Технические расчеты
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.27 (11 Голосов)

 

Классификация передач. Приводные роликовые цепи различают (рис. 77): однорядные нормальные (ПР), однорядные длиннозвенные облегченные (ПРД), однорядные усиленные (ПРУ), двух (2ПР)-, трех (ЗПР)-и четырехрядные (4ПР) и с изогнутыми пластинками (ПРИ).

image222 Расчет цепной передачи

image223 Расчет цепной передачи

rl4-13

image225 Расчет цепной передачи

А

Б

В

Г

..\guzenk\rl4-161.bmp

..\guzenk\rl4-15.bmp

..\guzenk\rl4-22.bmp

..\guzenk\rl4-22.bmp

..\guzenk\rl4-23.bmp

..\guzenk\rl4-23.bmp

Д

Е

Ж

Рис.77. Виды приводных цепей: а – втулочная однорядная, б – роликовая однорядная, в – роликовая двухрядная, г – роликовая с изогнутыми пластинами, д – зубчатая, е – фасонозвенная крючковая, ж – фасонозвенная штыревая.

Назначение. Цепные передачи относится к механическим передачам зацепления с гибкой связью и применяют для передачи вращательного вращения между валами расположенным на значительных расстояниях и при необходимости обеспечить постоянное передаточное отношение. Цепная передача состоит из расположенных соосно на некотором расстоянии друг от друга звездочек, и охватывающей их цепи. Вращение ведущей звездочки преобразуется во вращение ведомой благодаря сцеплению цепи с зубьями звездочек. В связи с вытягиванием цепей по меpe их износа натяжное устройство цепных передач должно регулировать натяжение цепи. Это регулирование, по аналогии с ременными передачами, осуществляют либо перемещением вала одной из звездочек, либо с помощью регулирующих звездочек или роликов.

Преимущества. Благодаря зацеплению отсутствует скольжение тягового органа. Возможность передачи движения между валами на большие расстояния (до 8М). Меньшие габариты, чем у ременных передач, особенно по ширине. Меньшие нагрузки на опоры валов передачи. Возможность передачи вращения одной цепью нескольким валам. Больший КПД.

Недостатки. Повышенный шум и вибрации вследствие удара звеньев цепи по звездочкам, которые повышаются с увеличением ее скорости. Увеличение шага цепи в процессе эксплуатации в связи с ее износом. Необходимость устройств для натяжения цепей. Отсутствие жидкостного трения в шарнирах увеличивает их износ поэтому необходима смазка периодическая или постоянная. Скорость цепи неравномерна, особенно при малых числах зубьев звездочек, что создает дополнительные динамические нагрузки и колебания передаточного числа.

Сферы применения. Цепные передачи применяют в транспортных, сельскохозяйственных, строительно-дорожных, горных и нефтяных машинах, а также в металлорежущих станках.

По мощности передачи применяются при image074_0 Расчет цепной передачи100КВт, (в некоторых передачах до 3000КВТ), по окружной скорости - image075_0 Расчет цепной передачи15М/с, по передаточным числам image076_0 Расчет цепной передачи7, КПД цепных передач image006_71 Расчет цепной передачи0,94…0,97.

Геометрический расчет. Центры шарниров цепи при зацеплении с зубьями звездочки располагаются на делительной окружности звездочек, который определяется

image232 Расчет цепной передачи, (13.1)

Где Р - Шаг цепи; image233 Расчет цепной передачи - Число зубьев звездочки.

Для приводных цепей зубья звездочек определяют все размеры зубьев, а также диаметр вершин image234 Расчет цепной передачиИ впадин image235 Расчет цепной передачи зубьев этих звездочек (рис. 78).

Минимальное межосевое расстояние Атіп Цепной передачи принимают в зависимости от передаточного числа И Передачи и условия, что угол обхвата цепью меньшей звездочки составляет не менее 120°, т. е. при И< 3:

image236 Расчет цепной передачи, (13.2)

При image237 Расчет цепной передачи

image238 Расчет цепной передачи, (13.3)

Где image239 Расчет цепной передачи и image240 Расчет цепной передачи - диаметр вершин соответственно ведущей и ведомой звездочки, мм.

