Проверочный расчет цепной передачи.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

                                                                                                   

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «МАШИНОВЕДЕНИЕ И ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ»

РАСЧЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ

Учебно-методическое пособие к курсовому проекту по курсу

«ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ»

г. ТОЛЬЯТТИ 2004 г.

УДК 621.81

 

Расчет и проектирование цепных передач: Метод. указания к

выполнению курсовой работы по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

сост. Денисов Г.П.Богданов Д.А., Пахоменко А.Н. – Тольятти,: ТГУ, 2004. 25 с.

 

 

В пособии рассмотрены методы и правила расчета и конструирования цепных передач. Пособие может быть использовано при курсовом проектировании студентами очной и заочной формы обучения. Материал излагается в последовательности стадий проектирования, предусмотренных ЕСКД. В пособии собраны из различных источников основные расчетные справочные данные применительно к методике расчета, принятой при изложении курса деталей машини основы конструирования.

 

Ил. 2.           Табл.15.                   Библиогр.: 4

 

 

 

Составители: Денисов Г.П.  Богданов Д.А., Пахоменко А.Н.

Научный редактор:     

 

 

ã Тольяттинский государственный университет, 2004

ОБОЗНАЧЕНИЯ И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ.

 

ИНДЕКСЫ

1-относящийся к ведущей (меньшей) звездочке;

2-относящийся к ведомой (большей) звездочке;

d-относящийся к делительной окружности;

e-относящийся к окружности выступов зубьев;

i-относящийся к окружности впадин зубьев.

 

 Обозначения, относящиеся к цепным передачам:

u - передаточное число;

z -число зубьев; 

P – шаг цепи, мм;

N –мощность на ведущей звездочке, кВт;

T –окружной момент на звездочке, Н×м;

W –число звеньев цепи; 

a –межосевое расстояние, мм; 

B_вн –расстояние между внутренними пластинами, мм; 

B –ширина внутреннего звена, мм;

h -ширина внутренней пластины, мм;

d -диаметр валика, мм;

d₁ -диаметр ролика, мм;

A –проекция площади шарнира, мм²;

 -расстояние между рядами цепи, мм;

Q –разрушающая нагрузка, кН;

q -масса цепи, кг;

D_d  –диаметр делительной окружности, мм;

D_e  –диаметр окружности выступов, мм;

D_i –диаметр окружности впадин, мм;

r -радиус впадин, мм;

r₁ -радиус закругления зуба, мм;

b₁,b₂,b_n -ширина зуба звездочки соответственно:

               одно-, двух-, многорядной цепи, мм;

В₂,В₃ –ширина венца двух- и трехрядной звездочки, мм;

К_э –коэффициент эксплуатации;

К_д – коэффициент, учитывающий влияние динамичности нагрузки;

К_а – коэффициент, учитывающий влияние длины цепи;

К_н – коэффициент, учитывающий влияние расположения передачи;

К_рег  – коэффициент, учитывающий влияние способа натяжения цепи в цепной передаче;

К_см – коэффициент, учитывающий влияние способа смазки цепи;

К_реж – коэффициент, учитывающий влияние режима работы;

К_m, m_p – коэффициент рядности цепи;

p, d - среднее давление в шарнирах, МПа;

[p] ,[d] -допускаемое давление в шарнирах, МПа;

[P]_у – допускаемое давление в шарнирах при расчете на усталость, МПа;

Р_у – давление в шарнирах при расчете на усталость, МПа;

f –стрела провисания цепи, мм;

n –частота вращения, мин^-1;

V_ц –окружная скорость цепи, м/с;

n -число ударов цепи;

[n] -допускаемое число ударов;

n –коэффициент запаса прочности;

[n] -допускаемый коэффициент запаса прочности;

F_v –центробежная сила, Н;

F_t –окружная сила, Н;

F₀ –сила предварительного натяжения, Н;

d_a –амплитуда напряжений, МПа;

d_-1 –предел выносливости материала, МПа;

L_h –ресурс передачи, час;

K_d -эффективный коэффициент концентрации напряжений.

 

ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ.

