Проверка условия обеспечения износостойкости цепи

Узяков Р.Н., Ставишенко В.Г., Чирков Ю.А., Васильев Н.Ф.

У34 Расчет открытых передач: Методические указания по расчету

механических передач в курсовых проектах для студентов немеханических специальностей. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003 - 21 с.

 

Методические указания предназначены для выполнения расчета открытых цепных, зубчатых и клиноременных передач в курсовых проектах (работах) для студентов немеханическихспециальностей. Указания содержат методику расчета, необходимые формулы и весь необходимый справочный материал.

 

ББК 34.445

 

 

 

Ó Узяков Р.Н. и др.,

Ó ГОУ ОГУ, 2003
Содержание

 

Введение.......................................................................................................... 4

1 Расчет цепных передач................................................................................ 5

1.1 Определение числа зубьев звёздочек: 5

1.2 Вычисление шага цепи 5

1.3 Проверка условия обеспечения износостойкости цепи 6

1.4 Определение геометрических параметров передачи 6

1.5 Проверка коэффициента запаса прочности 7

1.6 Определение силы действующей на валы 8

2 Расчет зубчатых передач............................................................................. 8

2.1 Выбор материалов зубчатых колес 8

2.2 Определение допускаемых напряжений изгиба 8

2.3 Определение числа зубьев 9

2.4 Определение коэффициентов формы зуба Y_F 9

2.5 Определение модуля зацепления 9

2.6 Определение основных геометрических размеров передачи 9

2.7 Определение окружной скорости. 10

2.8 Проверка условия прочности зубьев на выносливость 10

2.9 Определение сил, действующих в зацеплении 10

3 Расчет клиноременных передач................................................................ 10

3.1 Выбор сечения ремня 10

3.2 Выбор диаметра ведущего шкива 11

3.3 Определение диаметра ведомого шкива 11

3.4 Уточнение передаточного числа 11

3.5 Определение межосевого расстояния 11

3.6 Определение длины ремня 12

3.7 Уточнение межосевого расстояния 12

3.8 Определение угла обхвата ремнем меньшего шкива 12

3.9 Вычисление мощности передачи с одним ремнем 12

3.10 Определение числа ремней в передаче 12

3.11 Определение среднего ресурса ремней при эксплуатации 12

3.12 Определение величины натяжения ремней 13

3.13 Определение силы, действующей на вал 13

Приложение А............................................................................................... 14

 

Введение

 

Наиболее распространенными объектами реальных приводов используемых в промышленности являются открытые передачи. Поэтому при курсовом проектировании, наряду с закрытыми передачами, рассчитываются открытые зубчатые, цепные и ременные передачи. Расчеты открытых передач в различных источниках имеют некоторые отличия, так как существуют различные подходы к решению этих задач, поэтому в данной работе предложены наиболее общеизвестные, стандартные методики расчета открытых передач и приведены необходимые справочные данные, что позволяет студентам обходиться без дополнительной литературы.

В методических указаниях принята единая система физических единиц (СИ) со следующими отклонениями, допущенными в международных и межгосударственных стандартах на расчеты деталей машин: размеры деталей передач выражаются в миллиметрах (мм), силы в ньютонах (Н), и соответственно напряжения в ньютонах, деленных на миллиметры в квадрате (Н/мм²), т.е. мегапаскалях (МПа), а моменты в ньютонах, умноженных на миллиметр (Н·мм).

 

ВНИМАНИЕ! ПРИ РАСЧЕТЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ ИНДЕКС «1» ПРИСВАИВАЕТСЯ ВСЕМ ЭЛЕМЕНТАМ И ПАРАМЕТРАМ ВЕДУЩЕГО ЗВЕНА, а ИНДЕКС «2» – ВЕДОМОГО ЗВЕНА РАСЧИТЫВАЕМОЙ ПЕРЕДАЧИ.

ИНДЕКСАЦИЯ, ПРИНЯТАЯ В КИНЕМАТИЧЕСКОМ РАСЧЕТЕ (НОМЕРА ВАЛОВ) НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ!

