Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Расчет мех.передач

.pdf
Скачиваний:
78
Добавлен:
08.05.2015
Размер:
27.85 Mб
Скачать

Таблица 3

Рекомендуемое межцентровое расстояние

Передаточное число i

1

2

3

4

5

³6

L/d1

1,5

1,2

1

0,95

0,9

0,85

После расчета L0 выбирают длину ремня из ряда L= 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150,

3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10 000 мм.

После принятия длины ремня L, мм уточняют межцентровое расстояние по формуле

 

1

 

π

 

π

 

 

a =

 

(L

 

(d1 + d2 )) + [L

(d1

+ d2 )]2

− 2(d2

4

2

 

 

 

2

 

 

Угол обхвата меньшего шкива (рекомендуется α1³120° )

α 1 = 180

o

60 ( d 2

d 1 )

 

 

 

.

 

a

 

 

 

 

 

 

Значения поправочных коэффициентов

d1 )2 , мм.

Таблица 4

Коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы СР

спокойное

с умеренными

со значительными

удар-

толчками

колебаниями

ная

 

1

 

 

0,9

 

 

0,8

 

0,7

Коэффициент угла обхвата α1 на меньшем шкиве Cα

 

 

Угол обхвата

 

180

 

170

 

160

150

 

140

130

 

120

Для плоских

 

1

 

0,97

 

0,94

0,91

 

 

ремней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для клиновых

 

1

 

0,98

 

0,95

0,92

 

0,89

0,86

 

0,83

ремней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент влияния натяжения от центробежной силы Сν

 

 

Скорость ремня

 

1

 

5

 

10

15

 

20

25

 

30

n, м/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для плоских

 

1,04

 

1,03

 

1

0,95

 

0,88

0,79

 

0,68

ремней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для клиновых

 

1,05

 

1,04

 

1

0,94

 

0,85

0,74

 

0,6

ремней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент угла наклона линии центров шкивов по горизонту Сθ

Угол наклона θ, º

 

0...60

60...80

80...90

 

 

1

 

0,9

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент учитывающий длину ремня CL

 

 

 

в зависимости от отношения расчетной длины ремня Lр к базовой L0

Отношение Lр/L0

 

 

 

0,4

 

0,6

0,8

 

1

1,2

 

1,4

Для клиновых ремней

 

0,82

 

0,89

0,95

 

1

1,04

 

1,07

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

Ориентировочное число ремней в комплекте

 

zOP =

PCP

 

,

 

P C

α

C

 

 

 

L

 

 

0

 

где P0

мощность, передаваемая одним ремнем, в зависимости от сечения рем-

ня;

 

 

 

 

 

 

Cα

коэффициент, зависящий от угла обхвата;

СР

коэффициент, учитывающий характер нагрузки и режим работы;

CL коэффициент, учитывающий длину ремня. Поправочные коэффициенты выбираются по табл. 4. Расчетное число ремней

zP = zOP ,

CZ

где Сz – коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте (табл. 5).

 

После определения zp принимают целое число ремней z.

Таблица 5

 

 

 

 

Коэффициент Сz, учитывающий число ремней в комплекте

 

Число ремней в комплекте

 

Сz

 

2...3

 

0,95

 

4...6

 

0,90

 

более 6

 

0,85

Число пробегов ремня в секунду

= 1000V

U 15.

L

4.2.Расчет сил ременных передач

Временных передачах нагрузки на валы определяются натяжением ветвей ремня (рис. 5). Для обеспечения тяговой способности шкивы устанавливают с предварительным натяжением ремня.

g

 

Ft

F

 

 

 

 

2

w

 

Fq

 

 

 

 

F1

Рис. 5. Силы в ременной передаче: Ft – окружное усилие; F1 – натяжение

ведущей ветви; F2– натяжение ведомой ветви

12

Окружное усилие в ременной передаче

Ft = 2T1 =F1 F2, Н, d1

где T1 – момент на ведущем валу; d1 – диаметр ведущего вала.

Силы натяжения в ветвях ременной передачи:

в ведущей – F1 = F0 + Ft , Н;

2

в ведомой – F2 = F0 Ft , Н.

2

F0 – усилие, вызванное начальным напряжением σ0 в ременной передаче,

F0 = σ 0 A, Н,

где A =bδ, мм2 – площадь поперечного сечения плоского ремня, b – ширина ремня, мм, δ – толщина ремня, мм.

Для клиноременных передач А выбирается по табл. 6 в зависимости от сечения ремня.

Предварительное напряжение в ременных передачах:

σ0 = 1,8 МПа, для плоских прорезиненных ремней;

σ0 = 7,5 МПа, для плоских ремней из синтетических материалов;

σ0 = 1,6 МПа, для клиновых ремней.