1.Определяем минимальное число зубьев ведущей звездочки:

                Z_1min=29-2U

Число зубьев звездочки округляется до ближайшего целого нечетного числа и сравнивается с рекомендуемым значением по таблице 1.

Необходимо выдержать условие:

Z₁ Z_1табл

В передачах зубчатыми цепями полученное значение Z_1табл увеличивают на 20…30%.

2. Определяем число зубьев ведомой звездочки:

Z₂=UZ₁

Полученное значение Z₂ необходимо округлить до ближайшего целого четного числа.

3. Определяем фактическое передаточное число:

U_ф=Z₂/Z₁

и отклонение от заданного передаточного числа:

4. Выбирается если не задано заданием тип цепи. Основное распространение получили роликовые цепи. Втулочные цепи дешевле, но менее долговечны. Зубчатые цепи работают с меньшим шумом, больше допускаемые скорости, повышенная надежность, но более дорогие и применяются в обоснованных случаях.

5. Для роликовых или втулочных цепей шаг определится по формуле:

,

где К_э –коэффициент эксплуатации

K_э= K_д K_а K_н K_рег K_см K_реж,

в котором частные коэффициенты определяются по таблице 7;

[p] -допускаемое среднее давление в шарнирах цепи выбирается (на данном этапе ориентировочно) в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки по таблице 8;

K_m –коэффициент, учитывающий число рядов цепи m:

m×××××××××× 1    2    3    4 

K_m ××××××× 1    1,7 2,5 3

Полученное значение шага Р округляем до ближайшего стандартного значения по таблицам и выбираем цепь.

В обозначении роликовой или втулочной цепи указывают:

Тип, шаг, разрушающую нагрузку и номер ГОСТа (например, Цепь ПР-15,875-875-2270-1 ГОСТ 13568-75 ).

У многорядных цепей в начале обозначения указывают число рядов.

6. Определяем, расчетом или по компоновке привода, межосевое расстояние:

а_опт.=(30…50)Р,

а_min.=0,5(Д_е1+Д_е2)+(30…50)мм при u=3,

при U>3,

а_max=80P.

7. Определяем число звеньев цепи:

   

Полученное значение округляем до ближайшего четного целого числа (при нечетном числе звеньев приходится использовать переходные звенья).

8. Определяем фактическое межосевое расстояние:

Для обеспечения нормального провисания ведомой ветви цепи определяем монтажное межосевое расстояние:

а_м@0,997а.

9. Определяем скорость цепи:

 м/с

По этой скорости по таблице 9 уточняем условия смазки передачи.

При расчете зубчатых цепей с шарнирами качения задаемся шагом цепи Р и определяем ширину цепи:

,

в которой принимается K_э=K_д .

По таблице 6 ширина цепи округляется до стандартного значения. Если расчетная ширина В>В_табл, то расчет производится для следующего шага по величине до тех пор, пока В=В_табл .

10. Определяем геометрические размеры звездочек для роликовых цепей по ГОСТ 591-69 и для зубчатых цепей по ГОСТ 13576-81 по таблице 10. Все обозначения геометрических параметров приведены на рисунке 1.

 

 

 

Проверочный расчет цепной передачи.

1. Определяем окружную силу, передаваемую цепью:

2. Проверяем частоту вращения ведущей звездочки по таблице 11.

 

3. Определяем число ударов цепи при набегании на зубья звездочки и сбегании с нее.

 ,

где допускаемое число ударов [n] берется по таблице 12.

4. Определяем удельное давление в шарнирах для роликовых цепей:

проекция опорных поверхностей шарниров (А) выбирается по таблице 13, допускаемое среднее давление по таблице 8.

Если р>[р] , то берется цепь следующего шага или многорядная.

5. Определяем статическую прочность цепи:

 ,

где Q-разрушающая нагрузка, берется по таблицам 2,3,4,5,6;

F_v-натяжение цепи от центробежных сил:

 

 в которой масса цепи q выбирается по таблице в зависимости от выбранной цепи:

F₀ –предварительное натяжение цепи;

F₀=9,81K_f q a ;

В которой коэффициент К_f, зависит от стрелы провисания:

для горизонтальных передач К_f =6,3;

для наклонных до 40^° К_f =3;

для вертикальной К_f =1;

[n] -допускаемый коэффициент запаса прочности для цепей берется по таблице 14.

