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, 2004 - 20 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, 2004
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............................... 7

1.5 Проверка коэффициента запаса прочности............................................. 8

1.6 Определение силы действующей на валы................................................ 8

2 Расчет зубчатых передач..................................................................... 9

2.1 Выбор материалов зубчатых колес......................................................... 9

2.2 Определение допускаемых напряжений изгиба...................................... 9

2.3 Определение числа зубьев........................................................................ 9

2.4 Определение коэффициента формы зуба Y_F......................................... 10

2.5 Определение модуля зацепления.................................................... 10

2.6 Определение основных геометрических размеров передачи............... 10

2.7 Определение окружной скорости шестерни.......................................... 11

2.8 Проверка условия прочности зубьев на выносливость........................ 11

2.9 Определение сил, действующих в зацеплении....................................... 11

3 Расчет клиноременных передач......................................................... 11

3.1 Выбор сечения ремня.............................................................................. 11

3.2 Выбор диаметра ведущего шкива.......................................................... 12

3.3 Определение диаметра ведомого шкива................................................ 12

3.4 Уточнение передаточного числа............................................................ 12

3.5 Определение межосевого расстояния..................................................... 13

3.6 Определение длины ремня...................................................................... 13

3.7 Уточнение межосевого расстояния......................................................... 13

3.8 Определение угла обхвата ремнем меньшего шкива............................ 13

3.9 Вычисление мощности передачи с одним ремнем................................. 13

3.10 Определение числа ремней в передаче................................................ 13

3.11 Определение среднего ресурса ремней при эксплуатации................. 14

3.12 Определение величины натяжения....................................................... 14

3.13 Определение силы, действующей на вал.............................................. 14

Приложение А....................................................................................... 15

 

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. 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 (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).