Последовательность расчета передачи зубчатой цепью

 

Для зубчатых цепей еще не разработана единая методика расчета, поэтому расчет передачи с зубчатыми цепями ведут с использованием данных завода-изготовителя или по ориентировочным зависимостям.

Особенность выбора зубчатых цепей заключается в том, что для одного шага р цепи существует пять или шесть стандартных ширин В цепи (см. табл. 6.3).

Шаг цепи р выбирают по табл. 6.4 в зависимости от максимально допустимой частоты вращения или угловой скорости меньшей звездочки.

Число зубьев Z ₁ меньшей звездочки вычисляется по формуле

 

 

где u – передаточное число передачи.

При этом учитывают, что с увеличением числа зубьев Z ₁ давление в шарнире, шаг и ширина цепи уменьшаются, а долговечность цепи соответственно увеличивается.

Требуемую ширину цепи вычисляют исходя из критерия износостойкости шарнира цепи по формуле:

 

, мм

 

где K _э = K _д - коэффициент эксплуатации для зубчатых цепей; Р ₁ - мощность на ведущей звездочке, кВт; р - шаг цепи, мм; V - скорость цепи, м/с; K_V - скоростной коэффициент,

 

K_V = 1-1,1 ·V²· 10^-3;

 

Последовательность расчета передачи зубчатой цепью

 

1. Определить число зубьев меньшей звездочки.

2. Определить число зубьев большой звездочки.

3. Определить шаг цепи.

4. Определить скорость цепи.

5. Определить ширину цепи В и подобрать стандартную цепь.

 

Примеры расчета цепных передач

 

Пример 1

Рассчитать цепную передачу в приводе ленточного транспортера. Мощность на ведущей звездочке P ₁=4,1 кВт при угловой скорости ₁=24,8 рад/с. Передаточное число цепной передачи 5. Нагрузка постоянная, работа двухсменная. Смазывание цепей периодическое. Наклон линий центров звездочек к горизонту =38°. Натяжение цепей регулируется перемещением вала звездочки.

1. Выбор типа цепи.

Учитывая большую передаваемую мощность P ₁при средней угловой скорости малой звездочки принимаем для передачи однорядную роликовую цепь.

2. Число зубьев малой звездочки

 

.

 

Принимаем .

 

3.Число зубьев большой звездочки

 

 

4. Шаг цепи

4.1. Вращающий момент на малой звездочке

Нм.

4.2. Удельное давление в шарнире согласно табл. 6.6 Н/мм³ для заданной w₁ = 24,8 рад/с об/мин.

 

4.3. Согласно условиям работы принимаем поправочные коэффициенты (табл. 6.5)

 

4.4. Коэффициент эксплуатации

 

 

4.5 Шаг цепи

мм

 

Принимаем цепь с шагом 25,4 мм, для которой d =7,95 мм, B =22,61мм, q =2,6 кг/м (см. табл. 6.1).

Для выбранной цепи по табл. 6.4 об/мин, следовательно условие выполняется, т. к.

об/мин.

 

Для принятого шага цепи p =25,4 мм по табл. 6.6 уточняем Н/мм².

5. Скорость цепи

 

м/с.

 

6. Окружная сила, передаваемая цепью

 

Н.

 

7. Расчетное давление в шарнирах цепи

 

.

 

Износостойкость цепи обеспечивается.

 

8. Длина цепи

8.1 Ориентировочное межосевое расстояние.

 

мм.

 

8.2 Длина цепи в шагах

 

 

Принимаем l_p =148 шагов.

9. Межосевое расстояние, соответствующее окончательно принятой длине цепи.

 

10. Предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви при K_f =3

 

 

11. Сила, действующая на валы звездочек

 

.

 

12. Число ударов

 

Долговечность цепи обеспечивается.

 

13. Прочность цепи

,

 

Н (см. табл. 6.1),

 

Н (см. п. 6),

 

(см. п. 4.3),

 

Н (см. п. 10),

 

Н,

 

(см. табл. 6.7),

 

.

Прочность цепи обеспечивается.

 

Пример 2

 

Выбрать приводную зубчатую цепь для цепной передачи станка. Мощность на меньшей звездочке P ₁= 5,5 кВт при угловой скорости ₁ = 294 рад/с; передаточное число u = 3, нагрузка равномерная.

 

1. Число зубьев меньшей звездочки

 

.

 

Принимаем Z ₁=31

 

 

2. Число зубьев большой звездочки

 

.

 

соблюдается.

 

3. Шаг цепи

По табл. 6.4 при w₁ = 294 рад/с принимаем шаг цепи p =12,7 мм.

4. Скорость цепи

 

м/с.

 

5. Ширина цепи

а) Согласно условию работы принимаем K _д = 1; коэффициент эксплуатации зубчатой цепи K _э = K _д =1;

б) скоростной коэффициент, учитывающий снижение несущей способности цепи из-за центробежных сил

 

;

 

в) ширина цепи

 

мм.

