m34700

61

редачи (при длине равной базовой, Сl = 1, при большей – увеличивается, а при меньшей – уменьшается);

Ci – коэффициент передаточного отношения, принимаемый равным 1 при i =1 и увеличивающийся при увеличении i до предельного значения 1,14.

Cр – коэффициент режима нагрузки, принимаемый 1…1,2 при спокойной нагрузке, 1,1…1,3 при умеренных колебаниях, 1,3…1,5 при значительных и 1,5…1,7 при ударной или резко переменной нагрузке.

Анализ формулы 2.7 по влиянию на тяговую способность клиноременной передачи ее основных параметров очевиден.

Особо выделим, что по результатам типовых испытаний тяговая способность передачи существенно повышается с увеличением частоты вращения ведущего шкива (скорости ремня) и его диаметра.

Долговечность одного и того же типа ремня будет уменьшаться при уменьшении диаметра ведущего шкива, увеличении частоты пробегов ремня (уменьшении длины ремня), увеличении напряжения начального натяжения.

Варьируемыми параметрами для поиска оптимального решения могут быть:

1)тип ремня;

2)диаметр меньшего шкива;

3)длина ремня (межосевое расстояние, частота пробегов) и

др.

2.5.3. Исходные данные и анализ результатов расчетов или конструктивно-технологических решений

Автоматизированный расчет предусматривает ввод основных исходных данных, а при необходимости и дополнительных, ограничивающих отдельные параметры требованиями конструкции машины. Минимально необходимы: передаваемая мощность, частота вращения ведущего шкива, передаточное отношение, расчетный срок службы, характер режима нагрузки.

При расчете необходимо обеспечивать соответствие параметров клиноременной передачи рациональным значениям:

– угол обхвата не менее 1200 (900);

62

–d1 dmin для данного типа ремня;

–межосевое расстояние не более удвоенной суммы диаметров шкивов;

–напряжение предварительного натяжения ремня до 1,5 МПа (для узких ремней до 3,0) в мобильных машинах и 1,2 …0,9 МПа в стационарных обеспечивается натяжным устройством;

–число ремней до 6 (8);

–предусматривается конструктивно обеспечивать непараллельность осей вращения не более 1 мм на длине 100 мм, а допуск на смещение канавок (ручьев) шкивов не более 2 мм на 1000 мм межосевого расстояния.

Конструкция шкива для поликлиновой ременной передачи на рис. 2.11.

2.5.4. Вопросы анализа производственных ситуаций и контроля знаний обучаемых

Пример вопроса и ответа 1. Как изменится тяговая способность (передаваемая мощ-

ность) клиноременной передачи (один ремень сечения А), если частоту вращения ведущего шкива увеличить с 1000 до 1500 об./мин, а его диаметр уменьшить со 180 мм до 125 мм? Диаметр ведомого шкива уменьшен в передаточное отношение раз. Длина ремня не изменена.

Ответ

1)Критерий работоспособности и расчета – тяговая способность: формула 2.7, выбранная для анализа.

2)Из формулы 2.7 следует, что мощность на ведущем шкиве передачи Р, которую способен передать один ремень, зависит от мощности, передаваемой ремнем в условиях типовой передачи Р0. По справочным данным, для ремня сечением А при d1 =

180 мм и 1000 об./мин Р0 = 2,5 кВт, а при d1 = 125 мм и 1500 об./мин Р0 = 2 кВт.

3) Заключение.

Тяговая способность передачи уменьшится в 2,5/2=1,25 ра-

за.

При углубленном анализе ситуации можно обратить внимание на некоторое увеличение межосевого расстояния и, следова-

63

тельно, незначительное увеличение угла обхвата (соответственно и С ). Таким образом, тяговая способность передачи уменьшится несколько меньше, чем в 1,25 раза.

Примеры вопросов:

1.Как изменится тяговая способность клиноременной передачи, если вместо диаметра ведущего шкива 200 мм использовать

диаметр 250 мм. Сечение ремня – Б. Количество ремней в комплекте – 2. Частота вращения ведущего шкива 1460 мин -1.

