6.6 Пример расчета цепной передачи Пример: рассчитать цепную передачу в приводе ленточного транспортера.

Мощность на ведущей звездочке P1 =4,7 кВт при угловой скорости 1=24,8 рад/с. Передаточное отношение цепной передачи i =5. Нагрузка, близкая к постоянной, работа двухсменная. Смазывание цепи периодическое. Наклон линии центров звёздочек к горизонту =38º. Натяжение цепи регулируется перемещением вала звездочки.

Решение:

1. Выбор типа цепи. Учитывая небольшую передаваемую мощность P1 при средней угловой скорости малой звездочки, принимаем для передачи однорядную роликовую цепь.

2. Число зубьев малой звездочки

z1min 29 2i =29-2·5=19.

Согласно рекомендации принимаем z1min =21. 2. Число зубьев большой звездочки

z2 z1i =21·5=105.

Условие z2 z2 max =120 соблюдается.

4. Шаг цепи [предварительно задаем, что шаг цепи будет в интервале (19,05-

25,4)]

4.1. Вращающий момент на малой звёздочке

T1 P1 / 1 =4,7·103/24,8=189,3 Нм.

4.2.По табл. 6.2 интерполированием находим p 0 = 27,3Н/мм2.

4.3.Согласно условиям работы принимаем:

kд =1; kc =1,5;

k =1; k рег =1;

k р=1,25.

4.4. Коэффициент эксплуатации

kэ kдkck k регk p =1·1,5·1·1·1,25=1,88.

4.5. Шаг цепи

			T k		э		1,89 103 1,88
p 2,8 3			1			=2,8 3			=24,1мм.
			z	p			1 21	27,3
			1		0

По табл. 6.1 принимаем цепь с шагом p =25,4 мм, для которой d0 =7,95 мм;

B =22,61 мм; q =2,57кг/м.
Таблица 6.2 - Допускаемое давление в шарнирах роликовых цепей
					p		, МПа, при частоте вращения малой звёздочки, мин-1, n
Шаг p ,мм
					0											1
												1200
				50	200		400	600	800		1000		1600	2000	2400	2800	3200
												21
12,7				35	31,5		28,5	26	24		22,5		18,5	16,5	15	14	-
		15,875
												17,5
19,05			25,4	36	30		26	23,5	21		19		15	-	-	-	-
												15
31,75			38,1	35	29		24	21	18,5		16,5		-	-	-	-	-
												-
44,45			50,8	35	26		21	17,5	15		-		-	-	-	-	-
		Для выбранной цепи по табл. 6.4									1max 73		рад/с,	следовательно, условие
1 1max соблюдается.
		Для принятого шага цепи p =25,4 мм по табл. 6.2 интерполированием уточняем

p 0 =28,7Н/мм2.

5.Скорость цепи

vpz1 1 /(2 ) =0,0254·21·24,8/(2·3,14)=2,11м/с.

6.Окружная сила, передаваемая цепью

Ft P1 / v 4,7·103/2,11=2225 Н.

7. Расчетное давление в шарнирах принятой цепи

p	ц		Ft kэ		2225 1,88	23,4 Н/мм2 p =28,7 Н/мм2.
			d0 B		7,95 22,61	0

Износостойкость цепи обеспечивается. 8. Потребное число звеньев цепи

8.1.Ориентировочное межосевое расстояние a 40 p 40·25,4=1016 мм.

8.2.Длина цепи в шагах

	z	z	2		2a	z		z	2	2	p		21 105		2 1016		105 21	2	25,4
W	1						1													147,5 ,
		2			p			2			u		2		25,4		2 3,14		1016

принимаем W =148.

71

9. Межосевое расстояние

			p			z	z	2				z	z		2	2	z			2	z		2
						1						1										1
a					W					W						8
		4					2						2							2
	25,4						21 105							21 105				2				105		21			2
																													1023мм.
		4			148		2				148					2				8		2 3,14
10. Сила, действующая на валы звёздочек
									Fп kM Ft Fq ,
где kM =1,15;
		Ft =2225 Н;
		F			60qa cos 60						2,57 1,023 cos38									124 Н;
			q

Fn 1,15 2225 124 2683 Н.

6.7 Расчёт передачи зубчатой цепью Для зубчатых цепей еще не разработана единая методика расчёта, поэтому

передачи с зубчатыми цепями рассчитывают с использованием данных завода изготовителя, или по ориентировочным зависимостям.

Особенность выбора зубчатых цепей заключается в том, что для одного шага p цепи существуют пять или шесть стандартных ширин B цепи.

Шаг цепи выбирают в зависимости от максимально допустимой угловой скорости меньшей звездочки.

Исходя из критерия износостойкости шарнира зубчатой цепи, вычисляют требуемую ширину B цепи:

B250kэP1 , kv p3 v2

где kэ kd - коэффициент эксплуатации для зубчатой цепи;

kv - скоростной коэффициент, учитывающий снижение несущей способности цепи из-за центробежных сил, kv 1 1,1 10 3 v2 .

Стандартную ширину цепи B выбирают по табл. 6.3.