Параметры плоских ремней:

1) резинотканевых ГОСТ 2381-79.

b – ширина, мм: 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 335, 400, 450, 500, 560, 700, 750, 800, 900, 1000, 1100, 1200;

δ – толщина, мм: 3,9; 4,2; 4,5; 5,6; 6; 6,5; 7; 7,5; 7,8; 9; 2) кожаных ГОСТ 18697-73.

b – ширина, мм: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140,

160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 335, 400, 450, 500, 560;

δ – толщина, мм: 3; 3,5; 4,5; 5; 5,5; 3) хлопчатобумажных ГОСТ 6982-75.

b – ширина, мм: 30, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200,

224, 250;

– δ – толщина, мм: 4,5; 6,5; 8,5.

Сила давления на вал:

1) в ременных передачах с параллельными ветвями

Fq = 2 F0 =2σ 0 A, Н. 2) в передачах с непараллельными ветвями

Fq

= 2 F0 cos

γ

, Н,

 

 

2

 

где γ – угол между ветвями ременной передачи.

13

Таблица 6

Основные размеры клиновых ремней

f

â

0

ó

h

âp

Тип

Обозначение сечения

 

Размеры сечения

 

A,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L, м

 

 

b

 

bпр

h

 

yo

мм2

 

 

 

 

 

 

 

О

10

 

8,5

6

 

2,1

47

0,4...2,5

Нормального сечения

A

13

 

11

8

 

2,8

81

0,56...4,0

Б

17

 

14

10,5

 

4

138

0,8...6,3

 

 

 

 

В

22

 

19

13,5

 

4,8

230

1,8...10

 

Г

32

 

27

19

 

6,9

476

3,15...15

 

Д

38

 

32

23,5

 

8,3

692

4,5...18

 

Е

50

 

42

30

 

11

1170

6,3...18

Узкие

УО

10

 

8,5

8

 

2,0

56

0,63…3,55

УБ

17

 

14

13

 

3,5

158

1,25…8,0

 

УА

13

 

11

10

 

2,8

95

0,8…4,5

 

УВ

22

 

19

18

 

4,8

278

2,0…8,0

3) в клиноременных передачах

, мм

T1, Н×м

1min

 

d

 

63

£30

90

15...60

125

50...150

200

120...600

315

450...2400

500

1600...6000

800

³4000

63

£150

90

90…140

140

300…2000

224

³1500

 

Fq = 2 F1 z sin

где F1

сила натяжения ведущей ветви;

z

число ремней;

α1

угол обхвата ремнем ведущего шкива.

α1 , Н,

2

4.3. Напряжения в ременных передачах

Максимальное напряжение в ременной передаче (рис. 6)

σ max = σ ц + σ1 + σ И [σ]p, МПа.

Напряжения центробежных сил

σцV2·10–3 , МПа,

где ρ – плотность материала ремня, МПа; V – скорость ремня, м/c;

ρ =1…1,2 – для плоских ремней; ρ =1,25…1,4 – для клиновых ремней.

14

b

a 1

s

smin

s2

ö

 

 

sè1

 

sè2

1

 

 

 

 

Âì

 

Âù

 

 

sö

b

 

1

 

 

s

 

smax

2

a

2

Рис. 6. Напряжение в ременной передаче: σц – напряжение от центробежных сил;

σ1 – напряжение в ведущей ветви; σ2 – напряжение в ведомой ветви; σи – напряжение изгиба

Напряжение ведущей ветви:

 

 

F0

 

 

 

 

Ft

 

 

для передач с плоским ремнем – σ1

=

 

+

 

, МПа;

A

 

 

 

 

 

 

 

2 A

для передач с клиновым ремнем – σ

 

=

F0

 

+

Ft

, МПа.

1

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

2zA

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение изгиба:

в плоскоременной передаче – σи= δ , МПа, d1

где δ – толщина ремня, мм;

в клиноременной передаче – σи= h , МПа,

d1

где h – высота клинового ремня, мм; = 80...100 – модуль упругости материала ремня.

Допускаемое напряжение растяжения ремней:

– для плоских прорезиненных ремней [σ]p=7,5 МПа;

15

для плоских хлопчатобумажных ремней [σ]p=3 МПа;

для клиновых ремней [σ]p=9 МПа.

5. Цепные передачи

Цепные передачи (рис. 7) относятся к механическим передачам зацеплением с гибкой связью /3, 4, 6/.

d1

 

d2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

Рис. 7. Схема цепной передачи

Достоинством цепных передач по сравнению с ременными, является отсутствие проскальзывания, и передача крутящего момента на значительные расстояния. Основной недостаток цепных передач – удлинение цепи из-за износа ее шарниров и применение натяжных устройств.

