Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования и науки Украины
Донбасская государственная машиностроительная академия
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовому и дипломному проектированию
(для студентов всех специальностей)
Расчет передачи роликовой цепью
Утверждено
на заседании кафедры ОКММ
Протокол № 5 от 24.12.2002
Краматорск 2002
УДК 62–11
Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов всех специальностей. Расчет передачи роликовой цепью. Сост. А. В. Чумаченко, С.С. Сервирог - Краматорск, ДГМА, 2000 - 18 с.).
Содержат: общие сведения о передачах роликовой цепью и основы их расчета; последовательность расчета передачи и необходимые справочные данные к нему.
Составитель: А. В. Чумаченко, ст. преп.
С.С. Сервирог, ст. преп.
Рецензент С. Г. Карнаух, ст. преп
Отв. за выпуск Л.Л. Роганов, проф.
Цепная передача - передача зацеплением с промежуточной гибкой связью, основанная на зацеплении шарниров или зубьев цепи с зубьями звездочек. Цепные передачи применяются при больших межосевых расстояниях, а также для передачи движения от одного ведущего вала нескольким ведомым, когда применение зубчатых передач невозможно или нецелесообразно, а ременные передачи недостаточно надежны.
Цепные передачи различают по типу приводной цепи: с роликовыми, втулочными или зубчатыми цепями. Наиболее широко распространены передачи с роликовыми приводными цепями, расчету которых посвящены настоящие методические указания.
Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек, размещенных на соответствующих валах, и цепи в виде замкнутого контура, которая находится в зацеплении со звездочками. Свободный отрезок цепи, который набегает на ведущую звездочку, называется ведущей ветвью, а другой свободный участок цепи – ведомой (рис. 48) [1-8]. Области использования: в различных станках, сельскохозяйственных и транспортных машинах, приводах конвейеров и т.д. Преимущества и недостатки цепных передач по сравнению с зубчатыми и ременными передачами приведены в табл. 21.
|
Достоинства |
|
|
По сравнению с зубчатыми передачами |
По сравнению c ременными передачами |
|
Большой диапазон межосевых расстояний |
|
|
В зацеплении много зубьев |
Большой КПД |
|
Большой диапазон передаточных отношений |
Меньше нагружают валы |
|
Недостатки |
|
|
Износ (вытяжка) цепи и необходимость регулировки межосевого расстояния |
|
|
Большая внутренняя динамика: ограничение скорости и |
|
|
Соединяются только параллельные валы одностороннего вращения |
Рисунок – Схема цепной передачи
Основные размеры по ГОСТ 13568-75, мм: – шаг цепи; – диаметр валика; – диаметр ролика; – ширина внутреннего звена; – расстояние между пластинами внутреннего звена; – нагрузка разрушающая;
– 9,525 (1-,2 - рядные);
– 12,7...50,8 (1-,2-,3-,4- рядные).
Стандарт регламентирует выпуск одно-, двух-, трех- и четырехрядных цепей с шагами от 12,7 до 50,8 мм. Установлены следующие обозначения видов роликовых цепей:
ПРЛ - роликовые, однорядные, нормальной точности;
ПР - роликовые повышенной точности;
ПРД - роликовые длиннозвенные;
ПРИ - роликовые с изогнутыми пластинами.
В маркировке роликовых цепей указываются: число рядов (кроме однорядной), шаг, статическая разрушающая нагрузка (в килограммах).
Например:
ПР – 15,875 – 2270 ГОСТ 13568-75.
2ПР – 19,05 – 7200 ГОСТ 13568-75.
Зубья звездочек для роликовых цепей профилируются по ГОСТ 591-69. Стандарт предусматривает нарезание их профилей без смещения для реверсивных передач и со смещением - для нереверсивных передач. Оси шарниров звеньев цепи, находящиеся в зацеплении со звездочкой, располагаются на делительной окружности звездочки с диаметром
, ()
где z – число зубьев звездочки.
Диаметр окружности, ограничивающей вершины зубьев, определяется по формуле
. ()
Ширина зубчатого венца звездочек
. ()
- до 4 (7).
где – коэффициент, учитывающий динамичность внешней нагрузки (табл. 29);
– коэффициент, учитывающий количество рядов цепи (табл. 27);
– допускаемое давление, гарантирующее износостойкость шарнира в течение заданного срока службы;
- частота вращения ведущей звездочки.
