Тема Передаточные механизмы Рис. Схема цепной передачи

• Название: Тема Передаточные механизмы Рис. Схема цепной передачи
• Дата: 26.11.2022
• Размер: 385.48 Kb.
• Имя файла: zadanie_1.docx
• Тип: Документы; #813031

Практическое задание 1

Расчет цепной передачи
Тема 4. Передаточные механизмы



Рис. 1.1. Схема цепной передачи:

1 – ведущая звездочка, 2 – ведомая звездочка
Задание

Выполните проектный и проверочные расчеты цепной передачи (рис. 1.1). Тип цепи – приводная роликовая. Определите шаг цепи, выберите однорядную цепь из табл. 1.5, рассчитайте размеры звездочек.

Выполните проверочные расчеты. При невыполнении условий выберите цепь двух-, трехрядную (табл. 1.11) и повторите проверочные расчеты. Сделайте выводы.
Рекомендации к выполнению задания 1
1. Определить номер варианта согласно табл. 1.1 по первой букве фамилии.

Передаточное отношение .

Таблица 1.1

Выбор варианта задания

Первая буква фамилии	Вариант	Передаваемая мощность N, кВт	Частота вращения ведущей звездочки n1, об/мин	Вид нагрузки	Режим работы	Расположение передачи
А, М, Ч	1	0,5	600	Спокойная	Односменная	Вертикальная
Б, Н, Ш	2	0,8	1200		Двухсменная	Горизонтальная
В, О, Щ	3	1	1640		Трехсменная	Вертикальная
Г, П, Э	4	1,2	680	С толчком	Односменная	Горизонтальная
Д, Р, Ю	5	1,4	700		Двухсменная	Вертикальная
Е, С, Я	6	1,6	720		Трехсменная	Горизонтальная
Ж, Т	7	1,8	740		Односменная	Вертикальная
З, У	8	2	75	Сильные удары	Двухсменная	Горизонтальная
И, Ф	9	2,2	76		Трехсменная	Вертикальная
К, Х	10	2,4	78		Односменная	Горизонтальная
Л, Ц	0	2,5	80		Двухсменная	Вертикальная

2. Выполнить необходимые расчеты согласно методическим указаниям.

3. Оформить решение задачи с пояснениями хода решения.
Методические рекомендации

1.1. Проектный расчет

1. Определяем минимальное число зубьев ведущей звездочки:

(1.1)
Число зубьев звездочки округляется до ближайшего целого нечетного числа и сравнивается с рекомендуемым значением по табл. 1.2.

Необходимо выдержать условие:

(1.2)
Таблица 1.2

Рекомендуемое число зубьев меньшей звездочки z₁

z1 при передаточном числе U
1…2	2…3	3…4	4…5	5…6	6
31...27	27…25	25…23	23…21	21…17	17…15	13 (9)

2. Определяем число зубьев ведомой звездочки:

(1.3)

Полученное значение z₂ необходимо округлить до ближайшего целого четного числа.
3. Определяем фактическое передаточное число:

(1.4)

и отклонение от заданного передаточного числа:

. (1.5)
4. Шаг цепи определяем по формуле

, (1.6)

где К_э – коэффициент эксплуатации, в котором частные коэффициенты определяются по табл. 1.3:

(1.7)p – допускаемое среднее давление в шарнирах цепи, выбирается (на данном этапе ориентировочно) в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки по табл. 1.4.

Таблица 1.3

Значения частных коэффициентов

Наименование коэффициента	Обозначение	Условия работы передачи	Значения коэффициента
Коэффициент динамичности нагрузки	KД	Спокойная нагрузка Нагрузка с толчком Сильные удары	1 1,2…1,5 1,8
Коэффициент влияния длины цепи	Ka	а = (60…80) р а = (30…50) р а < 25 р	0,9 1 1,25
Коэффициент расположения передачи	KН	Наклон линии центров звездочек к горизонтам >70º < 70º	1 1,25
Коэффициент, учитывающий способ натяжения цепи в цепной передаче	Kрег	Передвигающиеся опоры Наличие нажимного ролика от оттяжных звездочек Нерегулируемое натяжение	1 1,15 1,25
Коэффициент, учитывающий влияние способа смазки цепи	Kсм	Непрерывное смазывание в масляной ванне (Vц = 2…9 м/с) и циркуляционно-струйное смазывание (Vц 6 м/с) Регулярное капельное или внутришарнирное смазывание Периодическое смазывание	0,8 1 1,5
Коэффициент режима работы	Kреж	Односменная Двухсменная Трехсменная	1 1,25 1,45

