Основные кинематические и геометрические параметры приводных цепных передач

Основным параметром цепной передачи является шаг t, значение которого стандартизировано. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность передачи, но при этом звенья цепи воспринимают большие динамические нагрузки. На основе опытных данных установлена зависимость предельных значений частот вращения ведущей звёздочки n _{1 max} от значения максимального шага цепи t_max.

Цепь за один оборот проходит путь t ∙ z, следовательно, окружная скорость V цепи будет равна:

. (8.1)

Так как окружные скорости на ведущей и ведомой звёздочках равны, передаточное отношение цепной передачи:

. (8.2)

Рекомендуемое передаточное отношение цепной передачи u ≤ 4, допускаемое - u ≤ 7. При бóльших значениях становится нецелесообразно выполнять одноступенчатую цепную передачу из - за больших её габаритов.

Рис. 78. Схема цепной передачи:

d ₁ и d ₂ - делительные диаметры ведущей и ведомой звёздочки; d_{a 1} и d_{a 2} - наружные диаметры ведущей и ведомой звёздочки; z ₁ и z ₂ - число зубьев ведущей и ведомой звёздочки; α ₁ и α ₂ - угол обхвата цепью ведущей и ведомой звёздочки соответственно; f - стрела провисания

К геометрическим параметрам цепной передачи относят:

- межосевое расстояние а, минимальное значение которого ограничивают минимально допустимым зазором между звёздочками в 30 … 50 мм

, (8.3)

где d_{a 1} и d_{a 2} - наружные диаметры ведущей и ведомой звёздочек;

- длину цепи L_р (или число звеньев цепи W), мм.

Длина цепи по мере износа шарниров несколько увеличивается, что вызывает провисание холостой ветви цепи. Натяжение цепи регулируют, перемещая одну из звёздочек. Натяжение считается нормальным, если при межосевом расстоянии передачи а = 1000 мм стрела провисания f = 40 ± 10 мм при приложенном к ведущей ветви цепи усилии F = 160 ± 10 Н. При увеличении или уменьшении а на каждые 100 мм стрела провисания соответственно увеличивается или уменьшается на f = 4 ± 1 мм.

КПД передачи определяет потери на трение в шарнирах цепи, на зубьях звёздочек и в опорах валов. При способе смазки погружением в масляную ванну, учитывают также потери на перемешивание и разбрызгивание масла. Средний КПД цепной передачи η = 0,92 … 0,97.

8.3. Расчёт цепных передач

Расчёт цепных передач состоит из проектировочного и проверочного расчётов. Исходными данными при расчёте, полученными в результате кинематического расчёта привода, являются:

- частота вращения n ₁, об/мин, и крутящий момент T ₁, Н∙м, ведущей звёздочки;

- передаточное отношение u (или частота вращения ведомой звёздочки n ₂, об/мин);

- угол наклона линии центров звёздочек к горизонту ψ, град;

- условия работы передачи.

Целью расчёта являются выбор типа и шага приводной цепи, удовлетворяющей критериям работоспособности при заданных условиях эксплуатации и передаваемой нагрузки, определение геометрических параметров передачи и звёздочек.

Этапы проектировочного расчёта:

- определяют числа зубьев ведущей z ₁ и ведомой z ₂ звёздочек. Практика показала, что существует оптимальное число зубьев ведущей звёздочки, при котором цепь имеет максимальный срок службы. При выборе z ₁ ориентируются на значение передаточного отношения u или частоты вращения n ₁. Как правило, z _{1 min} ≥ 13. Число зубьев ведущей звёздочки принимают нечётным;

- определяют шаг цепи t, мм. Так как с увеличением шага цепи увеличивается нагрузочная способность передачи, связанная с давлением в шарнирах, то основным критерием по расчёту шага t будет допускаемое давление в шарнирах цепи. Также при определении шага цепи необходимо учесть крутящий момент Т ₁, число зубьев z ₁ и особенности эксплуатации (равномерная или неравномерная нагрузка по времени, способ смазки, количество рядов цепи);

- определяют оптимальное межосевое расстояние а, мм;

- определяют длину цепи L_р, мм;

- определяют делительные диаметры ведущей d ₁ и ведомой d ₂ звёздочек, мм.

Этапы проверочного расчёта:

- определяют окружную скорость цепи V, м/с;

- определяют силы, действующие в ветвях цепи и на валы звёздочек (рис. 79). В наиболее нагруженной, ведущей ветви цепи, действует сила натяжения F ₁, состоящей из окружной (полезной) силы F_t, силы натяжения F ₀ цепи от действия силы тяжести ведомой ветви цепи, и силы натяжения F_V от действия центробежных сил, возникающих при вращении звеньев цепи (в отличие от ремённой передачи предварительное натяжение цепи не требуется):

. (8.4)

Сила натяжения F ₂ ведомой ветви цепи будет равна сумме силы натяжения F ₀ и силы натяжения F_V, причём численное значение силы F ₂ будет равно большей из этих сил:

. (8.5)

Для цепной передачи, работающей по принципу зацепления, силы F ₀ и F_V не имеют такого решающего значения, как в ремённой передаче, поэтому для практических расчётов можно принимать F ₁ ≈ F_t, F ₂ ≈ 0.

Рис. 79. Схема действия сил в звеньях цепи при работе передачи:

F ₁ и F ₂ - усилия в ведущей и ведомой ветвях цепи;

F_b - нагрузка на вал передачи

Сила F_b, действующая на валы звёздочек и направленная по линии их центров, несколько больше полезной окружной силы F_t вследствие натяжения цепи от собственной силы тяжести:

, (8.6)

где K_b - коэффициент нагрузки вала, учитывающий характер нагрузки и наклон линии центров звёздочек к горизонту (выбирают по таблице);

- определяют расчётное давление в шарнирах цепи р _ц, которое не должно превышать допускаемое давление для цепи выбранного шага, Н/мм (р _ц ≤ ). В случае невыполнения условия необходимо принять цепь с большим шагом;

- определяют силу F_b, действующую на вал звёздочки.

Date: 2016-02-19; view: 1425; Нарушение авторских прав