2.Как сохранить неизменной тяговую способность клиноременной передачи, если необходимо использовать вместо рем-

ней сечения Б ремни сечения А. Ведущий шкив исходной передачи диаметром 180 мм, частота вращения 1460 мин –1; количество ремней в комплекте – 2.

2.6. Цепные передачи

2.6.1. Критерии работоспособности

Цепные передачи применяют для передачи вращения между параллельными валами, причем чаще в качестве тихоходной ступени привода.

Достоинства: меньшие габариты и нагрузки на валы в сравнении с ременными, высокий КПД, постоянство (в среднем) передаточного отношения, простота регулировок.

Недостатки: увеличение шага цепей вследствие износа шарниров ("вытягивание" цепей), необходимость обслуживания при эксплуатации (смазка и регулировка натяжения), шум, неравномерность хода.

Основной критерий работоспособности – износостойкость шарниров цепи.

Приводные цепи стандартизированы и изготовляются на специализированных заводах следующих типов: роликовые (окружные скорости до 20 м/с); втулочные (до 10 м/с); зубчатые

(до 35 м/с).

В слабонагруженных приводах при скорости до 3 м/с могут использоваться фасонно-звенные цепи (например, крючковые в сельхозмашинах). Цепи характеризуются шагом, шириной (количеством рядов 1…4), разрушающей нагрузкой.

64

Профиль и размеры зубьев звездочек стандартизированы и зависят от типа и размеров цепи. Зубья звездочек для роликовых и втулочных цепей могут иметь профиль: вогнутый (в настоящее время – основной); выпуклый и прямолинейный.

2.6.2. Базовые формулы алгоритмов расчета передач роликовой цепью

Силовая схема цепной передачи аналогична силовой схеме ременной. Однако вследствие кинематических (звенчатый тяговый орган) особенностей передачи здесь проявляются неравномерность движения и поперечные колебания ветвей цепи, а также удары шарниров цепи о зубья звездочки.

Детали стандартных цепей (пластины, валики, втулки, ролики) конструируют равнопрочными. Основной причиной потери работоспособности цепей является износ шарниров. Условно приемлемая износостойкость может быть оценена сопоставлением расчетных (р) и допускаемых ( р ) (по износостойкости) давлений в шарнирах. Базовая формула алгоритмов расчета (подбора) цепей по критерию работоспособности – износостойкости шарниров

основе испытаний и опыта эксплуатации типовой передачи. Отличие реальных условий эксплуатации от типовых учитывают введением коэффициента эксплуатации Кэ:

Кэ = Кд КаКн КрегКсКреж,

где Кд – коэффициент динамической нагрузки, Кд = 1 при равномерной или близкой к ней нагрузке; при переменной нагрузке Кд 1,2 ... 1,5;

Ка – коэффициент межосевого расстояния, Ка = 1 при Кра = 30 … 50 (Кра- число шагов цепи в межосевом расстоянии); Ка =

1,25 при Кра 25; Ка = 0,8 при Кра 60 … 80;

65

КH - коэффициент наклона передачи к горизонту, КH =1 при угле до 600, а при большем значении угла КH 1,25;

Крег - коэффициент способа регулировки натяжения цепи; Крег = 1 при перемещении одной из звездочек, Крег = 1,1 при регулировке оттяжными звездочками или нажимными роликами; Крег = 1,25 для нерегулируемого натяжения; Кс - коэффициент смазки и загрязнения передачи;

Кс =0,8 … 1 для условий без пыли при хорошей и удовлетворительной смазке, Кс = 1,3 … 1,8 для запыленных условий при удовлетворительной и недостаточной смазке, Кс = 3 … 6 для грязных условий работы цепи;

Креж - коэффициент режима или продолжительности работы передачи в течение суток (при односменной работе Креж= 1, при двусменной работе Креж= 1,25, трехсменной Креж= 1,45).

Для рассчитываемой передачи р= р0 /Кэ.

Формулу 2.8 можно записать в виде:

р = КэFt/(Вd) р0 .