Таблица 1.4

Допускаемое среднее давление [p] для

роликовых цепей при z₁ = 15…30

Частота вращения ведущей звездочки n1 мин (не более)	Значение [p], МПа, при шаге цепи Р, мм
	12,7…15,87	19,05…25,4	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	18,5	16,3	–
1200	20,6	17,2	14,7	–
1600	18,1	14,7	–	–
2000	16,3	–	–	–
2400	14,7	–	–	–
2800	13,4	–	–	–

K_m – коэффициент, учитывающий число рядов цепи m.

m	1	2	3	4
Km	1	1,7	2,5	3

Полученное значение шага Р округляем до ближайшего стандартного значения по табл. 1.5 и выбираем цепь (роликовая цепь – рис. 1.2).

В обозначении роликовой цепи указывают: тип, шаг, разрушающую нагрузку и номер ГОСТа (например, цепь ПР-15,875-875-2270-1 ГОСТ 13568–97).

У многорядных цепей в начале обозначения указывают число рядов.
Таблица 1.5

Цепи однорядные нормальной серии по ГОСТ 13568–97



Рис. 1.2. Приводная роликовая цепь
5. Предварительно принимаем межосевое расстояние:

. (1.8)
6. Определяем число звеньев цепи:

. (1.9)

Полученное значение округляем до ближайшего четного целого числа (при нечетном числе звеньев приходится использовать переходные звенья).
7. Определяем фактическое межосевое расстояние:

. (1.10)
8. Для обеспечения нормального провисания ведомой ветви цепи определяем монтажное межосевое расстояние:

а_м  0,997а. (1.11)
9. Определяем скорость цепи:

м/с. (1.12)

По этой скорости по табл. 1.6 уточняем условия смазки передачи.
Таблица 1.6

Рекомендации по выбору смазки цепных передач

Качество смазки	Вид смазки при окружной скорости vц м/с
	Менее 4	Менее 7	Менее 12	Более 12
Хорошая	Капельная 4…10 кап/мин	В масляной ванне	Циркуляционная, под давлением	Разбрызгиванием
Удовлетвори-тельная	Густая внутришарнирная. Пропитка цепи через 120…180 ч	Капельная – 20 кап/мин	Циркуляционная, под давлением. В масляной ванне	Циркуляционная, под давлением
Недостаточная	Периодическая, через 6…8 ч
Работа без смазки	Допускается при V до 4 м/мин

10. Определяем геометрические размеры звездочек для роликовых цепей по ГОСТ 591–69.

1.2. Проверочный расчет

1. Определяем окружную силу, передаваемую цепью, Н:

. (1.13)

2. Проверяем частоту вращения ведущей звездочки по табл. 1.7. .
Таблица 1.7

Максимальная частота вращения малой звездочки

Число зубьев звездочки	[n]max, мин–1 при шаге цепи t, мм
	12,7	15,87	19,05	25,4	31,75	38,1	44,45	50,8
Для втулочных и роликовых цепей
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

3. Определяем число ударов цепи при набегании на зубья звездочки и сбегании с нее:

, (1.14)

где допускаемое число ударов  берется по табл. 1.8.
Таблица 1.8

Допускаемое число ударов []

Тип цепи	Значение [], 1/с 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

4. Определяем удельное давление в шарнирах для роликовых цепей, МПа:

, (1.15)

Проекция опорных поверхностей шарниров (А) выбирается по табл. 1.10, допускаемое среднее давление – по табл. 1.9.
Таблица 1.9

