Давление в шарнирах цепи
Рассчитаем действительное давление в шарнире цепи
. (47)
Обязательно должно выполняться условие прочности цепи
. (48)
Для рассматриваемого примера условие (48) выполняется. В противном случае необходимо увеличить шаг цепи t (таблица Б.1) или число зубьев ведущей звездочки Z1 и повторить расчет.
По таблице Б.1 по шагу выбираем цепь приводную однорядную нормальной серии ПР – 25,4 – 6000 ГОСТ 13568 –75.
По условию долговечности цепи рекомендуется [3] выбирать межосевое расстояние цепной передачи при эскизной компоновке привода в интервале 
= (30…50) × t. Для курсовой работы можно рассчитать предварительное значение межосевого расстояния
. (49)
Определим число звеньев в цепном контуре
. (50)
Чтобы не применять переходное соединительное звено, полученное значение округляется до целого четного числа, т.е. примем Lt = 130.
После этого необходимо уточнить фактическое значение межосевого расстояния цепной передачи по формуле
Полученное значение не округлять до целого числа.
Выбранная цепь будет иметь следующую длину:
. (51)
Проверим частоту вращения ведущей звездочки по условию [3,с.96]:
. (52)
Сравним расчетное число ударов шарниров цепи о зубья звездочек в секунду 
с допускаемым значением 
[3,с.96]. Должно выполняться условие:
. (53)
Определим – расчетное число ударов цепи о зуб звездочки [3]:
. (54)
Определим – допускаемое число ударов цепи о зуб звездочки [3]:
. (55)
Видим, что 3,41 с -1 -1 . Следовательно, условие (53) выполняется.
Окончательной проверкой для выбранной цепи является сравнение расчетного коэффициента запаса прочности 
с его допускаемым значением 
. Должно выполняться следующее условие:
, (56)
,
где FP – разрушающая нагрузка цепи, Н. Она зависит от шага цепи и выбирается по таблице Б.1. Для примера FP = 60000 Н;
Ft – окружная сила, передаваемая цепью, Н, (рисунок 5)
; (57)
КД – коэффициент из таблицы 8;
F – предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви (от ее силы тяжести), Н
, (58)
где 
– коэффициент провисания цепи. Для горизонтальных цепных передач = 6 [3,с. 97];
m – масса одного метра цепи, кг/м. Определяется для выбранной цепи по таблице Б.1. Для разбираемого примера m = 2,6 кг/м;
а – межосевое расстояние передачи, м;
g = 9,81 м/с 2 – ускорение свободного падения.
Определим предварительное натяжение цепи для рассматриваемого примера
;
FV – натяжение цепи от центробежных сил, Н
. (59)
Таким образом, фактический коэффициент запаса прочности цепи по зависимости (56) равен
.
93.79.221.197 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Как определить среднее давление р в шарнире? Назовите параметры d и В.
Т.П. Расчет цепи по разрушающей нагрузке (по запасу прочности). В ответственных случаях выбранную цепь проверяют по коэффициенту запаса прочности
(7.20)
где F — разрушающая нагрузка цепи (см. табл. 7.1);
∑F1 = Ft KB + Fv + Fo (см. шаги 7.13; 7.14) — суммарная нагрузка в ведущей цепи;
[s] — требуемый (допускаемый) коэффициент запаса прочности (выбирают по табл. 7.1).Расшифруйте параметры, входящие в значение ∑F1.
7Л8.Долговечность по числу входов в зацепление с обеими звездочками (число ударов) проверяют по формуле
(7.21)
где Lp — общее число звеньев цепи; гип- число зубьев и частота вращения звездочки (ведущей или ведомой); U — действительное число входов звеньев цепи в зацепление за 1 с; v — окружная скорость, м/с; L — длина цепи, м; [U] — допускаемое число входов цепи в зацепление за 1 с (см. табл. 7.1).
Как называется расчет по формуле (7.21)? Найдите похожий расчет для ременной передачи.
7.19.Последовательность проекттровочного расчета цепных передач.
1. Выбрать тип цепи по ее предполагаемой скорости и из условий работы передачи (роликовая, втулочная, зубчатая).
2. По передаточному числу и выбрать по табл. 7.1 число зубьев малой звездочки Z, по формуле (7.9) определить число зубьев большей звездочки z2— Проверить выполнение условия z2 ^ z2mm (см. шаг 7.8).
