4Расчёт 2-й цепной передачи

Рис. 3. Передача цепная приводная роликовая.

Выбираем цепь приводную роликовую однорядную (cм. гл. VII[1], табл. 7.15).

Рис. 4. Цепь приводная роликовая однорядная.

Передаточное число:

u₂ = 4,08.

Число зубьев ведущей звездочки (см. с.148[1]):

z₃ = 31 - 2 · u₂ = = 31 - 2 · 4,08 = 22,84 (4.1)

Принимаем z₃ = 23.

Число зубьев ведомой звездочки:

z₄ = z₃ · u₂ = 23 · 4,08 = 93,84 (4.2)

Принимаем z₄ = 93 .

Тогда фактическое передаточное число:

u_ф = = = 4,043. (4.3)

Отклонение:

0,907%, (4.4)

что допустимо (отклонение не должно превышать 3%).

Расчетный коэффициент нагрузки (см. гл. VII[1], формулу 7.38[1] и пояснения к ней):

К_э = k_д · k_а · k_н · k_р · k_см · k_п (4.5)

где:

k_д = 1 - динамический коэффициент при спокойной нагрузке;

k_a = 1 - коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния, при a_=(25...50) · t;

k_н - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона линии центров к горизонту, при наклоне до 60^o k_н = 1;

k_р = 1,25 - коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи, в нашем случае при периодическом регулировании;

K_см = 1,4 - коэффициент, учитывающий способ смазки,

К_п = 1,25 - коэффициент, учитывающий периодичность работы передачи, в нашем случае - 2 смены.

Тогда:

K_э = 1 · 1 · 1 · 1,25 · 1,4 · 1,25 = 2,188.

Для определения шага цепи по формуле 7.38 гл.VII[1] надо знать допускаемое давление [p] в шарнирах цепи. В таблице 7.18[1] допускаемое давление [p] задано в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки и шага t. Поэтому для расчета по формуле 7.38[1] величиной [p] следует задаваться ориентировочно. Ведущая звездочка имеет частоту вращения n₁=193,602 об/мин. Среднее значение допускаемого давления примем [p]=22,32 МПа.

Тогда шаг цепи:

t  2,8 · (4.6)

t 2,8 · = 31,149 мм.

Подбираем по табл. 7.15[1] цепь ПР-31,75-88,5 по ГОСТ 13568-97, имеющую t=31,75 мм; разрушающую нагрузку Q=88,5 кН; массу q=3,8 кг/м; А_оп=262 мм².

Скорость цепи:

V = (4.7)

V = = 2356 · 10^-3 м/с.

Окружная сила:

F_tц = (4.8)

F_tц = = 2779,645 H.

Давление в шарнире проверяем по формуле 7.39[1]:

p = 23,213 МПа. (4.9)

Уточняем по табл 7.18[1] допускаемое давление:

[p] = [p'] · [1 + 0,01 · (z₃ - 17)] = 22,32 · [1 + 0,01 · (23 - 17)] = 23,659 МПа. (4.10)

В этой формуле [p']=22,32 МПа - табличное значение допускаемого давления по табл. 7.18[1] при n₁=193,602 об/мин и t=31,75 мм. Условие p < [p] выполнено.

Определяем число звеньев цепи по формуле 7.36[1]:

L_t = 2 · a_t + 0,5 · z_ + , где (4.11)

a_t = (4.12)

z_ = z₃ + z₄ = 23 + 93 = 116; (4.13)

 = 11,141. (4.14)

Тогда:

L_t = 2 · 40 + 0,5 · 116 + 141,103.

Округляем до четного числа: L_t = 142.

Уточняем межосевое расстояние цепной передачи по формуле 7.37[1]:

a_ = 0,25 · t · (L_t - 0,5 · z_ + ) (4.15)

a_ = 0,25 · 31,75 · (142 - 0,5 · 116 + ) = 1284,807 мм

Принимаем: a_ = 1285 мм.

Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, то есть примерно на 1285 · 0,004 = 5 мм.

Определяем диаметры делительных окружностей звездочек (см. формулу 7.34[1]):

d_д3 = 233,17 мм; (4.16)

d_д4 = 940,068 мм; (4.17)

Определяем диаметры наружных окружностей звездочек (см. формулу 7.35[1]):

D_e3 = t · · d₁ (4.18)

D_e3 = 31,75 · · 19,05 = 247,318 мм;

D_e4 = t · · d₁ (4.19)

D_e4 = 31,75 · · 19,05 = 955,851 мм;

где d₁ = 19,05 мм - диаметр ролика цепи.