, ()
где – коэффициент работоспособности передачи, при граничной норме износа (Δt/t)·100%=3 % =4·106;
– срок службы передачи, ч,
; ()
– время работы передачи в каждом из режимов нагружения, ч;
– коэффициент, учитывающий частоту вращения ведущей звездочки,
; ()
– коэффициент, учитывающий параметры передачи,
, ()
где – коэффициент, учитывающий число зубьев ведущей звездочки,
; ()
– коэффициент, учитывающий длину ведущей ветви передачи (межосевое расстояние), выраженную в шагах,
; ()
– межосевое расстояние, выраженное в шагах звеньев цепи, рекомендуется назначать =30...50;
– коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа,
; ()
– коэффициент, учитывающий условия эксплуатации передачи,
; ()
– коэффициент, учитывающий угол наклона линии центров передачи к горизонту (табл. );
– коэффициент, учитывающий способ компенсации вытяжки цепи вследствие износа шарниров (табл. );
– коэффициент, учитывающий способ смазки шарнира (табл. ).
. ()
Полученное значение округляется до ближайшего четного.
. ()
Цепная передача работает нормально, если ее ведомая ветвь провисает. Для оптимального провисания расчетное межосевое расстояние уменьшается на (0,2...0,4)%:
.
. ()
Рисунок – Схема нагружения цепи
1 Окружная сила - полезная сила (рис. )
, ()
где - сила натяжения ведущей ветви;
- сила натяжения ведомой ветви.
2 Сила равна силе натяжения , вызванной собственным весом ветви, и силой натяжения от действия центробежной силы
, ()
где - коэффициент провисания цепи, который зависит от стрелы провисания и угла наклона цепи к горизонту: Кf=60 -горизонтальное расположение цепи; Кf=15 – при угле наклона =45; Кf=10 – при вертикальном положении;
- межосевое расстояние передачи;
- масса 1м цепи;
- ускорение свободного падения.
3 Сила
. ()
4 Сила, которая передается на валы,
. ()
Основными критериями работоспособности и расчета роликовой цепи являются:
РН – (рис. ).
Рисунок - Расчетная схема
, ()
где - расчетное давление в шарнире, МПа;
- коэффициент, учитывающий динамичность внешней нагрузки;
- коэффициент, учитывающий число рядов цепи (табл. );
- площадь опорной поверхности шарнира, мм2 (табл. );
- допускаемое давление в шарнире, МПа;
- эквивалентная полезная нагрузка на цепь, Н
;
- коэффициент, учитывающий переменность нагрузки,
. ()
РН – .
, ()
где - допускаемое давление в шарнире, гарантирующее усталостную прочность пластин в течение заданного срока службы, МПа,
, ()
- коэффициент, учитывающий влияние числа зубьев ведущей звездочки,
; ()
- коэффициент, учитывающий срок службы передачи,
; ()
- коэффициент, учитывающий частоту вращения ведущей звездочки,
; ()
- коэффициент, учитывающий шаг цепи:
РН – S[S],
где S - фактическое значение коэффициента безопасности;
[S] - допускаемая величина коэффициента безопасности. [S]=6...8.
, ()
где - стандартное значение статической разрушающей нагрузки, Н (указана в стандартной маркировке цепи в килограммах);
- коэффициент перегрузки, при наличии настраиваемого предохранительного звена в кинематической цепи механизма задается настройкой, для остальных случаев можно рекомендовать:
, ()
- номинальная мощность электродвигателя;
- потребляемая мощность, кВт;
- перегрузочная способность электродвигателя;
- сила удара шарнира о зуб звездочки при входе его в зацепление, H:
где m - число рядов цепи.