Геометрия звездочки цепной передачиОптимальное межосевое расстояние цепной передачи

image242 Расчет цепной передачи, (13.4)

При этом числовой множитель принимают тем больше, чем больше И.

Число звеньев image243 Расчет цепной передачиЦепи вычисляют по предварительно принятому межосевому расстоянию а передачи, шагу цепи р и числам зубьев ведущей image244 Расчет цепной передачи и ведомой image245 Расчет цепной передачи звездочек:

Рис.78. Геометрия звездочки цепной передачи.

 

 

image246 Расчет цепной передачи. (13.5)

Вычисленное число звеньев image243 Расчет цепной передачи цепи округляют до ближайшего четного.

Уточняют межосевое расстояние передачи по формуле:

image247 Расчет цепной передачи. (13.6)

Для обеспечения провисания цепи полученное по формуле (13.6) значение в уменьшают на (0,002...0,004) А. Длину цепи определяют из равенства:

image248 Расчет цепной передачи. (13.7)

Кинематический расчет. Звенья цепи, находящиеся в зацеплении с зубьями звездочек, располагаются на звездочке в виде сторон многоугольника (рис.79), поэтому за один оборот ведущей звездочки цепь перемещается на значение периметра многоугольника, в котором стороны равны шагу цепи Р, А число сторон равно числу зубьев image244 Расчет цепной передачи звездочСхема к кинематическомурасчету цепной передачи.ки. В следствии того, что звенья цепи располагаются вокруг звездочки По сторонам многоугольника, то скорость цепи переменна.

Колебания передаточного отношения передачи, а значит скорости тем больше чем меньше число зубьев на ведущей звездочке. При выполнении рекомендаций по выбору чисел зубьев звездочек и параметров передачи колебания скорости не превышают 1...2%, поэтому расчеты выполняют по среднему передаточному отношению и средней скорости цепи. Средняя (за оборот) скорость цепи

image251 Расчет цепной передачи=image252 Расчет цепной передачиimage253 Расчет цепной передачи=image254 Расчет цепной передачи (13.8)

Среднее (за оборот) передаточное отношение

image255 Расчет цепной передачи. (13.9)

Силовой расчет. Окружная сила, которая передается цепью на ведущей звездочке

image256 Расчет цепной передачи, (13.10)

Где image257 Расчет цепной передачи - делительный диаметр ведущей звездочки, с учетом того, что image258 Расчет цепной передачи, то окружная сила на ведущей звездочке

image259 Расчет цепной передачи. (13.11)

Усилие от предварительного натяга цепи от провисания

image260 Расчет цепной передачи, (13.12)

Где image261 Расчет цепной передачи - погонная масса цепи, которая определяется в зависимости от шага цепи (таблица 13.1); image262 Расчет цепной передачи- межосевое расстояние в метрах; image263 Расчет цепной передачи- коэффициент учитывающий угол наклона оси по центрам звездочек к горизонтальной плоскости

image264 Расчет цепной передачи.

Усилие от центробежных сил на звездочке

image265 Расчет цепной передачи, (13.13)

Где image145 Расчет цепной передачи - средняя скорость цепи в м/с.

Динамическая нагрузка на цепь

image266 Расчет цепной передачи (13.14)

Где image267 Расчет цепной передачи - коэффициент динамического нагружения, image268 Расчет цепной передачи.

В работающей передаче усилие в ведущей ветви:

image269 Расчет цепной передачи, (13.15)

В ведомой ветви

image270 Расчет цепной передачи. (13.16)

Таблица 13.1.

Цепи приводные роликовые по ГОСТ 13568-75. Размеры в мм.