72

Таблица 6.3 - Приводные зубчатые цепи ПЗ-1 с шарнирами качения одностороннего

зацепления
					Разрушающая нагрузка	Масса 1м цепи на
Шаг p , мм	Ширина цепи B , мм				(на 1мм ширины цепи)	1 м ширины q ,
					Fp / B , Н/мм	кг/(м см)
12,70	22,5		52,5 (через 6 мм)		1050	0,58
15,875	30		70 (через 8 мм)		1300	0,72
19,05			45		1550	0,86
				93

Таблица 6.4 - Наибольшие допускаемые угловые скорости 1max малой звёздочки

Цепь			1max , рад/с при шаге p , мм
	12,7	15,875	19,05	25,4	31,75	38,1	44,45	50,8
Втулочная,	130	104	94	73	52	42	31	26
роликовая
Зубчатая	345	278	230	173	142	-	-	-

Пример: выбрать приводную зубчатую цепь для станка. Мощность на меньшей звёздочке P1=5,5 кВт при угловой скорости 1=294 рад/c; передаточное отношение i =3; нагрузка равномерная.

Решение:

1. Число зубьев меньшей звёздочки z1min 35 2i =35-2·3=29,

согласно рекомендациям принимаем z1 =31. 2. Число зубьев большой звёздочки

z2 z1i =31·3=93,

условие z2 z2 max =140 соблюдается. 3. Шаг цепи

По табл. 6.4 при 1=294 рад/c принимаем шаг цепи p =12,7 мм. 4. Ширина цепи

73

4.1.Согласно условиям работы принимаем kd =1, коэффициент эксплуатации зубчатой цепи kэ kd =1.

4.2.Скоростной коэффициент

vpz1 1 / 2 31·12,7·10-3·294/2·3,14=18,4 м/с; kv 1-1,1·10-3· v2 =1-1,1·10-3·18,42=0,663.

4.3.Ширина цепи

B 250kэP1		250 1 5,5	24,53мм.
kv p3 v2		0,633 12,7 3 18,42

По табл. 6.4 принимаем B =28,5 мм

74

7 СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЕ

7.1 Общие сведения Сварные соединения относятся к неразъёмным, выполненным с помощью

сварки. Сварка – это способ создания межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании.

Преимущества сварных соединений: создание равнопрочных соединений; снижение трудоёмкости изготовления и стоимости конструкций; возможность создания механизации и автоматизации технологического процесса; возможность соединения деталей сложной формы; создание герметичных соединений; обеспечение сравнительно бесшумного технологического процесса.

Недостатки: недостаточная надёжность при ударных и вибрационных нагрузках; коробление деталей в процессе сварки, концентрации напряжений и сложность проверки качества соединений.

7.2 Виды соединений В зависимости от расположения свариваемых деталей различают следующие

виды соединений: стыковые (табл. 7.1), нахлёсточные (рис. 7.1), тавровые и угловые

(рис. 7.2).

Рис. 7.1 Нахлёсточные соединения

75

Рис. 7.2 Тавровые и угловые соединения

Стыковые соединения имеют прочность, близкую к прочности основного материала, и являются наиболее совершенными по сравнению с остальными сварными соединениями. Сваривают встык с двух сторон или с одной стороны и подваривают (т.е. накладывают неглубокий шов) с другой стороны. Если сварочные работы можно производить только с одной стороны, то с противоположной - предусматривают прокладку (стальную или медную) для предотвращения стекания металла.

Нахлёсточные соединения получаются при частичном перекрытии боковых поверхностей соединяемых элементов. Выполняют нахлёсточные соединения угловыми швами (рис. 7.3). В зависимости от формы поперечного сечения различают угловые швы: вогнутые 2, нормальные 1, выпуклые 3 и специальные, профиль которых представляет собой неравнобедренный прямоугольный треугольник (применяется при переменных нагрузках). Наиболее часто на практике выполняются нормальные швы.

Основные геометрические характеристики углового шва: катет К и высота h : для нормального шва h K sin 45 0,7K . По условиям технологии применяют K 3 мм, если толщина листа 3 мм. На практике принимают K .

Угловые швы по расположению относительно нагрузки разделяются: на лобовые (рис. 7.4), расположенные перпендикулярно; фланговые (рис. 7.5) –

76

параллельно линии действия нагружающей силы; косые (рис. 7.6), расположенные под углом к направлению силы, и комбинированные (рис. 7.7), представляющие сочетание перечисленных швов.

Тавровые и угловые соединения получают при расположении свариваемых элементов во взаимно перпендикулярных плоскостях (в большинстве случаев). Соединения выполняются угловыми (рис. 7.2,а,в,г,д) или стыковыми (рис. 7.2,б,е) швами.

Таблица 7.1 – Варианты стыковых соединений

Обозначение

Подготовка

Сварка

Условия применения

шва

С1

Сварка с отбортовкой для

элементов толщиной

=1,5–3 мм

С2

Односторонний шов без

скоса кромок

=4–10 мм

С3

Двусторонний шов без

скоса кромок =2–20 мм

С4

Двусторонний шов со

скосами кромок

=14–24 мм

С5

Двусторонний шов с

четырьмя скосами

=20–60 мм

С6

Двусторонний шов с

криволинейными скосами

=24–160 мм

77

Рис. 7.3 Угловой шов с различной формой сечения

Рис. 7.4 Лобовой шов, нагруженный растягивающими силами

78