 

Расчет цепных передач

 

Наибольшее распространение получили приводные роликовые цепи нормальной серии ПР и 2 ПР по ГОСТ 13568-75. Ниже приведена методика расчета открытых цепных передач по критерию долговечности цепи, определяемой износостойкостью шарниров, при этом задание на расчет должно содержать следующие данные: мощность на ведущей звездочке Р₁, кВт; частота вращения ведущей (малой) n₁ и ведомой (большой) n₂ звёздочек, об/мин; режим работы - количество смен, расположение передачи – горизонтальное, под определенным углом, вертикальное. Могут быть заданы величины n₁, передаточное число u и крутящий момент Т₁, Н×мм, тогда Р₁ и n₂ определяют расчетным путем: Р₁ = Т₁· n₁·π/30; n₂ = n₁·u.

1.1 Определение числа зубьев звёздочек:

- ведущей быстроходных передач, для уменьшения динамических нагрузок: z₁=31 - 2×u;

- ведущей неответственных тихоходных передач для уменьшения габаритов: z₁=19 - u (но не меньше 9).

- числа зубьев ведущих звездочек округляют до ближайшего целого нечетного числа, а ведомых - до ближайшего целого четного числа.

- ведомой: z₂=z₁×u - округляют до ближайшего целого числа; во избежание соскакивания цепи ограничивают z₂£120.

Вычисление шага цепи

, мм,

где [p] – ориентировочное допускаемое среднее давление в шарнирах цепи. Выбирают с учетом n₁ по таблице А.1, ориентируясь на среднее значение шага цепи t_ср=25,4 мм;

m – число рядов цепи, рекомендуется принимать однорядную цепь для предотвращения неравномерности нагружения пластин в звене и снижения требований к качеству изготовления передач;

K_э=К_д×К_а×К_н×К_р×К_см×К_п – коэффициент эксплуатации,

здесь: К_д – динамический коэффициент, учитывающий характер нагрузки, равный 1 при спокойной нагрузке; 1,25…1,5 – при толчкообразной или переменной нагрузке; 1,8…2,5 - при ударной нагрузке (ленточный транспортер - спокойная нагрузка, цепной конвейер – толчкообразная нагрузка, пневматические молоты, строгальные и долбежные станки, прокатные станы – ударная нагрузка). Если не указан рабочий орган, для которого рассчитывается привод, то К_д = 1,5.

К_а - коэффициент, учитывающий межосевое расстояние, равный 1 при а′ =(30…50)×t; 0,8 - при а′ =(60…80)×t; 1,25 - при а′ <25×t; Для передач с гибкой связью межосевое растояние определяется удобством расположения элементов привода. Если заранее нельзя его определить принимают а′ = 40×t.

К_н - коэффициент, учитывающий влияние наклона цепи к горизонту, равный 1 при наклоне до 60⁰ и равный 1,25 при наклоне свыше 60⁰;

К_р - учитывает способ регулирования натяжения цепи, равен 1 при автоматическом регулировании и равен 1,25 - при периодическом регулировании;

К_см - коэффициент, учитывающий способ смазки цепи, равный 1 при непрерывной капельной смазке; 0,8 - при картерной смазке; 1,3…1,5 - при периодической смазке;

К_п - коэффициент, учитывающий периодичность работы равный 1 при односменной работе; 1,25 - при двухсменной; 1,5 - при трехсменной.

По полученному значению t принимают согласно ГОСТ 13568-75 (таблица А.2, А.3) стандартную величину шага цепи и выписывают все параметры цепи (см. табл. 1).

 

Таблица 1

t, мм	BBН, мм	d, мм	d1*,мм	h, мм	B, мм	F, Н	q, г/м	S, мм2

d₁* - диаметр ролика цепи, не путать с d₁ –делительным диаметром ведущей звездочки

Проверка условия обеспечения износостойкости цепи

1.3.1 n£[n₁] - допускаемое значение частоты вращения ведущей звездочки, об/мин, находят по таблице А.4, в случае не обеспечения условия принимают многорядную цепь меньшего шага.

1.3.2 Из условия обеспечения износостойкости цепи расчетное значение среднего давления в шарнирах цепи «р» должно быть меньше допускаемого [ р ]:

 

где , - окружная сила, H;

– скорость цепи, м/с;

S - проекция опорной поверхности шарнира, мм², принимают согласно таблиц А.2, А.3;

[ р ]=[ р ]_табл.×[0,01× (z ₁-17)+1],

здесь [ р ]_табл. находят из таблицы А.1.

Допускается недогрузка на 10 % или перегрузка на 5 %. Если условие не выполняется, то соответственно уменьшают, либо увеличивают числа зубьев звездочек (п. 1.1), если это не дает положительного результата, то выбирают другой шаг цепи (п. 1.2).