Цепная передача с роликовой цепью

Цепная передача с роликовой цепью

  Исходные данные: угол между линиями центров и горизонталью 0⁰; смазывание периодическое, работа в одну смену.

1. Выбираем цепь приводную роликовую однорядную ПР (по ГОСТ 13568 – 75) и определяем шаг её; предварительно вычисляем величины, входящие в эту формулу:

а) коэффициент К_э в соответствии с исходными данными принимаем: k_д=1 (при спокойной нагрузке); k_а=1 [так как следует принять а=(30÷50)t]; k_н=1 (так как угол наклона цепи 0⁰); k_р=1,25 (регулирование цепи периодическое); k_см=1,4 (смазывание цепи периодическое); k_п=1 (работа в одну смену).

К_э=k_дk_аk_нk_рk_смk_п=1·1·1·1,25·1,4·1=1,750.

б) числа зубьев звёздочек: ведущей z₁=31-2u=31-2·2,5=26 зубьев;

                                              ведомой z₂=z₁u =26·2,5=65 зубьев.

в) среднее значение [р] принимаем ориентировочно по таблице: [р]=18,5 МПа; число рядов цепи m=1

                                 ___________           _______________________

г) шаг цепи t=2,8·³√T₁К_э/(z₁[р]m)=2,8·³√427,700·10³·1,750/(26·18,5·1)≈32,447 мм.

  По таблице принимаем ближайшее большее значение t=38,1 мм; проекция опорной поверхности шарнира А_оп=394 мм²; разрушающая нагрузка Q=127,0 кН; масса одного метра цепи q=5,5 кг/м.

2. Проверяем цепь по двум показателям:

а) по частоте вращения – по таблице допускаемая для цепи с шагом t=38,1 мм частота вращения [п₁]=500 мин^-1, условие выполнено п₁≤[п₁] выполнено;

б) по давлению в шарнирах – по таблице для данной цепи при п₁=318,400 мин^-1 значение [р]=18,5 МПа; расчётное давление:

р=F_tK_э/А_оп=2713·1,750/394=12 МПа

здесь F_t=P/υ=14,260·10³/5,257=2713 Н

где υ=z₁tп₁/60·10³=26·38,1·318,400/60·10³=5,257 м/с

  Условие р≤[р] выполнено.

3. Определяем число звеньев цепи; предварительно находим суммарное число зубьев

z_Σ=z₁+z₂=26+65=91; поправка Δ=(z₂-z₁)/(2π)=(65-26)/(2·3,14)=6,2; а=40t; а_t=а/t=40.

L_t=2a_t+0,5z_Σ+Δ²/a_t=2·40+0,5·91+6,2²/40=126,5. Округляем до чётного числа L_t=126.

4. Уточняем межосевое расстояние

                              ____________                                          ________________

a=0,25t[L_t-0,5z_Σ+√(L_t-0,5z_Σ)²-8·Δ²]=0,25·38,1[126-0,5·91+√(126-0,5·91)²-8·6,2²]=

=1515 мм. Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого состояния на 0,4%, т.е. на 1515-1515·0,004≈1509 мм.

5. Определяем диаметр делительных окружностей звёздочек:

    ведущей d_д1=t/(sin180⁰/z₁)=38,1/(sin180⁰/26)=316,086 мм;

    ведомой d_д2=t/(sin180⁰/z₂)=38,1/(sin180⁰/65)=788,601 мм.

6. Определяем диаметры наружных окружностей звёздочек (d₁ – диаметр ролика цепи):

ведущей D_е1=t(ctg180⁰/z₁+0,70)-0,31d₁=38,1·(ctg180⁰/26+0,70)-0,31·22,23=333,560 мм;

ведомой D_е2=t(ctg180⁰/z₂+0,70)-0,31d₁=38,1·(ctg180⁰/65+0,70)-0,31·22,23=807,459 мм.

7. Определяем диаметры внутренних окружностей звёздочек, предварительно вычисляем радиус впадины:

а) радиус впадины r=0,5025d₁+0,05=0,5025·22,23+0,05=11,221 мм;

ДМ20-07.00.00ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата

б) диаметры внутренних окружностей звёздочек

    ведущей D_i1=d_д1-2r=316,086-2·11,221=293,644 мм;

    ведомой D_i2=d_д2-2r=788,601-2·11,221=766,159 мм.

