9.6. Расчет цепной передачи на износостойкость

Критерии работоспособности. Долговечность цепи, определяемая износом шарниров – основной критерий для цепных передач.

Цепи, выбранные из условия износостойкости, обладают, как правило, достаточной прочностью.

Расчет передачи. Нагрузочная способность цепи определяется из условия, чтобы среднее давление р в шарнире звена не превышало допустимого [р], которое выбирают по таблице из справочников:

, (9.14)

где F_t – окружное усилие, передаваемое цепью; А – площадь проекции опорной поверхности шарнира; для роликовых и втулочных цепей А = dB, d – диаметр оси; В – длина втулки; К – коэффициент эксплуатации.

К = К_дК_аК_сК_нК_регК_р, (9.15)

здесь К_д – коэффициент динамической нагрузки; К_а – коэффициент межосевого расстояния или длины цепи; К_с – коэффициент смазки и загрязнения передачи; К_н – коэффициент наклона передачи к горизонту; К_рег – коэффициент способа регулировки натяжения цепи; К_р – коэффициент режима или продолжительности работы передачи в течение суток. Значения коэффициентов и рекомендации по выбору смазки цепных передач приведены в таблицах справочной литературы.

После замены в формуле (9.14) окружное усилие через момент Т₁ на малой звездочке, шаг цепи t и число зубьев 2, а площадь проекции опорной поверхности шарниров через шаг t, получим формулу для предварительного подбора шага роликовой и втулочной цепи:

, (9.16)

где К_ряд – число рядов роликовой или втулочной цепи.

9.7. Последовательность расчета цепных передач

Исходные данные:

1. Мощность на валу ведущей звездочки Р₁.

2. Угловые скорости звездочек ₁ и .

3. Условия работы.

Последовательность расчета:

1. В зависимости от передаваемой мощности Р₁, предполагаемой скорости цепи и условий работы передачи выбирают тип цепи.

2. Определяют передаточное число передачи i.

3. По передаточному числу i принимают число зубьев малой звездочки z₁ (по таблице из справочника) и определяют число зубьев большой звездочки z₂ по формуле (9.3); при этом должно соблюдаться условие < z_2max = 120 – для роликовой цепи.

4. Определяют крутящий момент на малой звездочке Т₁.

5. Выбирают допускаемое давление в шарнирах [р], ориентируясь на меньшее значение при заданной (по таблице из справочника).

6. Задаются расчетными коэффициентами К_д, К_а, К_н, К_с,К_рег, К_р (по рекомендациям из справочников) и определяют коэффициент эксплуатации К по формуле (9.15).

7. Определяют шаг цепи из условия износостойкости шарниров по формуле (9.16) и принимают ближайшее значение по стандарту.

8. Принятый шаг проверяют по допустимой угловой скорости малой звездочки ₁ (по таблице из справочника). Если условие не соблюдается, то увеличивают число рядов втулочной (роликовой) или ширину зубчатой цепи и расчет повторяют. В отдельных случаях принимают другой тип цепи.

9. Определяют скорость цепи v по формуле (9.2) и передаваемое окружное усилие F_t по формуле (9.8).

10. Проверяют износостойкость цепи по формуле (9.14). Если условие р≤ [р] не соблюдается, то увеличивают шаг цепи или ее ширину и расчет повторяют.

11. Определяют геометрические размеры передачи по формулам (9.6) и (9.7).

КПД передачи зависит от потерь на трение в шарнирах цепи, на зубьях звездочек и на перемешивание масла при смазке окунанием. При нормальных условиях работы среднее значение КПД = 0,92 – 0,97.