрический расчет передачи

1) а=953мм - вычисляли выше

2) число зубьев ведомой звездочки z₂=z₁× U=27× 2=54

3) Длина цепи выраженная в шагах (или в числах звеньев)

Количество звеньев цепи округляем до четного числа 102, чтобы избежать применения переходного соединительного звена.

4) По округленному L_t уточняют расчетное межосевое расстояние

Межосевое расстояние в шагах цепи а_t= а_р /t=967/31, 75=30

С учетом предварительного провисания холостой ветви цепи, необходимого для нормальной работы передачи, монтажное межосевое расстояние:

а_м=0, 996 а_р=963 мм

Профилирование зубьев звездочек для приводных роликовых цепей производят по ГОСТ 591-69 (т. к. t/d₁≤ 2, d₁ – диаметр ролика, d₁=19, 05 мм)

Профиль звездочек - со смещением центров дуг впадин, звездочки литые с диском.

V£ 3 м/с следовательно третий класс точности изготовления

Расчет профиля зубьев звездочек по табл. 2.32[2]

· t=31, 75 мм - шаг цепи

· d₁=19, 05 - диаметр ролика цепи

Диаметр делительной окружности:

Ведущей: d_д1=t/sin(180/Z₁)=273 мм

Ведомой: d_д2=t/sin(180/Z₂)=546 мм

Диаметр окружности выступов:

D_e1=t(0, 5+ctg(180/Z₁))=288 мм

D_e2=t(0, 5+ctg(180/Z₂))=561 мм

Диаметр окружности впадин:

D_i1= d_д1-2r=254 мм

D_i2= d_д2-2r=527 мм

Радиус впадин r=0, 5025d₁+0, 05=9, 6 мм

Радиус cсопряжения r₁=0, 8d₁+r=1, 3025d₁+0, 05=24, 9 мм

Радиус головки зуба r₂=d₁(1, 24соsj+0, 8cosb-1, 3025)-0, 05=12 мм

Половина угла впадины

a₁=55-(60/z₁)=53°

a₂=55-(60/z₂)=54°

Угол сопряжения b

b₁=18-(56/z₁)=16°

b₁=18-(56/z₂)=17°

Угол профиля зуба

j₁=17-(64/ z₁)=15°

j₂=17-(64/ z₂)=16°

Ширина зуба b₁ и b₂

b₁=0, 93В_ВН-0, 15=0, 93× 19, 05-0, 15=18 мм

b₂=0, 9В_ВН-0, 15=0, 9× 19, 05-0, 15=17 мм

Радиус закругления

R₃=1, 7d₁=1, 7× 19, 05=32 мм

Диаметр обода

D_o1=t× ctg(180/z₁)-1, 3h=232 мм

D_o2=t× ctg(180/z₂)-1, 3h=506 мм

Смазка цепных передач:

Рациональный выбор способа смазки и смазываемых материалов существенно повысит долговечность и надежность цепных передач, улучшит теплоотвод, снизит уровень шума.

Периодическая смазка – для малоответственных низкосортных передач при V< 2 м/с. Значит выбираем ручной способ смазки.

Ручной способ – масло наносим на ведомую ветвь цепи с внутренней ее стороны при помощи напитанной щетки или кисти каждые 6, 8 часов. Способ смазки не всегда обеспечивает равномерность смазки всех шарниров.

Материал для звездочек выбирают в зависимости от условий эксплуатации передачи. При работе звездочки подвергаются износу, ударным и циклическим нагрузкам, причем ведущая звездочка работает в менее благоприятных условиях.

Ведущая звездочка с z₁=27 работающая без резких ударов: Сталь50

Вид т. о. закалка, отпуск

HRC 45…50

s_в=1300 МПа

Ведомая звездочка с z₂=54 с обязательной т. о. Чугун СЧ18

Вид т. о. закалка, отпуск

HВ 321…429

s_в=180…280 МПа