Допускаемое среднее давление [p] для

роликовых цепей при z₁ = 15…30

Частота вращения ведущей звездочки n1, мин (не более)	Значение [p], МПа, при шаге цепи t, мм
	12,7…15,87	19,05…25,4	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	18,5	16,3	–
1200	20,6	17,2	14,7	–
1600	18,1	14,7	–	–
2000	16,3	–	–	–
2400	14,7	–	–	–
2800	13,4	–	–	–

Таблица 1.10

Площадь 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	672	986	1185
44,45	473	802	1180	1420
50,8	645	1095	1610	1935

Если р  р, то берется цепь следующего шага или многорядная – табл. 1.11.
Таблица 1.11

Цепи приводные роликовые нормальной серии по ГОСТ 13568–97

5. Определяем статическую прочность цепи:

, (1.16)

где Q – разрушающая нагрузка в Н, берется по табл. 1.5, 1.11;

F_v – натяжение цепи от центробежных сил, Н:

, в которой масса 1 м цепи q выбирается по таблице в зависимости от выбранной цепи;

F₀ – предварительное натяжение цепи:



где межосевое расстояние a подставляем в метрах;

К_f зависит от стрелы провисания:

– для горизонтальных передач К_f = 6,3;

– для наклонных до 40^ К_f = 3;

– для вертикальной К_f = 1;

n – допускаемый коэффициент запаса прочности для цепей, берется по табл. 1.12.
Таблица 1.12

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
Для втулочных и роликовых цепей (при z1 = 15…30)
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	–	–	–	–	–	–

6. Определяем силу давления цепи на опоры вала, Н:

F_оп = К_дF_t + 2F_0. (1.17)
7. Определяем амплитуду переменных напряжений по формуле

, (1.18)

в которой толщина пластины S:

. (1.19)
8. Определяем запас прочности по переменным напряжениям:

, (1.20)

в которой предел выносливости по нормальным напряжениям для пластин стандартных цепей , коэффициент, характеризующий состояние поверхности для пластин с неупрочненными отверстиями _ = 1 и для пластин с упрочненными отверстиями _ = 1,2…1,4.
Эффективный коэффициент концентрации напряжений:

K_ = 1 + q(_ – 1), (1.21)

где q – коэффициент, характеризующий чувствительность материала к концентрации напряжений, для пластин цепи принимают q = 0,4…0,6;

_ – теоретический коэффициент концентрации напряжений, для пластин цепи принимают _ = 2,8…3.
9. Определяем удельное давление в шарнире при условии переменных нагрузок:

, (1.22)

где К_ц – коэффициент качества цепи, для цепей ПР К_ц = 0,85;

– допускаемое (в условиях переменных нагрузок) давление в шарнирах, принимается по табл. 1.13.
Таблица 1.13

Предельная частота вращения, мин^–1, и давление, МПа, при расчете на усталость

Шаг цепи t, мм	Параметр	Число зубьев малой звездочки
		15	20	25	30	35	40	45
9,525	nnp	2500	2580	2640	2720	2800	2880	2950
		21,3	21,8	22,1	22,3	22,5	22,7	22,9
12,7	nnp	1850	1930	2010	2090	2170	2240	2300
		21,8	22,2	22,5	22,7	22,9	23,1	23,3
15,875	nnp	1500	1550	1600	1650	1700	1750	1800
		22	22,5	22,7	22,9	23,1	23,3	23,5
19,05	nnp	1300	1350	1400	1450	1500	1550	1600
		22,3	22,9	23,1	23,3	23,5	23,7	23,9
25,4	nnp	950	1000	1050	1100	1125	1150	1175
		22,5	23,3	23,6	23,8	24	24,2	24,4
31,75	nnp	800	840	870	900	920	940	950
		22,4	22,9	23,4	23,6	23,8	24	24,2
38,1	nnp	680	710	730	760	780	800	810
		22	22,5	22,7	23	23,3	23,6	23,8
44,75	nnp	570	590	610	630	650	670	690
		22,1	22,5	22,7	22,9	23,1	23,3	23,5
50,8	nnp	530	550	570	590	610	630	650
		21,7	22	22,3	22,7	23	23,2	23,3

10. Определяем стрелу предварительного провисания цепи, мм:
f = 0,02a. (1.23)