3. Определить вращающий момент Тх на малой звездочке, по табл. 7.1 выбрать допускаемое давление в шарнирах [р], задать расчетные коэффициенты A», -f- K6 и по формуле (7.17) определить коэффициент эксплуатации К. После чего из условия износостойкости шарниров [см. формулы (7.18), (7.19)] определить шаг цепи. Полученное значение шага t округлить до стандартного (см. табл. 7.1).
4. Принятый шаг проверить по допустимой угловой скорости малой звездочки (см. табл. 7.1). При несоблюдении условия со, = га, тах увеличить число рядов роликовой (втулочной) цепи или ширину зубчатой цепи.
5. По формуле (7.8) определить среднюю скорость цепи v и силу Ft, после чего по формуле (7.16) проверить износостойкость цепи. При несоблюдении условия р K 60. Мощность, передаваемая такими вариаторами, достигает 70 кВт;
с диапазоном регулирования 
Разновидность цепных вариаторов — фрикционные цепные вариаторы. Отличаются они тем, что конусы выполняются гладкими, а цепи вместо поперечных пластин включают ролики, заменяющие колодки, имеющиеся во фрикционных вариаторах. Эти вариаторы имеют диапазон регулирования Д 1 /с Суммарная нагрузка цепи
Ответы на вопросы
7.1. Цепная передача (см. рис. 7.1) состоит из ведущей 1 и ведомой 2, звездочек и охватывающей их цепи 3. На рис. 7.1 схематично показано натяжное устройство 4.
7.2. Признаки классификации цепных передач, связанные с цепями: пп. 1, 2, 5, а со звездочками: пп. 1—4.
7.3. Для ответа на вопрос повторите полностью шаг 7.3.
7.4. В велосипеде (мотоцикле) необходимо передать вращательное движение на сравнительно большое расстояние. Для этой цели можно использовать только цепную передачу, так как другие виды механических передач для велосипеда практически неприемлемы.
7.5. На рис. 7.8: t — шаг цепи; d — диаметр валика; В — ширина внутреннего звена.
7.8. Профиль зуба звездочки цепной передачи зависит от типа цепи. Для втулочной и роликовой цепей профиль зуба дугообразный (в соответствии с диаметром втулки ролика), для зубчатой — прямолинейный. Размеры профиля для втулочной, роликовой и зубчатой цепей принимают по табл. 7.1.
7.9. Если известна длина цепи в шагах, то межосевое расстояние определяют по формуле (7.3). По формулам (7.1), (7.2) производят ориентировочный расчет межосевого расстояния.
7.10. Передаточное число цепной передачи и = 
. Для этой
передачи передаточное число через отношение диаметров делительных окружностей звездочек определить нельзя.
7.13. При работающей цепной передаче больше будет нагружена ветвь Fx — ведущая [см. формулу (7.11) и рис. 7.15].
7.14. В цепной передаче для передачи окружной силы не требуется создавать значительного предварительного натяжения, поэтому по сравнению с ременной передачей валы цепной передачи испытывают меньше нагрузки.
7.15. В большинстве случаев у цепных передач наблюдается разрушение шарниров цепи.
7.16. Среднее давление в шарнире звена р определяется как отношение окружной силы, передаваемой цепью, к площади проекции опорной поверхности шарнира, d — диаметр валика, В — шарнира цепи.
7.17. При определении суммарной нагрузки в цепной передаче по формуле (7.20): F, — окружная сила; Кв — коэффициент нагрузки вала; Fv — натяжение от центробежных сил; Fo — натяжение от провисания цепи.
7.18. Формула (7.21) — расчет долговечности по числу входов цепи в зацепление со звездочками (по числу ударов). Похожий расчет в ременной передаче — расчет по числу пробегов ремня.
7.20.Для цепного вариатора (см. рис. 7.16) можно дать следующее определение: специальная цепная передача с параллельными осями, предназначенная для бесступенчатого изменения передаточного числа. На рис. 7.17 показан клиновый вариатор с раздвижными конусными шкивами.
Давление в шарнирах цепи
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).
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 
100КВт, (в некоторых передачах до 3000КВТ), по окружной скорости — 
15М/с, по передаточным числам 
7, КПД цепных передач 
0,94…0,97.