6.Определяем силу давления цепи на опоры вала:

F_оп=К_дF_t+2F₀

7.Определяем амплитуду переменных напряжений по формуле:

,

 в которой толщина пластины S

8. Определяем запас прочности по переменным напряжениям:

в которой предел выносливости по нормальным напряжениям для пластин стандартных цепей d_-1=200 МПа, коэффициент, характеризующий состояние поверхности для пластин с неупрочненными отверстиями b_d=1 и для пластин с упрочненными отверстиями b_d=1,2…1,4;

Эффективный коэффициент концентрации напряжений:

K_d=1+q(a_d-1),

Где q – коэффициент, характеризующий чувствительность материала к концентрации напряжений, для пластин цепи принимают:

Q=0,4…0,6;

a_d  -теоретический коэффициент концентрации напряжений,

для пластин цепи принимают: a_d=2,8…3.

9. Определяем удельное давление в шарнире при условии переменных нагрузок:

,

где К_ц – коэффициент качества цепи, для цепей ПРИ К_ц=1, для цепей ПР К_ц=0,85;

-допускаемое (в условиях переменных нагрузок) давление в шарнирах, принимается по таблице 15.

При нестационарных нагрузках вместо F_t следует подставлять эквивалентную окружную силу:

,

где F_t1,F_t2, …, F_tn-постоянные нагрузки, действующие соответственно в течении L₁,L₂,…,L_n оборотов;

L – суммарное число миллионов оборотов за ресурс передачи:

L=L₁+L₂+…+L_n,

Где L_i=6·10^-5n_i L_hi

(i=1,2,…,n)

10. Определяем стрелу предварительного провисания цепи:

f=0,02a.

3. Справочный материал.

 

Рекомендуемое число зубьев меньшей звездочки Z₁.

 

Тип цепи	Z1 при передаточном числе U
	1…2	2…3	3…4	4…5	5…6	6
Втулочная и роликовая	31...27	27…25	25…23	23…21	21…17	17…15	13 (9)
Зубчатая	35…32	32…30	30…27	27…23	23…19	19…17	17 (13)

 

 

Цепи однорядные нормальной серии по ГОСТ 13568 – 75. Таблица 2.

Обозначение	Шаг цепи Р,мм	Расстояние между внутр. ластинами Ввн, мм	Диаметр валика d, мм	Диаметр ролика d1, мм	Проекция площади шарнира	Ширина внутренней пластины h, мм	Ширина внутреннего звена В, мм	Разрушающая нагрузка , кН	Масса 1 м цепи, кг
ПР-8-460	8,00	3,00	2,31	5,00	7,5	4,77	11	4,60	0,20
ПР-9,525-910	9,525	5,72	3,28	6,35	8,5	8,53	28	9,10	0,45
ПР-12,7-900-1	12,7	2,4	3,66	7,75	10,0	4,9	17,9	9,00	0,30
ПР-12,7-900-2	12,7	3,30	3,66	7,75	10,0	5,80	21	9,00	0,35
ПР-12,7-1820-1	12,7	5,40	4,45	8,51	11,8	8,90	40	18,20	0,65
ПР-12,7-1820-2	12,7	7,75	4,45	8,51	11,8	11,30	50	18,20	0,75
ПР-15,875-2270-1	15,875	6,48	5,08	10,16	14,8	10,78	55	22,70	0,80
ПР-15,875-2270-2	15,875	9,65	5,08	10,16	14,8	13,95	71	22,70	1,0
ПР-19,05-3180	19,05	12,7	5,96	11,91	18,2	17,75	105	31,80	1,9
ПР-25,4-5670	25,4	15,88	5,95	15,88	24,2	22,61	180	56,70	2,6
ПР-31,75-8850	31,75	19,05	9,55	19,05	30,2	27,46	260	88,50	3,8
ПР-38,1-12700	38,1	25,4	11,1	22,23	36,2	35,46	395	127,00	5,5
ПР-44,45-17240	44,45	25,4	12,7	25,70	42,4	37,19	475	172,40	7,5
ПР-50,8-22680	50,8	31,75	14,29	28,58	48,3	45,21	645	226,80	9,7

Таблица 3.