5.1. Расчет цепной передачи

Для расчета цепной передачи должны быть заданы: момент на валу ведущей

звездочки и частота вращения этого вала T3 , Н∙м, n3 , об/мин. Определить шаг зацепления цепи по формуле:

p ³ 2,83 Т3 ×103 КЭ ,

VZ1[ рц ]

где Т3 – вращающий момент на ведущей звездочке, равной вращающемуся моменту на тихоходном валу, Н м;

КЭ – коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия ра-

боты передачи (табл. 8): K Э = K Д КС Кθ К рег КР .

Шаг цепи принимают равным ближайшему наименьшему значению шага по табл.7.

16

Определить количество зубьев звездочек. Число зубьев ведущей звездочки Z1 желательно должно быть нечетное число

Z 1 = 29 − 2 uц.п. ;

где uц.п. – передаточное число цепной передачи. Число зубьев ведомой звездочки

Z2 = Z1 uц.п. .

Допускаемое давление [ рц ] выбирается в зависимости от скорости цепи

или от частоты вращения ведущей звездочки, приложение 10.

 

 

 

ν м/с,

0,1

0,4

1,0

2,0

 

4,0

 

6,0

 

8,0

10,0

 

[ рц ] , Н/мм2

32

28

25

21

 

17

 

14

 

12

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

 

 

Допускаемое давление в шарнирах цепи [ рц ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шаг цепи p, мм

 

 

 

Частота вращения ведущей звездочки n1, мин–1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

200

400

600

 

800

 

1000

 

1200

 

1600

 

 

 

 

 

 

 

 

12,7; 15,875

 

35

31,5

28,5

26

 

24

 

22,5

 

21

 

18,5

 

19,05; 25,4

 

35

30

26

23,5

 

21

 

19

 

17,5

 

15

 

31,75; 38,1

 

35

29

24

21

 

18,5

 

16,5

 

15

 

 

44,45; 50,8

 

35

26

21

17,5

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8

Значение коэффициентов в зависимости от условий работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

 

Условия работы передачи

 

 

 

 

обозна-

значение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамичность

 

 

Равномерная

 

 

 

 

 

 

 

K Д

1

 

нагрузки

 

 

Переменная или толчкообразная

 

 

 

1,2…1,5

 

 

 

 

 

 

Регулировка

 

 

Передвигающимися опорами

 

 

 

 

1

 

межосевого

 

 

Нажимными звездочками

 

 

К рег

0,8

 

расстояния

 

 

Нерегулируемые передачи

 

 

 

 

1,25

 

 

 

 

Наклон

линии

цен-

 

θ = 0...40

 

 

 

Kв

1,15

 

Положение

 

 

тров звездочек к гори-

 

θ = 40...90

 

 

1,05

 

 

 

 

 

 

 

 

передачи

 

 

зонту, град

 

 

θ ≤ 60

 

 

 

Kθ

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

θ > 60

 

 

 

1,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способ

 

 

Непрерывный

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

Капельный

 

 

 

 

 

 

 

КС

1

 

смазывания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Периодический

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Режим работы

 

 

Односменный

 

 

 

 

 

 

 

К Р

1

 

 

 

Двухсменный

 

 

 

 

 

 

 

1,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Межосевое расстояние рекомендуется выбирать в пределах 30 – 50 шагов:

a = (30...50) р, а

 

=

а

межосевое расстояние в шагах

р

р

 

 

 

 

 

 

 

5.2.Определение параметров звездочек

1)диаметр делительной окружности ведущей звездочки:

d д1 = р / sin 180 , мм;

Z1

2) диаметр делительной окружности ведомой звездочки:

d д2 = р / sin 180 , мм;

Z 2

3) диаметры окружностей выступов ведущей и ведомой звездочек:

 

 

Då = ð ( Ê + Ê

Z 1

− 0,31 / λ ) ,

где К = 0,7 – коэффициент высоты зуба;

 

 

 

 

 

 

 

КZ – коэффициент числа зубьев,

 

 

 

 

 

 

 

 

КZ 1 = ctg(180O / Z1 ) ; КZ 2 = ctg(180O

/ Z 2 )

 

 

 

 

 

λ = р / d1 ; d1 – диаметр ролика шарнира цепи (табл. 9).