Геометрический расчет. Центры шарниров цепи при зацеплении с зубьями звездочки располагаются на делительной окружности звездочек, который определяется
, (13.1)
Где Р — Шаг цепи; 
— Число зубьев звездочки.
Для приводных цепей зубья звездочек определяют все размеры зубьев, а также диаметр вершин 
И впадин 
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
Детали машин
Расчет и конструирование цепных передач
Критерии работоспособности и расчет цепной передачи
Основным критерием работоспособности цепных передач является долговечность цепи, определяемая изнашиванием шарниров.
За основной принят расчет цепных передач, обеспечивающий износостойкость шарниров цепи. При этом цепи обладают достаточной прочностью. Долговечность (ресурс) приводных цепей по изнашиванию в стационарных машинах составляет 10…15 тыс. часов работы.
Проектировочный расчет цепи
Проектировочный расчет цепной передачи заключается в подборе цепи из стандартного ряда по справочным таблицам. При этом учитываются передаваемая нагрузка и скоростные характеристики передачи.
С помощью поправочных коэффициентов учитываются эксплуатационные характеристики – способ смазки, динамичность, способ регулирования, режим нагружения и наклон цепи к горизонту.
Таким образом, определяется требуемый шаг t цепи, а также число рядов m и допускаемое среднее давление [pц] в шарнире цепи.
Условное обозначние приводных цепей
Для работы со справочными таблицами необходимо знать условное обозначение цепей. Так, для роликовых цепей приняты следующие обозначения:
- первая цифра – число рядов цепи (цифра 1 для обозначения однорядной цепи не ставится);
- буквы «ПР» – означают «приводная роликовая цепь»;
- вторая цифра (число) – шаг цепи, мм;
- третья цифра (число) – разрушающая нагрузка, Н;
- четвертая цифра – исполнение цепи по ширине.
Пример обозначения роликовой цепи:
ПР-12,7-1820-1 : приводная роликовая цепь, однорядная, шаг 12,7 мм, разрушающая нагрузка 18200 Н, первое исполнение по ширине.
При проектировочном расчете предварительно определяют шаг цепи:
где:
Кэ – коэффициент эксплуатации, Кэ = Кд×Кс×К×Крег×Кр ; Кд – коэффициент динамичности; Кс – коэффициент способа смазывания передачи; К – коэффициент наклона передачи к горизонту; Крег – коэффициент способа регулирования; Кр – коэффициент режима нагрузки;
Т1 – вращающий момент на ведущей звездочке;
m – число рядов цепи;
z1 = 29 – 2u – минимальное число зубьев ведущей звездочки роликовой цепи;
[pц] – допускаемое среднее давление в шарнире (определяется по таблицам с учетом угловой скорости цепи и ее шага, см. Таблицу 1);
Таблица 1. Допускаемое среднее давление в шарнире цепи
Давление в шарнирах цепи
– передаточное число цепной передачи u = uЦП= 3,212.
Методику расчета цепной передачи с приводной однорядной роликовой цепью проследим на рассматриваемом примере.
Важнейшим параметром цепной передачи является предварительное значение шага цепи t / , которое рассчитывается по допускаемому давлению в шарнире цепи по зависимости [3, с.92]:
, (41)
где КЭ – коэффициент эксплуатации, который представляет собой произве- дение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы реальной передачи (таблица 8) [3,4]:
. (42)
Выбрав в таблице 8 коэффициенты для условий работы рассчитываемой передачи, рассчитаем коэффициент КЭ :
.
Определим Z / 1 – предварительное число зубьев ведущей звездочки
(43) Полученное предварительное значениеZ / 1 округляют до целого нечетного числа, что в сочетании с нечетным числом зубьев ведомой звездочки Z2 и четным числом звеньев цепи Lt обеспечит более равномерное изнашивание зубьев. Принимаем Z1 = 23. Тогда Z2 = Z1 u = 23 3,212 = 73,88. Принимаем Z2 =73 (нечетное число).
Уточним передаточное число цепной передачи
= Z2 / Z1 = 73 / 23 = 3,174. (44)
Допускается отклонение от расчетного значения 
не более 4 %
. (45)
Последним параметром в формуле (41) является [p] – допускаемое давление в шарнире цепи, Н/мм 2 . Оно определяется в зависимости от скорости цепи 
по ряду [4]:
, м/с