T

BВн

D

D1

H

B

Q,

Кгс

Q

Кг/м

F

Мм2

12,70

5,40

4,45

8,51

11,8

19

1820

0,65

39,6

15,875

6,48

5,08

10,16

14,8

20

2270

0,80

54,8

19,05

12,70

5,96

11,91

18,2

33

3180

1,5

105,8

25,40

15,88

7,95

15,88

24,2

39

5670

2,6

179,7

31,75

19,05

9,55

19,05

30,2

46

8850

3,8

262,0

38,10

25,40

11,10

22,23

36,2

58

12700

5,5

394,0

44,45

25,40

12,7

25,40

42,4

62

17240

7,5

473,0

50,80

31,75

14,29

28,58

48,3

72

22680

9,7

646,0

Обозначения: T – шаг цепи, измеряемый под нагрузкой PН=0,01Q; BВн – расстояние между внутренними пластинами; D – диаметр валика; D1 – диаметр ролика; H – ширина пластины; B – длина валика; Q - разрушающая нагрузка; Q масса 1м цепи; F – проекция опорной поверхности шарнира.

Виды повреждений. Основными причинами выхода из строя цепной передачи является износ и разрушения шарниров цепи, усталостные разрушения пластин цепи и износ рабочих поверхностей зубьев звездочки. Граничное удлинение цепи по причине износа шарниров не должно превышать 3%, так как нарушается правильность зацепления шарниров цепи и зубьев.

Критерии работоспособности цепной передачи. Основным критерием работоспособности приводных цепей является износостойкость их шарниров. По этому критерию выполняется проектировочный расчет цепной передачи при использовании среднего давления в шарнире image271 Расчет цепной передачи. Предохранение от чрезмерного растяжения цепи при эксплуатации либо от перегрузок и разрушения при пуске обеспечиваются проверочным расчетом цепи на прочность.

Расчет на износостойкость. Условие обеспечения износостойкости звена однорядной цепи (при базовом сроке службе 10…15 тис часов) записывается в виде:

image272 Расчет цепной передачи. (13.17)

Где image273 Расчет цепной передачи - коэффициент условий эксплуатации, который учитывает влияние на износостойкость различных факторов; image274 Расчет цепной передачи - диаметральная проекция опорной поверхности шарнира в мм2; image275 Расчет цепной передачи - допускаемые напряжения в шарнире цепи, которые приводятся в таблице 13.2 с характеристиками цепи в зависимости от шага image276 Расчет цепной передачиИ частоты вращения ведущей звездочки image121 Расчет цепной передачи.

Таблица 13.2

Допускаемое давление в шарнирах роликовых приводных цепей в МПа

Шаг Р, мм

Частота вращения меньшей звездочки n1, мин-1

50

200

400

600

800

1000

1200

1600

2000

12,7…15,875

35

31

28

26

24

22

21

18

16

19,05…25,4

35

30

26

23

21

19

17

15

-

31,75…38,1

35

29

24

21

18

16

15

-

-

44,45…50,8

35

26

21

17

15

-

-

-

-

Коэффициент условий эксплуатации определяется по формуле:

image277 Расчет цепной передачи, (13.18)

Где image278 Расчет цепной передачи- режима нагружения при постоянном режиме нагружения: image279 Расчет цепной передачи; image014_44 Расчет цепной передачи- коэффициент режима нагружения, как для ременной передачи от image014_44 Расчет цепной передачи=1 при спокойной нагрузке, до image014_44 Расчет цепной передачи=1,8 при ударной; image280 Расчет цепной передачи - коэффициент длины цепи, image280 Расчет цепной передачи=1,25 при image281 Расчет цепной передачи, image280 Расчет цепной передачи=1,0 при image282 Расчет цепной передачи, image280 Расчет цепной передачи=0,9 при image283 Расчет цепной передачи; image263 Расчет цепной передачи - коэффициент угла наклона линии центров к горизонту, image263 Расчет цепной передачи=1 при image284 Расчет цепной передачи, image263 Расчет цепной передачи=1,25 при image285 Расчет цепной передачи; image286 Расчет цепной передачи - коэффициент способа регулирования натяга цепи, image286 Расчет цепной передачи=1,0 - при передвижных опорах, image286 Расчет цепной передачи= 1,1 – натяжные звездочки (ролики), image286 Расчет цепной передачи=1,25 – натяжение не регулируется; image287 Расчет цепной передачи - коэффициент способа смазки цепи, image287 Расчет цепной передачи=0,8 - при постоянной смазке.

