5.0. Расчет открытой цепной передачи привода.

Исходные данные для расчета цепной передачи

n₂ = 146 мин^–1; n₃ = 71,656 мин^–1; U_ц.п = 2,0375.

T₂ = 701,85 Н·м; T₃ = 1352 Н·м;

P₂ = 10,725 кВт; P₃ = 10,1389 кВт;

По табл. 7.11 по передаточному числу принимаем число зубьев меньшей звездочки z₁ = 27, тогда число зубьев большой звездочки

z₂ = z₁  _u = 27  2,0375 = 55,0125, принимаем 55.

Таблица 7.11

Рекомендуемое число зубьев меньшей звездочки z₁

Тип цепи	z1 при передаточном числе u
	1–2	2–3	3–4	4–5		5–6	6	zmin
Втулочная и роликовая	31–27	27–25	25–23		23–21	21–17	17–15	13(9)

Определяем коэффициент, учитывающий условия эксплуатации:

k_э = k_д  k_а  k_рег  k_см  k_реж  k_н,

где k_д – коэффициент динамичности нагрузки при спокойной нагрузке; k_д = 1 [9, с. 68];

k_а – коэффициент, учитывающий межосевое расстояние; примем k_а = 1 при a = (30–50)  t;

k_н – коэффициент, учитывающий наклон передачи к горизонту, если линия центров наклонена до 60; k_н = 1;

k_рег – коэффициент, зависящий от способа регулирования натяжения цепи; при регулировке оси одной из звездочек k_рег = 1;

k_см – коэффициент, учитывающий характер смазки; при регулярной капельной смазке k_см = 1;

k_реж – коэффициент, зависящий от продолжительности работы в сутки; при односменной работе k_реж = 1.

k_э = 1  1  1  1  1  1 = 1.

Ориентировочно допускаемое давление в шарнирах определим по табл. 7.12 в зависимости от частоты вращения меньшей звездочки n₂ = 146 мин^–1.

Таблица 7.12

Допускаемое среднее давление [p] для роликовых цепей при z₁ = 15–30

Частота вращения меньшей звездочки n1, мин–1 (не более)	Значения [p], МПа, при шаге цепи t, мм
	12,7–15,87	19,05–24,5	31,75–38,1	44,45–50,8
50	34,3	34,3	34,3	34,3
200	30,9	29,4	28,1	25,7
400	28,1	25,7	23,7	20,6
600	25,7	22,9	20,6	17,2
800	23,7	20,6	18,1	14,7
1000	22,0	18,6	16,3	–
1200	20,6	17,2	14,7	–
1600	18,1	14,7	–	–
2000	16,3	–	–	–
2400	14,7	–	–	–
2800	13,4	–	–	–

Определим ориентировочное значение шага цепи, принимая число рядов цепи m = 1:

Зададимся двумя смежными шагами цепи ПР по ГОСТ 13568–75 (табл. 7.13) и рассчитаем оба варианта (табл. 7.14).

Таблица 7.13

Размеры цепей приводных роликовых (по ГОСТ 13568–75), мм

Обозначение цепи	t	Ввн, не менее	d	D	h, не более	b, не более	Разру­шаю­щая на­грузка Q, H	Масса 1 м цепи q, кг
ПР-8-460	8,0	3,0	2,31	5,0	7,5	12	4600	0,20
ПР-9,525-910	9,525	5,72	3,28	6,35	8,5	17	9100	0,45
ПР-12,7-900-1	12,7	2,4	3,66	7,75	10,0	8,7	9000	0,30
ПР-12,7-900-2	12,7	3,30	3,66	7,75	10,0	12	9000	0,35
ПР-12,7-1820-1	12,7	5,40	4,45	8,51	11,8	19	18200	0,65
ПР-12,7-1820-2	12,7	7,75	4,45	8,51	11,8	21	18200	0,75
ПР-15,875-2270-1	15,875	6,48	5,08	10,16	14,8	20	22700	0,8
ПР-15,875-2270-2	15,876	9,65	5,08	10,16	14,8	24	22700	1,0
ПР-19,05-3180	19,05	12,70	5,96	11,9	18,2	33	31800	1,9
ПР-25,4-5670	25,40	15,88	7,95	15,88	24,2	30	56700	2,6
ПР-31,75-8850	31,75	19,05	9,55	19,05	30,2	46	88500	3,8
ПР-38,1-12700	38,1	25,4	11,1	22,23	36,2	58	127000	5,5
ПР-44,45-17240	44,45	25,40	12,70	25,70	42,4	62	172400	7,5
ПР-50,8-22680	50,8	31,75	14,29	28,58	48,3	72	226800	9,7
ПР-63,5-35380	63,5	38,10	19,84	39,68	60,4	89	353800	16,0