Нагрузочная способность (передаваемая мощность или вращающий момент) по приемлемой износостойкости цепи может оцениваться и по расчетной величине, эквивалентной по своему влиянию на долговечность цепи в условиях типовой передачи, т.

е. с учетом Кэ.

Анализ формулы 2.8 позволяет заключить, что условия эксплуатации существенно влияют на нагрузочную способность передачи, но главное это размеры цепи и, в первую очередь ее шаг.

Варьируемыми параметрами для выбора оптимального решения могут быть:

1)тип цепи;

2)число рядов цепи;

3)число зубьев звездочек;

4)шаг цепи (с учетом частоты вращения);

5)межосевое расстояние.

66

2.6.3. Исходные данные и анализ результатов расчетов

Ввод исходных данных при автоматизированном расчете предусматривает учет всех особенностей эксплуатации цепной передачи, ее кинематических и нагрузочных параметров.

При расчете обеспечивают соответствие параметров цепной передачи рациональным значениям, которые для приводной роликовой и втулочной цепи следующие:

–предпочтительны однорядные цепи, однако плавнее работают цепи с меньшим шагом;

–минимальное число зубьев ведущей звездочки не меньше 19 при скорости более 2 м/с, в тихоходных допускается до 13…15 (принимают нечетное);

–число зубьев ведомой звездочки не более 120;

–межосевое расстояние 30…50 шагов цепи, максимальное 80;

–число звеньев цепи округляют до четного (нечетное требует соединительное звено с изогнутыми пластинами);

–контролируют натяжение цепи по стреле провисания вет-

ви, равной 0,01…0,02 от межосевого расстояния; при наклоне передачи к горизонту более 600 провисание уменьшают и даже исключают подпружиненными звездочками, роликами и другими подобными устройствами (натяжителями);

–смещение звездочек от одной плоскости в открытой пере-

даче не должно превышать (0,04…0,08) а , где а – межосевое расстояние в мм;

– смазка периодическая, капельная или внутришарнирная (погружением в расплав консистентной смазки) при скорости цепи до 6 м/с; картерная – до 10 м/с; свыше 10 м/с – циркуляционная.

Конструкция звездочки для приводной роликовой цепи на рис. 2.12.

67

Рис. 2.12

2.6.4. Вопросы анализа возможных производственных ситуаций и контроля знаний обучаемых

Пример вопроса и ответа

1. Какие изменения необходимо внести в размеры звездочек передачи приводной роликовой цепи, чтобы увеличить передаваемый вращающий момент в 1,3 раза?

Ответ 1) Критерий работоспособности и расчета – износостой-

кость шарниров цепи; формула 2.8, выбранная для анализа.

2)В формуле 2.8 выразим Ft = 2T1/d1.

3)Заключение.

Чтобы сохранить расчетное давление в шарнире цепи неизменным, необходимо для увеличения в 1,3 раза Т1 и соответственно Т2 увеличить d1 и d2 в 1,3 раза.

68

Уточнение ответа может быть связано с учетом неявного фактора в формуле 2.8. Логично предположить (или установить, например, в табл. 13.1 1 , что с увеличением d1 скорость цепи возрастет и, следовательно, при том же удельном давлении скорость скольжения между деталями шарнира цепи, возможно (ситуация несколько сложнее), увеличится. Увеличение изнашивания можно компенсировать за счет увеличения d1 и d2 несколько больше, чем в 1,3 раза.

Примеры вопросов:

1.Как изменится нагрузочная способность цепной передачи

сприводной роликовой цепью шагом 25,4 мм, если использовать

цепь с шагом 19,05 мм. Частота вращения ведущей звездочки

400мин -1.

2.Как сохранить неизменной нагрузочную способность цепной передачи по условию вопроса 1. Рассмотрите возможные варианты.

2.7. Краткое руководство пользователя системами автоматизированного проектирования передач

Важным и часто объемным документом программного комплекса является руководство пользователя, позволяющее освоить и эффективно применять программный продукт для решения конкретных задач.