Цепи двухрядные нормальной серии по ГОСТ 13568 – 75.

Обозначение	Шаг цепи Р,мм	Расстояние между внутр. ластинами Ввн, мм	Диаметр валика d, мм	Диаметр ролика d1, мм	Межосевое расстояние А, мм	Ширина внутренней пластины h, мм	Ширина внутреннего звена В, мм	Разрушающая нагрузка , к Н	Масса 1 м цепи, кг
2ПР-12,7-3180	12,7	7,75	4,45	8,51	13,92	11,8	35	31,8	1,4
2ПР-15,875-4540	15,875	9,65	5,08	10,16	16,59	14,8	41	45,4	1,9
2ПР-19,05-7200	19,05	12,70	5,88	11,91	25,50	18,2	54	72,0	3,5
2ПР-25,4-11340	25,4	15,88	7,95	15,98	29,29	24,2	68	113,4	5,0
2ПР-31,75-17700	31,75	19,05	9,55	19,05	35,76	30,2	82	117,0	7,3
2ПР-38,1-25400	38,1	25,4	11,12	22,23	45,44	36,2	104	254,0	11,0
2ПР-44,45-34480	44,45	25,4	12,72	25,40	48,87	42,4	110	344,8	14,4
2ПР-50,8-45360	50,8	31,75	14,29	28,58	58,55	48,3	130	453,6	19,1

 

Таблица 4.

Цепи трехрядные нормальной серии по ГОСТ 13568 – 75.

Обозначение	Шаг цепи Р,мм	Расстояние между внутр. ластинами Ввн, мм	Диаметр валика d, мм	Диаметр ролика d1, мм	Межосевое расстояние А, мм	Ширина внутренней пластины h, мм	Ширина внутреннего звена В, мм	Разрушающая нагрузка , к Н	Масса 1 м цепи, кг
3ПР-12,7-4540	12,7	7,75	4,45	8,51	13,92	11,8	50	45,4	2,0
3ПР-15,875-6810	15,875	9,65	5,08	10,59	16,59	14,8	57	68,1	2,8
3ПР-19,05-10800	19,05	12,70	5,88	11,91	25,50	18,2	86	108,0	5,8
3ПР-25,4-17010	25,4	15,88	7,95	15,08	29,29	24,2	98	170,1	7,5
3ПР-31,75-26550	31,75	19,05	9,55	19,05	35,76	30,2	120	265,5	11,0
3ПР-38,1-38100	38,1	25,4	11,12	22,23	45,44	36,2	150	381,0	16,5
3ПР-44,45-51720	44,45	25,4	12,72	25,40	48,87	42,4	160	517,2	21,7
3ПР-50,8-68040	50,8	31,75	14,29	28,58	58,55	48,3	190	680,4	28,3

 

Таблица 5.

Размеры цепи приводной втулочной

(по ГОСТ 13568-75) мм (см. рис. таблицы 3).

 

Обозначение цепи	Шаг Р	Расстояние между внутр. пластинами Ввн	Диаметр валика d.
ПВ-9,525-1100	9,525	7,60	3,59
ПВ-9,525-1200	9,525	9,52	4,45
2ПВ-9,525-1800	9,525	5,20	4,45

 

Обозначение цепи	Диаметр ролика d1	Межосевое расстояние А.	Ширина внутренней пластины h.
ПВ-9,525-1100	5,0	-	8,80
ПВ-9,525-1200	6,0	-	9,85
2ПВ-9,525-1800	6,0	10,75	9,85

 

Обозначение цепи	Ширина двухрядной цепи b	Разрушающая нагрузка, Q,H	Масса 1 м цепи, кг
ПВ-9,525-1100	18,5	11000	0,50
ПВ-9,525-1200	21,5	12000	0,65
2ПВ-9,525-1800	27,5	18000	1,0

 

Примечание:

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 529; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!