Dе1 = р(К + КZ1 − 0,31/ λ) ;

Dе2

= р(К + КZ 2

− 0,31/ λ ) , мм;

4) диаметры окружностей впадин:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Di1 = d д1 − (d − 0,175

 

 

 

 

= d д2

− (d − 0,175

 

) , мм;

d д1

) ;

Di 2

d д2

Допускаемые предельные значения:

 

 

 

= 80 р , мм;

аmin = 0,6(Dе1

+ Dе2 ) + (30 : 50) , мм; аmaх

Определим длину цепи по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l = 2à

+ 0,5ZC ð

2 ð 2

 

 

 

 

 

 

 

+

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

à

 

 

 

 

 

где Z C = Z1 + Z 2 ;

=

Z 2 Z1

 

число звеньев: lР =

l

.

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

После того как определили число звеньев нужно пересчитать длину цепи:

à

 

=

lð − 0,5ZC +

(lð − 0,5ZC )2 + 8 2

 

Ð

 

 

 

 

4

 

 

 

 

18

Разница между предварительным и полученным значением межосевого расстояния мала, поэтому полученные выше значения следует принять

без изменения. а = а р р , мм;

В табл. 9 приведены основные параметры цепей.

Таблица 9

Параметры цепей

Обозначение цепи

t, мм

d

, мм

В , мм

А, мм

h, мм

F

p

, Н

 

 

1

 

вн

 

 

 

 

2ПР-12,7-3180

12,7

8,51

7,75

13,92

11,8

3180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2ПР-15,875-4540

15,875

10,16

9,65

16,92

14,8

4540

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2ПР-25,4-11340

25,4

15,88

15,88

29,29

24,2

11340

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2ПР-19,05-8120

19,05

11,91

12,7

25,5

18,2

8120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2ПР-31,75-17700

31,75

19,05

19,05

38,15

17700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Остальные параметры определяются по формулам: b = 0,9Bâí − 0,154 – ширина зуба звездочки;

δ = 1,5(Dе da ) – толщина обода;

D = Dе − 2δ – диаметр освобождения для облегчения звездочки; Ñ = (1,2...1,3)δ – толщина диска; Построим профиля зуба звездочек (рис. 8):

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Å

 

 

 

 

5

 

 

 

 

1

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

t=19,05

 

 

 

 

 

e=2,6

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

7

 

 

9

 

 

 

 

 

8

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

4

 

5

7

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

=

 

 

 

 

=

 

 

=

 

 

4

 

 

 

 

 

 

i

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

=

 

 

 

 

d

ä

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Å

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b=11,276

h=18,2

=15

d

 

c=19,5

 

Рис. 8. Параметры ведомой звездочки

19

Проверить частоту вращения меньшей звездочки n1 , об/мин:

n1 [n1 ],

где n1 – частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин (на этом валу

расположена меньшая звездочка);

[n ] = 15×103 / ð – допускаемая частота вра-

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число ударов цепи о зубья звездочек U, c–1 .

 

 

 

 

 

U [U ],

 

 

где U = 4 Z 1 n1 /( 60 l ð ) – расчетное число ударов цепи; [U ] = 508 / p

 

до-

пускаемой число ударов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фактическая скорость цепи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V =

Z1 pn1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60 ×103

 

 

 

 

Окружная сила, передаваемая цепью Ft

, Н;

 

 

 

Ft

=

 

2Т3

=

2T4

.

 

 

 

d d 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d d 2

 

 

Проверка давления в шарнирах цепи.

 

[Ð],

 

 

 

p

 

=

Ft KÝ

 

 

 

 

ö

 

 

 

 

 

 

À

ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где А = d b , мм2 – площадь проекции опорной поверхности шарнира, а d

1

è b

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

– соответственно диметры валика и шарнира внутреннего звена цепи (берем из справочных материалов), мм;

Прочность цепи удовлетворяется соотношением S ³ [S ],

где [S] = 7,2 ...13,3 – допускаемый коэффициент запаса прочности для роликовых (втулочных), меньшие значения принимаются при меньшей частоте вращения звездочки, большие – при большей частоте;

S – расчетный коэффициент запаса прочности.

 

 

S =

 

 

Fр

 

 

 

 

 

F K

Д

+ F + F ,

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

О

V

 

где Fp

разрушающая нагрузка (см. табл. 9), Н, зависит от шага цепи; Ft

– ок-

ружная сила, передаваемая цепью, Н; Ê

Ä

коэффициент, учитывающий харак-

тер нагрузки; FO – предварительное натяжение цепи от провисания ветви, Н;

 

 

 

FO = K f

gaq ,

 

где K f

коэффициент провисания; q ,

кг/м –

масса цепи; g = 9,81 м/с2

уско-

рение свободного падения; a – межосевое расстояние;

 

FV

натяжение цепи центробежных сил, Н;

 

 

 

20