Практический расчет цепной передачи

Практический расчет цепной передачи сводится к тому, чтобы по заданным Р, n1 и i определить шаг цепи, число зубьев звездочек и межосевое расстояние а.

Стандартные цепи построены так, что с увеличением шага цепи увеличиваются ее статическая прочность и нагрузочная способность по давлению в шарнирах. Таким образом, шаг цепи связан с нагрузкой передачи. После определения расчетной мощности для проектируемой передачи назначают шаг цепи, отвечающий этой нагрузке. Если однорядная цепь недостаточна или имеет слишком большой шаг, то применяют многорядную цепь.

Параметрами оптимизации для цепной передачи являются:

• тип цепи;

• число рядов цепи;

• число зубьев звездочек:

• шаг цепи;

• межосевое расстояние.

Передача винт-гайка

Данная передача преобразует вращательное движение в поступательное. Широко используется для исполнительных органов рабочих машин, особенно станков, выполняются 2-х видов:

• передачи скольжения;

• передачи качения.

В станках передачи получили название «ходовые винт-гайка».

Передачи скольжения

Передачи скольжения сохраняют применение благодаря простоте конструкции. КПД передачи невысок и определяется по формуле

. Передаточное отношение , где Р1 – ход винта (шаг). Осевая сила ходового винта связана с окружной силой на маховичке соотношением:

Для передачи важно малое трение, поэтому для винтов применяется резьба с малыми углами профиля: трапецеидальная и, реже, прямоугольная и упорная.

Материалы винтов должны обладать высокой износостойкостью при хорошей обрабатываемости:

• Сталь 45, 50 или сталь А45, А50 (с содержанием 0,15…0,5% свинца), У10А– не подвергаемые закалке.

• Сталь 65Г, 40Х и др. – подвергаемые закалке.

• Сталь 40ХФА, 18ХГТ и др.(для ходовых винтов металлорежущих станков) – азотируемые.

Материалы гаек скольжения:

• Бронзы оловянные ОФ10-1 и др.

• Цинковый сплав ЦАМ 10-5

• Антифрикционный чугун (при малых скоростях и нагрузках).

Для обеспечения долговечности винтов необходима их хорошая защита от загрязнений (цилиндрические гармоники, телескопические трубы, витая металлическая лента).

Основной причиной выхода из строя передач винт-гайка является износ. Нужно ограничивать среднее давление в резьбе.

или , где

Fa - расчетная осевая сила; d₂ – средний диаметр резьбы; h –рабочая высота профиля; z – число витков на длине (высоте) гайки:

Для трапецеидальной и прямоугольной резьбы . Расчетом находят диаметр резьбы d₂.

,

где ψ_Н = Н/d₂= 1,2…2,5, ψ_h= h/P₁= 0,5…0,75.

Допускаемое давление (напряжение ) в резьбе:

• Закаленная сталь - бронза =10…15 МПа;

• Незакаленная сталь – бронза =7…8 МПа;

• Незакаленная сталь – чугун =5 МПа.

После расчета d₂ его значение согласуют со стандартом.

Винты, которые работают на сжатие, например винты домкратов, проверяют на прочность и устойчивость (на продольный изгиб).

Передача винт-гайка качения

М ежду витками винта и гайки располагаются шарики. КПД достигает η=0,9. При вращении винта шарики увлекаются в направлении движения, попадают в обводной канал в гайке и возвращаются в полость между винтом и гайкой. Винтовые канавки – это дорожки качения для шариков. Твердость рабочих поверхностей достигает 60HRC. Винты изготавливают из стали ХВГ, Гайки – из сталей 9ХС, ШХ 15 и др.

Нагрузочная способность передачи зависит от предельного значения осевой тяговой силы [Fa]:

[Fa] = 100 Z d₁²; Н. Где Z – число шариков в зоне нагружения; d₁ – диаметр шарика, мм. Число рабочих витков 2…2,5. Создают натяг в паре винт – гайка: F_нат= 0,35[Fa].

Передачи винт-гайка качения производятся на специализированных заводах.

ЛЕКЦИЯ №17