Диаметры окружностей впадин:

D_i3 = (4.20)

D_i3 = = 216,792 мм;

D_i4 = (4.21)

D_i4 = = 926,384 мм.

Силы действующие на цепь:

окружная:

F_tц = 2779,645 Н - определена выше;

от центробежных сил:

F_v = q · V² = 3,8 · 2,356² = 21,093 H; (4.22)

где масса одного метра цепи q=3,8 кг/м по табл. 7.15[1];

от провисания:

F_f = 9.81 · k_f · q · a_ = 9.81 · 6 · 3,8 · 1,285 = 287,413 H; (4.23)

где k_f=6 - коэффициент влияния наклона оси центров цепи (см. c. 151[1]).

Расчетная нагрузка на валы:

F_в = F_tц + 2 · F_f = 2779,645 + 2 · 287,413 = 3354,471 H. (4.24)

Проверяем коэффициент запаса прочности цепи по формуле 7.40[1]:

s = (4.25)

s = = 28,658.

Это больше, чем нормативный коэффициент запаса [s]=8,174 (см. табл. 7.19[1]); следовательно, условие прочности s>[s] выполнено.

Геометрические параметры звёздочки.

Рис. 5. Звёздочка передачи цепной приводной роликовой однорядной.

Толщина зуба звёздочки:

b = 0.93 · В_вн = 0.93 · 19,05 = 17,716 = 17,7 мм, (4.26)

где В_вн - расстояние между пластинками внутреннего звена (см. табл. 7.15[1]).

Толщина диска звёздочки:

C = (1.8...1.95 · (D_e = d_д) (4.27)

C₃ = (1.8...1.95 · (D_e3 - d_д3) = 1.95 · (247,318 - 233,17) = 27,589 мм;

C₄ = (1.8...1.95 · (D_e4 - d_д4) = 1.95 · (955,851 - 940,068) = 30,777 мм;

Радиус закругления зуба:

R = 1.7 · d₁ = 1.7 · 19,05 = 32,385 мм. (4.28)

Расстояние от вершины зуба до линии центров дуг закругления:

h = 0.8 · d₁ = 0.8 · 19,05 = 15,24 мм. (4.29)

Диаметры проточки:

D_c3 = t · ctg - 1.3 · h (4.30)

D_c3 = 31,75 · ctg - 1.3 · 15,24 = 211,186 мм;

D_c4 = t · ctg - 1.3 · h (4.31)

D_c4 = 31,75 · ctg - 1.3 · 15,24 = 919,72 мм.

Расстояние между центрами окружностей:

e = 0.03 · t = 0.03 · 31,75 = 0,952 мм. (4.32)

Радиусы окружностей:

r = 0.5025 · d₁ + 0.05 = 0.5025 · 19,05 + 0.05 = 9,623 мм. (4.33)

r₁ = 0.8 · d₁ + r = 0.8 · 19,05 + 9,623 = 24,86 мм. (4.34)

r₂ = 1.7 · d₁ = 1.7 · 19,05 = 32,385 мм. (4.35)

Таблица 6. Параметры цепной передачи, мм.

Проектный расчёт
Параметр	Значение		Параметр		Значение
Тип цепи	ПР-31,75-88,5		Диаметр делительной окружности звёздочек:
Шаг цепи t	31,75		ведущей dд1 ведомой dд2		233,17 940,068
Межосевое расстояние aw	1285
			Диаметр окружности выступов звёздочек:
Длина цепи l	4508,5
			ведущей de1 ведомой de2		247,318 955,851
Число звеньев lp	142
Числа зубьев:			Диаметр окружности впадин звёздочек:
шестерни z1 колеса z2	23 93
			ведущей di1 ведомой di2		216,792 926,384
Сила давления на вал Fв, Н	3354,471
Проверочный расчёт
Параметр		Допускаемые значения		Расчётные значения	Примечание
Частота вращения ведущей звёздочки n1, об/мин		630		193,602
Коэффициент запаса прочности S		8,174		28,658
Давление в шарнирах цепи pц, H/мм2		23,659		23,213