 

По табл. 6.3 принимаем B =28,5 мм.

ЧАСТЬ 2

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

 

ПЕРВАЯ ГРУППА ЗАДАЧ

(сварные и резьбовые соединения)

Задача №1

Блок 1 для каната вращается на оси 2, которая приварена к фланцу 3. Фланец шпильками 4 крепится к стальной плите 5.

Требуется определить:

1) диаметр шпилек ;

2) напряжения в сварном шве.

 

 

Вариант
F,Кн									4,5	5,5
а,мм
b,мм
l,мм
d cв, мм
δ, мм
K,мм

 

Задача №2

 

Кронштейн состоит из опорной плиты 1, фундаментными болтами 2 крепящейся к бетонному фундаменту. Две стойки 3 приварены к опорной плите. На тягу 4 действует усилие Р.

Требуется определить:

1) диаметр фундаментных болтов – d;

2) напряжение в сварных швах и сравнить с допускаемым.

Коэффициент трения в стыке . Для бетона Н/мм².

 

 

Вариант
P max, Кн	7,0	7,5	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0	9,5	7,8	8,7
P min, Кн		3,0	3,5	7,5	4,0		2,0	3,0	4,0	4,5
Н, мм
δ, мм
l,мм
b,мм
а,мм
K,мм
В,мм
L,мм

 

Задача №3

 

 

Сварная опора крепится к основанию болтами, поставленными с зазором, двумя штифтами.

Требуется:

1) дать заключение о прочности болтов и сварного шва;

2) определить диаметр штифта d _шт.

 

 

Вариант
F,Кн	6,0	6,5	7,5	12,5	16,0	25,0	30,0	40,0		8,5
l 1, мм
l 2, мм
D, мм
D 0, мм
D 1, мм
D 2, мм
K,мм
Число болтов, z
Диаметр болта	М20	М27	М24	М27	М27	М30	М30	М30	М24	М27

 

Задача №4

Подвеска блока соединена с плитой сварными швами, плита соединена с деревянной балкой болтами.

Требуется определить:

1) диаметр болтов;

2) рассчитать длину «а» сварных швов.

F – натяжение каната

α – уголобхвата блока

Коэффициент трения в стыке

Для дерева Н/мм².

 

 

Вари- ант
F max, Н
a0
Н, мм
l, мм
b,мм
δ, мм
L, мм
В,мм

 

Задача №5

 

 

Рассчитать болтовое соединение опорной плиты с железобетонной колонной, дать заключение о прочности сварных швов кронштейна.

Коэффициент трения в стыке

Для бетона Н/мм².

 

Вариант
F max, Н
F min, Н
a0
L,мм
δ, мм
K,мм
b,мм
h,мм
В,мм
Н, мм
а,мм

 

Задача №6

 

 

Шкив 1 ременной передачи посажен на сварной стакан 2. Фланец стакана крепится к корпусу 3 шестью винтами 4. Вращение со шкива на вал 5 передается через крышку 6, соединенную со шкивом шестью винтами 7 и посаженную на шлицы вала 5.

Требуется определить:

1) напряжения в сварном шве;

2) напряжения в винтах 4 и 7.

Примечание: до вытяжки нового ремня суммарное натяжение его ветвей составляет

Коэффициент трения в стыке

 

Вариант
F 1, н
F 2, н
L, мм
D ф, мм
D к, мм
D с, мм
D ш, мм
h, мм
K, мм
d (4)	М10	М10	М12	М12	М12	М12	М14	М14	М18	М24
d (7)	М12	М12	М14	М14	М14	М16	М18	М18	М18	М24

Задача №7

Проверить прочность сварного шва корпуса и рассчитать болтовое соединение его опорной плиты с бетонным фундаментом.

Коэффициент трения в стыке .

Допускаемое напряжение смятия для бетона Н/мм².

 

Вариант
F 1, н
F 2, н
Н, мм
S, мм
K,мм
l, мм
b, мм
l 1,мм
b 1,мм
L,мм
В,мм

 

Задача №8

Проверить прочность сварного шва кронштейна и рассчитать болтовое соединение его опорной плиты с железобетонной колонной.

Допускаемое напряжение смятия для бетона Н/мм².

 

Вариант
F, н
В, мм
b, мм
Н, мм
h, мм
h1, мм
h2, мм
K, мм
m, мм
S, мм

 

Задача №9

Дать заключение о пригодности намеченных конструктором болтов для крепления стойки к бетонному основанию и прочности сварных швов у основания стойки.

Коэффициент трения в стыке .

Допускаемое напряжение смятия для бетона Н/мм².

 

Вариант
F, н
			-30		-45			-30
l 1, мм
l 2, мм
l 3, мм
l 4, мм
l 5, мм
S, мм
Болты	М14	М16	М18	М20	М22	М24	М24	М27	М22	М24
K, мм

 

Задача №10