Для учебных программ типа расчетов передач ПМ ВГАУ характерен диалоговый режим, обеспечивающий все необходимые действия пользователя указаниями–подсказками (введите, выберите и т. п.). Использование среды визуального программирования Delphi позволило не только применить технологию визуального проектирования и событийного программирования, но и избавить пользователя от поиска правильных действий управления компьютером. Специальное руководство пользователя в этом случае может не разрабатываться.

Для систем типа APM WinMachine руководство пользователя для каждого программного модуля тщательно разрабатывается по логичной структуре и содержит исчерпывающую информацию о его функционировании.

При использовании APM WinMachine и ее программного модуля WinTrans – подсистемы проектирования передач вращения

69

необходимо учитывать следующее. Подсистема предназначена для расчета всех типов зубчатых передач, червячных передач, а также ременных и цепных передач и выполнения чертежей деталей этих передач в автоматическом режиме. С ее помощью можно рассчитывать такие характеристики передач вращения, как геометрические параметры, силы, действующие в передаче, долговечность, максимальную допустимую нагрузку, параметры контроля.

Подсистема представляет пользователю удобный и интуитивно понятный интерфейс. Последовательность действий при работе включает в себя следующие операции, выполняемые щелчком левой клавиши мыши при указании курсором на соответствующие надписи или пиктограммы кнопок, на радио– кнопки и другими способами (в том числе всплывающие меню):

1)запуск программы;

2)выбор типа передач для расчета;

3)выбор типа расчета (проектировочный или проверочный);

4)ввод необходимых исходных данных;

5)выполнение расчетов;

6)выбор результатов для просмотра;

7)просмотр результатов и их распечатка;

8)задание конструктивных параметров, необходимых для создания чертежей;

9)выход в CAD – систему для окончательной работы над чертежом;

10)возврат в систему APM WinTrans.

Для ввода исходных данных служит команда Данные главного меню. В ответ на эту команду появляется окно для ввода основных данных, а при необходимости и дополнительных. Признаком установленного параметра является любое отличное от нуля значение, за исключением случая при установке коэффициентов смещения инструмента, которые могут иметь нулевое значение.

В окнах основных и дополнительных параметров действует проверка вводимых значений, которая активизируется при нажатии кнопки подтверждения ввода (кнопка "ОК"). Если хотя бы один из введенных параметров выходит за пределы области допустимых значений, система выдает окно с предупреждением о некорректности параметра.

70

После нажатия кнопки "ОК" система автоматически установит фокус ввода на требуемый параметр, изменение значения которого снова подтверждается вводом.

Команда Расчет главного меню дает возможность провести вычисления, при успешном завершении которых выводится окно с соответствующим сообщением. Сообщение об ошибке свидетельствует о необходимости изменить значения исходных параметров. Окно с предупреждением появляется в случае избыточных дополнительных параметров или по конструктивным соображениям.

При выполнении проверочного расчета появляется окно с результатами (значением максимально допустимого момента или долговечности передачи).

Выбрав команду Результаты главного меню, можно просмотреть результаты вычисления. Необходимые результаты появляются в виде цепочки диалоговых окон. Перейти к другому окну можно, нажав кнопку "Дальше". Прервать показ результатов можно кнопкой "Прервать". Для ременных передач по команде Результаты выводится таблица, содержащая результаты расчетов для всех типов ремней, находящихся в базе данных.

Для сохранения исходных данных параметров передачи и результатов расчетов служит команда Файл Сохранить. Для выбора результатов для печати используется команда Файл Печать. Печать можно остановить в любой момент, нажав кнопку "Отменить".

Создание рабочих чертежей деталей рассчитываемых передач в подсистеме WinTrans (ведомых зубчатых колес, червячных колес, шкивов и звездочек) представляет интуитивно понятный процесс с использованием APM Graph или другой CAD–системы (AutoCAD или КОМПАС и др. в DXF формате).

Для создания чертежа необходимо выполнить следующие действия:

1)выбрать опцию Черчение в диалоговом окне выбора результатов;

2)при появлении главного окна оформления чертежа необходимо ввести параметры, характеризующие чертеж и конструкцию детали передачи;

3)после ввода всех параметров чертежа в меню главного окна черчения вызовите APM Graph (или другую CAD–систему);