5. Пример выполнения расчетно-проектного задания
Задание: рассчитать цепную передачу с однорядной роликовой цепью, сконструировать и выполнить рабочий чертеж ведущей звёздочки с помощью систем автоматизированного проектирования «КОМПАС 3D» и APM WinMachine.
Исходные данные:
Мощность на ведущей звёздочке Р1=2,2 кВт;
Частота вращения ведущей звёздочки n1=116 мин-1;
Частота вращения ведомой звёздочки n2=56 мин-1;
Угол наклона линии центров к горизонту =0о;
Режим смазки – периодический;
Способ регулирования – передвигающимися опорами;
Режим работы – двухсменный;
Характер нагрузки – спокойный;
Профиль зуба – без смещения.
5.1. Расчет цепной передачи
Крутящий момент на ведущей звездочке, Н×мм:
.
Определяем шаг приводной цепи р, мм
.
Принимаем цепь ПР-31,75-8900, с шагом р=31,75 мм. Разрушающая нагрузка для цепи Fр=89000 Н. Диаметр валика d1=9,53 мм, диаметр ролика d3=19,05 мм, ширина цепи b3=19,05 мм. Масса 1 м цепи q=3,8 кг.
Передаточное число передачи:
.
Принимаем ближайшее стандартное значение передаточного числа ицп=2.
Определяем фактическое значение частоты вращения ведомой звездочки, об/мин:
.
Определяем числа зубьев
ведущей звёздочки
,
ведомой звездочки
.
Фактическое
передаточное число
.
Отклонение от
заданного
.
Принимаем межосевое
расстояние равное
мм.
Межосевое расстояние
в шагах цепи
.
Число звеньев цепи
.
Принимаем
.
Уточним межосевое расстояние в шагах
Фактическое
межосевое расстояние
мм.
монтажное
межосевое расстояние
мм.
Длина цепи
мм.
Делительные диаметры:
ведущей звёздочки
мм,
ведомой звёздочки
мм.
Геометрическая
характеристика зацепления
.
По таблице 2.2 определяем коэффициент высоты зуба K = 0,555.
Диаметры окружности выступов:
ведущей звёздочки
мм,
ведомой звёздочки
мм.
радиус
впадины зуба
мм.
Диаметры окружности впадин:
ведущей звёздочки
мм,
ведомой звёздочки
мм.
Частота вращения
ведущей звездочки
.
Допускаемая частота
об/мин.
Число ударов цепи
о зубья звездочек
.
Допускаемое число
ударов
Фактическая
скорость цепи
м/с.
Окружная сила
Н.
Определяем эксплуатационный коэффициент
,
где Кд = 1 - коэффициент динамичности при спокойно нагрузке, Кс=1,5 - коэффициент, учитывающий способ смазки (при периодическом смазывании), К=1 - коэффициент, учитывающий наклон линии центров передачи к горизонту (принимаем угол наклона линии центров <60o), Крег=1,25 - коэффициент, учитывающий способ регулировки межосевого расстояния (для нерегулируемых передач) Кр=1,25 - коэффициент режима работы (при двухсменной работе).
.
Проверка цепи по давлению в шарнирах цепи, МПа
,
допускаемое
давление в шарнирах цепи, согласно
таблице 2.4,
МПа.
Силы, действующие в передаче:
Н - сила предварительного
натяжения цепи от провисания,
Н – натяжение от
центробежных сил.
Проверим цепь на прочность по коэффициенту запаса прочности
.
Определим силу давления цепи на вал, Н
.
5.2. Конструирование ведущей звёздочки
Для изготовления применяем сталь 45 ГОСТ 1050-88.
Так как диаметр окружности выступов De1 незначительно больше 200 мм применяем сплошной диск конструкцию звёздочки со сплошным диском.
Определение основных размеров звёздочки
Обод:
Ширина зуба, мм
.
Радиус закругления
зуба (наибольший)
мм.
Расстояние от
вершины зуба до линии центров дуг
закругления
мм.
Радиус закругления r4 = 1,6 мм.
Длина наибольшей
хорды, для звёздочки без смещения центров
дуг впадин:
мм.
Диск:
Толщина
мм.
Диаметр проточки,
мм.
Ступица:
внутренний диаметр, мм:
;
принимаем внутренний диаметр ступицы d = 34 мм;
наружный диаметр, мм:
;
принимаем наружный диаметр ступицы dст = 53 мм;
длина, мм
;
принимаем длину ступицы lст = 50 мм.
Для внутреннего диаметра ступицы d = 34 мм из табл. 3.2 выбираем ширину шпоночного паза b = 10 мм и глубину шпоночного паза в ступице t2= 3,3 мм.