Решение

Определение числа зубьев звездочек и шага цепи

1. Число зубьев ведущей звездочки

Z₁ = 35  2u = 35  2•2 = 31.

2. Число зубьев ведомой звездочки

Z₂ =Z₁u = 31•2 = 62.

3. Фактическое передаточное число

u_ф = = = 2.

4. Выбор цепи.

Выбрана цепь ПЗ-1-15.875 со следующими характеристиками (табл. 5.2): шаг t = 15.875 мм, q_m10 = 0.72 кг/м, Q₁₀ = 12.5 кН.

5. Скорость цепи

V = = = 8.202 м/с.

6. Расчетная ширина цепи

B = ,

где P₁ – мощность на валу ведущей звездочки,

P₁ = = = 9.424 кВт;

K_v – скоростной коэффициент; K_v = 1–1.1•10^-3V² = 1–1.1•10^-3•8.202² = 0.926.

Вычислим ширину цепи: B = = 47.29 мм.

Выбираем ближайшее большее стандартное значение B = 54 мм (табл. 5.2).

Геометрические параметры передачи

7. Число звеньев цепи

L_t=2A_t+0.5(Z₁+Z₂)+ = 2•40+0.5(31+62)+ = 127.11.

Приняли после округления L_t = 128.

8. Длина цепи L= tL_t = 15.875•28 = 2032 мм.

9. Межосевое расстояние

= 0.25 t [Y + ] =

= 0.25•15.875 [81.5+ ] = 642.13 мм,

где Y = L_t  0.5(Z₁+ Z₂) = 128  0.5(31+ 62) = 81.5 мм.

10. Диаметры делительных окружностей звездочек:

d_j = ; d₁ = = 156.917 мм; d₂ = = 43 мм.

Проверочный расчет передачи

1. Окружное усилие F_t = = = 1147.1 Н.

2. Масса одного погонного метра цепи

q_m = 0.1В q_m10 = 0.1•54•0.72 = 3.888 кг.

3. Разрывное усилие

Q = 0.1BQ₁₀ = 0.1•54•12.5 = 67.5 кН.

4. Усилие от провисания цепи

F_f = 0.01K_f q_m = 0.01•6.25•3.888•642.13 = 156 Н,

где K_f – коэффициент, учитывающий наклон передачи к горизонту, K_f = .

5. Центробежное усилие

F_v = q_mV² = 3.888•8.202² = 261.5 Н.

6. Условие статической прочности цепи

S = = = 37.62.

Допускаемый коэффициент запаса прочности [S] = 32 (см. табл. 5.6).

Поскольку выполняется условие S [S], то цепь обладает необходимой статической прочностью.

7. Сила, нагружающая валы передачи,

F_b = F_t+2F_f = 1147.1+2•156 = 1459.1 Н.

Практическое занятие № 3 Расчет валов и осей Пример расчета вала на усталостную прочность

Рассчитать на усталостную прочность вал, представленный на рис. 1, при следующих исходных данных: крутящий момент на валу T = 600 Н•м; силы, приложенные к валу со стороны зубчатого зацепления: окружная F_t = 5 кН, распорная F_r = 2 кН, осевая = 1 кН; диаметр делительной окружности зубчатого колеса d₂ = 250 мм.

Передача крутящего момента с вала осуществляется посредством муфты. Консольная нагрузка от муфты F_к = 1.5 кН. Длины участков вала показаны на рис. 1: расстояние между опорами L₀ = 200 мм, расстояние от точки приложения усилия со стороны зубчатого венца до левой опоры L_З = 0.5L₀ = 0.5•200 = 100 мм; расстояние от точки приложения консольной нагрузки до левой опоры L_к = 140 мм.

Диаметр участка вала под подшипником d_п = 45 мм, диаметр участка вала под зубчатым колесом d_к = 50 мм. Материал вала сталь 45, термообработка – улучшение, = 890 МПа.

Решение

1. Определение опорных реакций

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

R_2Г = = = 0.375 кН;

R_1Г = F_r  R_2Г = 2  0.375 = 1.625 кН.

Рис. 1. Эпюры изгибающих и крутящих моментов

Опорные реакции в вертикальной плоскости:

R_2В= = = 1.45 кН;

R_1В = F_t + F_к  R_2В = 5 + 1.5  1.45 = 5.05 кН.