Кинематический расчёт привода

4 Расчёт цепной  передачи 

      Выбираем  приводную роликовую  однорядную цепь (по ГОСТ 13568-75*).

Вращающий момент на ведущей  звёздочке: Т₄ =  489,4 Н · м.

Передаточное  число было принято  ранее: І_Ц = 3,08.

      Число зубьев:

- ведущей звёздочки  [1, стр. 148]

z₁ = 31 – 2 · і_Ц = 31 – 2 · 3,08 = 25;

- ведомой звёздочки 

z₂ = z₁ · і_Ц = 25 · 3,08 = 77.

Фактическое передаточное число 

і_Ц =

= = 3,08.

Расчётный коэффициент нагрузки [1, стр. 149] 

К_Э = к_Д × к_а × к_Н × к_Р × к_СМ × к_П , 

где к_Д = 1 – динамический коэффициент, при спокойной нагрузке;

     к_а = 1 – коэффициент, учитывает влияние межосевого расстояния;

     к_Н = 1 - коэффициент, учитывает влияние наклона цепи, при               автоматическом регулировании натяжения цепи к_Н = 1;

     к_Р = 1 – принимают в зависимости от способа регулирования       натяжения цепи: при автоматическом регулировании к_Р = 1;

     к_СМ = 1,3 – при периодической смазке;

     к_П = 1 – при работе в одну смену;

Таким образом

К_Э = 1 × 1 × 1 × 1 × 1,3 × 1 = 1,3.

      Для определения шага цепи по формуле (7.38) [1, стр.149] надо знать  допускаемое давление [р] в шарнирах цепи. В таблице 7.18 [1, стр.150] допускаемое давление [р] задано в зависимости  от частоты вращения ведущей звёздочки  и шага t. Поэтому для расчёта по формуле (7.38) величиной [р] следует задаваться ориентировочно. Ведущая звёздочка имеет частоту вращения

п₄ = = = 76,7 об/мин.

Среднее значение допускаемого давления при п »100 об/мин         [р] = 29 МПа.

      Шаг однорядной цепи (т = 1) 

t ³ 2,8

= 2,8 · = 27 мм. 

      Подбираем по табл. 7.15 [1, стр.147] цепь ПР-31,75-88,50 по ГОСТ 13568-75, имеющую t= 31,75мм; разрушающую нагрузку Q = 88,5 кН; массу q = 3,8 кг/м; А_ОП = 262 мм².

      Скорость  цепи

V = = = 1,01 м/с.

      Окружная  сила

F_tЦ =

= = 3891 Н.

Давление  в шарнире проверяем  по формуле (7.39)[1, стр.150]

р =

= = 19,3 МПа.

      Уточняем  по табл. 7.18 [1, стр.150]  допускаемое давление [р] = 27 · [1 + 0,01(z₁ - 17)] =  27 · [1 + 0,01 · (25 - 17)] = 29,16 МПа Условие р < [р] выполнено. В этой формуле 27 МПа – табличное значение допускаемого давления по табл. 7.18 при п = 100 об/мин и t = 31,75 мм.

      Определим число звеньев  цепи по формуле (7.36)[1, стр.148]

L_t = 2a_t + 0,5z_S +

,

где a_t = = 50; z_S = z₁ + z₂ = 25 + 77 = 102; D = = = 8,28.

Тогда

L_t = 2 · 50 + 0,5 · 102 +

= 152,3мм. 

Округляем до чётного числа  L_t = 152.

      Уточняем  межосевое расстояние цепной передачи по формуле (7.37) [1, стр.149] 

а_ц = 0,25t[L_t - 0,5z_S +

],

а_ц = 0,25·31,75·[152-0,5·102+

] = 1582 мм. 

      Для свободного провисания цепи предусматриваем  возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, т. е. на 1582 · 0,004 = 6,3 мм.

      Определяем  диаметры делительных окружностей звёздочек [1, стр.148]: 

d_Д1 = = = 254 мм;

d_Д2 = = = 794 мм.

      Определяем  диаметры наружных окружностей звёздочек  [1, стр.148]

D_e1 = t( ctg + 0,7 ) – 0,3d₁ = t( ctg + 0,7 ) – 5,7,

D_e2 = t( ctg + 0,7 ) – 0,3d₁ = t( ctg + 0,7 ) – 5,7,

где d₁ = 19,05 мм – диаметр ролика цепи (табл. 7.15 [1]).

D_e1 = 31,75( ctg + 0,7 ) – 5,7 = 268,5 мм.

D_e1 = 31,75( ctg + 0,7 ) – 5,7 = 810,3 мм.

      Силы, действующие на цепь:

- окружная F_tЦ = 3891 Н – определена выше;

- от центробежных  сил F_V = q · V ² = 3,8 · 1,01 ² ≈ 4 Н, где q = 3,8 кг/м по    табл. 7.15 [1];

- от провисания  F_F = 9,81 · К_F · q · а_ц = 9,81 · 1,5 · 3,8 · 1,582 = 88Н, где К_F = 1,5  при угле наклона передачи 0°.

      Расчётная нагрузка на валы будит равна

F_B = F_tЦ + 2 F_F = 3891 + 2·88,4 = 4069 Н.

      Проверяем коэффициент запаса прочности цепи по формуле (7.40) [1]

s =

= = 22,2. 

      Это больше чем нормативный  коэффициент запаса [s] » 7,8 (см. табл. 7.19 [1]), следовательно, условие s ³ [s] выполнено.