Диаметральная проекция опорной поверхности шарнира цепи определяется по зависимости:

- для роликовой и втулочной цепи image288 Расчет цепной передачи;

- для зубчатой цепи image289 Расчет цепной передачи.

Проектный расчет. При проектном расчете из условия износостойкости определяется шаг роликовой цепи

image290 Расчет цепной передачи, (13.19)

Где image009_59 Расчет цепной передачи - момент на ведущей звездочке в image291 Расчет цепной передачи, image275 Расчет цепной передачи - в МПа.

Предварительно принимается шаг принимается по зависимости

image292 Расчет цепной передачи (13.20)

При проектном расчете предварительно выбирается число зубьев ведущей звездочки image244 Расчет цепной передачи из условий износостойкости, плавности хода передачи и шумовым характеристикам по эмпирической зависимости

- для роликовых и втулочных цепей

image293 Расчет цепной передачи; (13.21)

- для зубчатых цепей image294 Расчет цепной передачи.

Максимальное число зубьев ведомой звездочки также ограничивается допустимой величиной удлинения цепи с возможной потерей нормального зацепления. Для обеспечения износа по этой причине в пределах нормы image295 Расчет цепной передачи для роликовых и втулочных цепей, а для зубчатых цепей image296 Расчет цепной передачи. Преимущественно выбирают нечетное число зубьев ведущей звездочки.

Полученное значение шага по формуле (13.20) округляется до ближайшего большего стандартного значения шага, для которого выполняется проверка для выбранной цепи частоты вращения

image297 Расчет цепной передачи, (13.22)

Где image298 Расчет цепной передачи - допустимая частота вращения ведущей звездочки, которая принимается по таблице 13.3 в зависимости от шага цепи.

Таблица 13.3.

Допускаемые частоты вращения ведущей звездочки image298 Расчет цепной передачи

Шаг цепи t, мм

[n1],

Об/мин

Шаг цепи t, мм

[n1],

Об/мин

12,7

1250

31,75

630

15,875

1000

38,1

500

19,05

900

44,45

400

25,4

800

50,8

300

После окончательного выбора шага цепи выполняется геометрический, кинематический и силовой расчет передачи, что позволяет определить коэффициент условий эксплуатации image273 Расчет цепной передачи и с его учетом проверить условие обеспечения износостойкости шарнира звена по формуле (13.18).

Проверочный расчет. Для цепной передачи выполняется проверочный расчет на обеспечение прочности звена цепи. Для этого после окончательного выбора шага цепи сравнивают наибольшее действующее в цепи усилие с разрушающим усилием image299 Расчет цепной передачи, которое приводится в табличных данных (таблица 13.1) в зависимости от шага.

image300 Расчет цепной передачи, (13.23)

Где image301 Расчет цепной передачи - значение допустимого коэффициента запаса прочности, который определяется по эмпирическим формулам:

- для роликовых и втулочных цепей image302 Расчет цепной передачи;

- для зубчатых цепей image303 Расчет цепной передачи.

В случае если при выбранном шаге условия прочности либо износостойкости не выполняются, то устанавливается дополнительный ряд цепи, при этом число зубьев в формуле (13.18) в знаменателе и image299 Расчет цепной передачи в формуле (13.23) умножается на коэффициент image304 Расчет цепной передачи, который в зависимости от числа рядов цепей image305 Расчет цепной передачиОпределяется: при image306 Расчет цепной передачи - image307 Расчет цепной передачи, при image308 Расчет цепной передачи - image309 Расчет цепной передачи, при image310 Расчет цепной передачи - image311 Расчет цепной передачи, и при image312 Расчет цепной передачи - image313 Расчет цепной передачи.

 

Расчет цепной передачи - 3.3 out of 5 based on 11 votes