|
Наименование величины |
Обозна-чение |
Единица величины |
Вели-чина |
|
Мощность на ведущей звездочке |
P |
кВт |
|
|
Частоты вращения ведущей звездочки |
n1 n2 n3 n4 |
1/мин 1/мин 1/мин 1/мин |
|
|
Нагрузки в режимах |
T1/Tmax T2/Tmax T3/Tmax T4/Tmax |
- - - - |
|
|
Время работы передачи в режимах |
h1 h2 h3 h4 |
ч ч ч ч |
|
|
Передаточное число |
- |
||
|
Характер смазки |
|||
|
Угол наклона линии центров передачи к горизонту |
|
...0 |
|
|
Способ регулирования межосевого расстояния |
|
Наименование величины |
Обоз-начение |
Метод определения |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 Число зубьев ведущей звездочки /ориентировочное/ |
=31-2 |
|
|
2 Число зубьев ведущей звездочки /назначенное/ |
Округлить до ближайшего нечетного |
|
1 |
2 |
3 |
|
3 Коэффициент работоспособности передачи |
C |
C=4·106 |
|
4 Коэффициент, учитывающий влияние частоты вращения ведущей звездочки на износ шарнира |
||
|
5 Коэффициент, учитывающий влияние числа зубьев ведущей звездочки передачи |
||
|
6 Межосевое расстояние передачи /в шагах/ |
Рекомендуется |
|
|
7 Коэффициент, учитывающий межосевое расстояние передачи |
||
|
8 Коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа |
||
|
9 Коэффициент, учитывающий параметры передачи |
KR |
KR= Kz1 Ka Ku |
|
10 Коэффициент, учитывающий угол наклона линии центров к горизонту |
K |
Табл. |
|
11 Коэффициент, учитывающий способ компенсации вытяжки цепи |
Kp |
Табл. |
|
12 Коэффициент, учитывающий способ смазки шарнира |
Kсм |
Табл. |
|
13 Коэффициент, учитывающий условия эксплуатации передачи |
Kэ |
Kэ= Kγ Kр Kсм |
|
1 |
2 |
3 |
|
14 Допускаемое давление для расчета износостойкости шарнира |
, МПа |
|
|
15 Желательное число рядов цепи |
m |
Рекомендуется: m=1 |
|
16 Коэффициент, учитывающий число рядов цепи |
Km |
Табл. |
|
17 Расчетный шаг цепи |
top, мм |
|
|
18 Типоразмер роликовой цепи для передачи |
t, мм |
Табл. |
|
|
До 70° |
Свыше 70° |
|
1 |
1,25 |
|
Способ компенсации |
Перемещение опор валов передачи |
Передача с натяжной звездочкой |
Удаление пары звеньев цепи |
|
Kр |
1 |
1,15 |
1,25 |
|
Способ смазки |
Окунание ветви цепи в масляную ванну |
Капельная смазка |
Периодическая смазка шарниров |
Периодическая смазка при работе в загрязненной среде |
|
0,9 |
1,5 |
2 |
3 |
|
Число рядов |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
1,7 |
2,5 |
3 |
|
Обозначение цепи |
t, мм |
A, мм |
Bвн, мм |
Dр, мм |
Aоп, мм2 |
Fразр, кН |
q, кг/м |
|
ПР-12,7-1820-2 |
12,7 |
13,92 |
7,75 |
8,51 |
50 |
18,2 |
0,75 |
|
2ПР-12,7-3180 |
31,8 |
1,40 |
|||||
|
ПР-15,875-2270 |
15,875 |
16,59 |
9,65 |
10,16 |
71 |
22,7 |
1,00 |
|
2ПР-15,875-4540 |
45,4 |
1,90 |
|||||
|
ПР-19,05-3180 |
19,05 |
22,78 |
12,70 |
11,91 |
106 |
31,8 |
1,90 |
|
2ПР-19,05-7200 |
72,0 |
3,50 |
|||||
|
ПР-25,4-5670 |
25,4 |
29,29 |
15,88 |
15,88 |
180 |
56,7 |
2,60 |
|
2ПР25,4-11340 |
113,4 |
5,00 |
|||||
|
ПР-31,75-8850 |
31,75 |
35,76 |
19,05 |
19,05 |
262 |
88,5 |
3,80 |
|
2ПР-31,75-17700 |
177,0 |
7,30 |
|||||
|
ПР-38,1-12700 |
38,1 |
45,44 |
25,4 |
22,23 |
395 |
127,0 |
5,50 |
|
2ПР-38,1-25400 |
254,0 |
11,00 |
Примечание. Рекомендуется назначать цепь с ближайшим большим к расчетному шагом.