8. Ширина зуба звёздочки (B_вн – расстояние между пластинами цепи):

b=0,93B_вн-0,15=0,93·25,4-0,15=23,472 мм.

9. Определяем силы, действующие на цепь:

окружная F_t=2713 Н (вычислена выше, см. п. 2 (б));

центробежная F_υ=qυ²=5,5·5,257²=152 Н;

от провисания цепи F_f=9,81k_fqa=9,81·6·5,5·1,509=489 Н, здесь k_f  –   коэффициент, учитывающий расположение цепи;

расчётная нагрузка на валы F_в=F_t+2F_f=2713+2·489=3691 Н.

10. Проверяем коэффициент запаса прочности s:

s=Q/(k_дF_t+F_υ+F_f)=127,0·10³/(1·2713+152+489)≈37

Нормативный коэффициент запаса прочности по таблице [s]=10,3; условия s≥[s] выполнено.

МУВП (муфта упругая втулочно-пальцевая)

1. Проверка упругого элемента на смятие (допускаемые напряжения смятия [σ]_см=2 Н/мм²): σ_см=2T/(zD₀d_Пl_ВТ)=2·100400/(8·140·18·36)=0,277 Н/мм²≤[σ]_см.

2. Проверка пальцев муфты на изгиб (допускаемые напряжения изгиба принимают [σ]_и=(0,4…0,5)σ_т; пальцы МУВП изготавливают из стали 45 по ГОСТ 1050 – 88 (σ_т=320 МПа), из этого следует что [σ]_и=0,45·320=128 МПа):

σ_и=2T(0,5l_ВТ+C)/(zD₀0,1d_П³)=2·100400·(0,5·36+6)/(8·140·0,1·18³)=7 МПа≤[σ]_и.

Муфта комбинированная

1. Проверка упругого элемента на смятие (допускаемые напряжения смятия [σ]_см=2 Н/мм²): σ_см=2T/(zD₀d_Пl_ВТ)=2·436400/(8·140·18·36)=1,203 Н/мм²≤[σ]_см.

2. Проверка пальцев муфты на изгиб (допускаемые напряжения изгиба принимают [σ]_и=(0,4…0,5)σ_т; пальцы МУВП изготавливают из стали 45 по ГОСТ 1050 – 88 σ_т=320 МПа, из этого следует что [σ]_и=0,45·320=128 МПа):

σ_и=2T(0,5l_ВТ+C)/(zD₀0,1d_П³)=2·436400·(0,5·36+6)/(8·140·0,1·18³)=32 МПа≤[σ]_и.

3. Расчёт предельного крутящего момента при срабатывании штифтового устройства производится по формуле: М_пред=[τ]_срπd_ш²zD₀/8K_н. Из выше приведённой формулы следует, что диаметр штифта равен:

        _________________

d_ш=√8М_предK_н/(πz[τ]_срD₀)

Штифт изготавливается из стали 40Х по ГОСТ 4543 – 71 σ_т=700 МПа.

Допускаемые напряжения на срез принимаются [τ]_ср=(0,2…0,3)σ_т из этого следует

что [τ]_ср=0,3·700=210 МПа. Предельный крутящий момент принимают М'_пред=1,2…1,5M_пуск, где в свою очередь М_пуск=1,6М из этого следует что М'_пред=1,45·1,6·436,400=1012 Н·м

        _________________________

d_ш=√8·1012·1,0/(3,14·1·210·10⁶·0,19)=8,038·10^{-3 м}

Округляем полученные данные до стандартного значения d_ш=8,0 мм.

Рассчитываем предельный крутящий момент:

М_пред=210·10⁶·3,14·(8,0·10^-3)²·1·0,19/8·1,0=1003 Н·м.

Отклонение: е%=|М_пред-M'_пред|·100%/М_пред=|1003-1012|·100%/1003=0,8%≤ 5%.

ДМ20-07.00.00ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ докум

Подп

Дата