Таблица 7.14

Расчет цепной передачи

Определяемые величины и расчетные уравнения	Шаг цепи, мм		Приме­чание
	19,05	25,4
Разрешающая нагрузка	31800	56700
Ширина внутреннего звена B, мм	17,75	22,61
Диаметр валика d, мм	5,96	7,95
Масса 1 м цепи q, кг	1,9	2,6
Проекция опорной поверхности шарнира A = Bd, мм2 (табл. 7.15)	106	180
Средняя скорость цепи , м/с	1,143	1,524
Число звеньев цепи или длина цепи, выраженная в шагах:	132	130
Межосевое расстояние оптимальное a = 40t	762	1016
Допустимая частота вращения меньшей звездочки (табл. 7.16)	1525	1275	Условие n < [n] вып
Число ударов цепи , [ν] по табл. 7.17	35	30	Условие  ≤ [] вып
Окружная сила , Н	3702	2776
Давление в шарнирах цепи , МПа,	34,92	15,42
Цепь шага t = 19,05 мм непригодна, т. к. p = = 34,92 > [p] = 32,02 (табл. 7.12). Дальнейшие расчеты выполняем для цепи шага t = 25,4 мм
Натяжение цепи от центробежных сил Sυ = qυ2, Н		6,04
Натяжение от провисания цепи Sθ = = Kf · q · g · a, Н, где Kf – коэффициент, зависящий от стрелы провисания f и расположения передачи: при f = (0,01–0,02)a; Kf = 6 для горизонтальных передач		155,48

Таблица 7.15

Проекции опорных поверхностей шарниров А

приводных роликовых цепей

Шаг цепи t, мм	Проекции опорных поверхностей шарниров А, мм2
	однорядных	двухрядных	трехрядных	четырехрядных
8	11	–	–	–
9,525	28	–	–	–
12,7	39,6	85,3	125,5	–
15,875	51,5	115	169	–
19,05	106	180	265	318
25,4	180	306	450	540
31,75	262	446	655	786
38,1	395	627	986	1185
44,45	473	802	1180	1420
50,8	645	1095	1610	1935

Таблица 7.16

Максимальная частота вращения малой звездочки

Число зубьев звездочки	[n]max, мин–1, при шаге цепи t, мм
	12,7	15,87	19,25	25,4	31,75	38,1	44,45	50,8
15	2300	1900	1350	1150	1000	750	650	600
19	2400	2000	1450	1200	1050	800	700	650
23	2500	2100	1500	1250	1100	800	750	650
27	2550	2150	1550	1300	1100	850	750	700
30	2600	2200	1550	1300	1100	850	750	700

Таблица 7.17

Допускаемое число ударов []

Тип цепи	Значения [], 1/c, при шаге цепи t, мм
	12,7	15,87	19,05	25,4	31,75	38,1	44,5	50,8
Втулочная и роликовая	60	50	35	30	25	20	15	15

Расчетный коэффициент запаса прочности

по табл. 7.18 [n] = 8,2;

Таблица 7.18

Допускаемые коэффициенты запаса прочности [n] для цепей

Шаг t, мм	Значение [n] при частоте вращения n1, мин–1
	До 50	200	400	600	800	1000	1200	1600	2000	2400	2800
12,7–15,87	7	7,8	8,5	9,3	10,2	11	11,7	13,2	14,8	6,3	18
19,05–25,4	7	8,2	9,3	10,3	11,7	12,9	14	16,3	–	–	–
31,75–38,1	7	8,5	10,2	13,2	14,8	16,3	19,5	–	–	–	–
44,5–50,8	7	9,3	11,7	14	16,3	–	–	–	–	–	–

Условие выполняется.

Принимаем роликовую однорядную цепь ПР-25,4-56700 по ГОСТ 13568–75.

Наибольшая хорда, необходимая для контроля звездочек:

Таблица 7.19

Размеры звездочки в осевом сечении

Наименование	Обоз-начение	Расчетная формула	Результаты расчетов
Шаг цепи	t	ГОСТ 13568–75	25,4 мм
Диаметр ролика	d	ГОСТ 13568–75	15,88 мм
Окончание табл. 7.19
Наименование	Обоз-начение	Расчетная формула	Результаты расчетов
Число зубьев звездочки	z		25
Диаметр делительной окружности	dg		202,71 мм
Угол поворота звеньев цепи на звездочке	φ		14,4°
Диаметр окружности выступов	Dc		213,77 мм
Радиус впадин зуба	r	r = 0,5025D + 0,05 мм	8,03 мм
Диаметр окружности впадин	Di	Di = dg – 2r	186,65 мм
Радиус сопряжения	r1	r1 = 0,8 D + r	20,75 мм
Половина угла впадин	α		52°36
Угол сопряжения	β		15°4536
Продольный угол зубьев	γ		14°2624
Длина прямого участка профиля	fg		1,46 мм
Расстояние от центра дуги впадины до центра дуги головки	OC	OC = 1,24d	19,6 мм
Радиус головки зуба	r2		10,58 мм

Координаты точки С

Координаты точки О

Угол наклона радиуса вогнутости

Ширина внутренней пластины b = 24,13 мм по ГОСТ 13568–75.

Расстояние между внутренними пластинами B_вн = 15,88 мм по ГОСТ 13568–75.

Радиус скругления зуба r₃ = 1,7  d = 1,7  15,88 = 27 мм.

Расстояние от вершины зуба до линии центров дуг cкруглений n = 0,8  d = 12,7 мм.

Диаметр обода (наибольший)

Радиус скругления у основания зуба r₄ при t ≤ 35 r₄ = 1,5 мм.

Ширина зуба однорядной звездочки

b₁ = 0,93  B_вн – 0,15 = 0,93  15,88 – 0,15 = 14,6 мм.