|
Динамичность |
Нагрузка спокойная |
Умеренные колебания нагрузки |
Резкие колебания нагрузки |
|
КА |
1 |
1,3 |
1,5 |
|
Наименование величины |
Обозначение |
Метод определения |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 Расчетное число зубьев ведомой звездочки |
||
|
2 Число зубьев ведомой звездочки /назначенное/ |
Полученное округлить до ближайшего целого |
|
1 |
2 |
3 |
|
3 Расчетное число звеньев цепи |
||
|
4 Число звеньев цепи /назначенное/ |
Полученное округлить до ближайшего четного |
|
|
5 Расчетное межосевое расстояние передачи |
, мм |
|
|
6 Межосевое расстояние, обеспечивающее провисание цепи |
, мм |
|
|
7 Диаметр делительной окружности ведущей звездочки |
, мм |
|
|
8 Диаметр делительной окружности ведомой звездочки |
, мм |
|
|
9 Наружный диаметр ведущей звездочки |
, мм |
|
|
10 Наружный диаметр ведомой звездочки |
, мм |
|
|
11 Диаметр ролика |
, мм |
Табл. 28 |
|
12 Радиус впадины |
, мм |
|
|
13 Диаметр окружности впадин ведущей звездочки |
, мм |
|
|
14 Диаметр окружности впадин ведомой звездочки |
, мм |
|
1 |
2 |
3 |
|
15 Расстояние между пластинами внутреннего звена |
, мм |
Табл. |
|
16 Ширина зубчатого венца звездочек |
, мм |
Для однорядной цепи Для многорядной цепи |
|
17 Радиус боковой поверхности зубьев звездочек |
, мм |
|
|
18 Координата центра кривизны боковой поверхности зуба |
, мм |
|
Наименование величины |
Обозначе-ние |
Метод определения |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 Скорость цепи в передаче |
, м/с |
|
|
2 Окружная сила на ведущей звездочке (полезное натяжение цепи) |
, Н |
|
|
3 Коэффициент, учитывающий переменность нагрузки |
||
|
4 Эквивалентная полезная нагрузка на цепь |
, Н |
|
|
5 Коэффициент, учитывающий динамичность внешней нагрузки |
Табл. |
|
1 |
2 |
3 |
|
6 Площадь опорной поверхности шарнира |
, мм2 |
Табл. |
|
7 Коэффициент, учитывающий число рядов цепи |
Табл. |
|
|
8 Расчетное давление в шарнире |
, МПа |
|
|
9 Допустимое давление в шарнире, обеспечивающее его износостойкость |
, МПа |
|
|
10 Заключение о работоспособности цепи |
При износостойкость шарнира обеспечена. При необходимо увеличить число рядов или увеличить число зубьев ведущей звездочки |
|
Наименование величины |
Обозначение |
Метод определения |
|
1 Коэффициент, учитывающий число зубьев ведущей звездочки |
||
|
2 Коэффициент, учитывающий срок службы передачи |
||
|
3 Коэффициент, учитывающий величину шага цепи |
при t25,4мм; при t>25,4мм. |
|
|
4 Коэффициент, учитывающий частоту вращения ведущей звездочки |
|
1 |
2 |
3 |
|
5 Допускаемое давление, обеспечивающее усталостную прочность пластин |
||
|
6 Расчетное давление в шарнире |
||
|
7 Заключение о работоспособности цепи |
При усталостная прочность пластин обеспечена; при необходимо увеличить число рядов или увеличить число зубьев ведущей звездочки |
|
Наименование величины |
Обозначе-ние |
Метод определения |
|
1 Окружная сила |
, H |
|
|
2 Коэффициент возможной перегрузки |
При наличии настра-иваемого предохранитель-ного звена задается настройкой, в остальных случаях |
|
|
3 Сила удара шарнира о зуб звездочки |
, Н |
При V<10 м/с - Fу=0. При V=10 м/с - Fу=1,36 n1tm |
|
4 Стандартная статическая разрушающая нагрузка |
, Н |
Табл. |
|
5 Расчетный коэффициент безопасности |
|
1 |
2 |
3 |
|
6 Допускаемый коэффициент безопасности |
[S] |
Рекомендуется: [S]=6...8 |
|
7 Заключение о работоспособности передачи |
При S[S] статическая прочность цепи обеспечивается. При S<[S] необходимо увеличить рядноcть или шаг цепи |