4.3. Напряжения в ременных передачах

Максимальное напряжение в ременной передаче (рис. 6)

[]_p, МПа.

Напряжения центробежных сил

_ц=V²·10^–3, МПа,

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

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

Рис. 6. Напряжение в ременной передаче:

_ц – напряжение от центробежных сил;

₁ – напряжение в ведущей ветви;

₂ – напряжение в ведомой ветви; _и – напряжение изгиба

Напряжение ведущей ветви:

для передач с плоским ремнем – , МПа;

для передач с клиновым ремнем – , МПа.

Напряжение изгиба:

в плоскоременной передаче – _и=, МПа,

где  – толщина ремня, мм;

в клиноременной передаче – _и=, МПа,

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

Допускаемое напряжение растяжения ремней:

– для плоских прорезиненных ремней []_p=7,5 МПа;

– для плоских хлопчатобумажных ремней []_p=3 МПа;

– для клиновых ремней []_p=9 МПа.

5. Цепные передачи

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

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 , Н∙м, , об/мин.

Определить шаг зацепления цепи по формуле:

,

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

К_Э – коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передачи (табл. 8): .

Шаг цепи принимают равным ближайшему наименьшему значению шага по таблице.

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

;

где – передаточное число цепной передачи.

Число зубьев ведомой звездочки

.

Допускаемое давление выбирается в зависимости от скорости цепи или от частоты вращения ведущей звездочки, приложение 10.

 м/с, 0,1 0,4 1,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

, Н/мм² 32 28 25 21 17 14 12 10

Таблица 7

Допускаемое давление в шарнирах цепи

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

Условия работы передачи			Коэффициент
			обозначение	значение
Динамичность нагрузки	Равномерная Переменная или толчкообразная			1 1,2…1,5
Регулировка межосевого расстояния	Передвигающимися опорами Нажимными звездочками Нерегулируемые передачи			1 0,8 1,25
Положение передачи	Наклон линии центров звездочек к горизонту, град			1,15 1,05
				1 1,25
Способ смазывания	Непрерывный Капельный Периодический			0,8 1 1,5
Режим работы	Односменный Двухсменный			1 1,25

Межосевое расстояние рекомендуется выбирать в пределах 30 – 50 шагов:

.

– межосевое расстояние в шагах

Определить диаметры звездочек:

1) диаметр делительной окружности ведущей звездочки:

, мм;

2) диаметр делительной окружности ведомой звездочки:

, мм;

3) диаметры окружностей выступов ведущей и ведомой звездочек:

,

где К = 0,7 – коэффициент высоты зуба;

К_Z – коэффициент числа зубьев,

;

; d₁ – диаметр ролика шарнира цепи (табл. 9).

, мм;

, мм;

4) диаметры окружностей впадин:

, мм;

, мм;

Допускаемые предельные значения:

, мм; , мм;

Определим длину цепи по формуле:

,

где ; ;

Определить число звеньев:

.

После того как определили число звеньев нужно пересчитать длину цепи:

, мм;

Разница между предварительным и полученным значением межосевого расстояния мала. Поэтому полученные выше значения следует принять без изменения. В табл. 9 приведены основные параметры цепей.

Таблица 9

Параметры цепей

Обозначение цепи	t, мм	d1, мм	Ввн, мм	А, мм	h, мм	, Н
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:

– ширина зуба звездочки;

– толщина обода;

– диаметр освобождения для облегчения звездочки;

– толщина диска;

Построим профиля зуба звездочек (рис. 8):

Рис. 8. Параметры ведомой звездочки

Для того, что удостовериться в наших расчетах необходимо, провести проверочный расчет:

Проверить частоту вращения меньшей звездочки , об/мин:

,

где – частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин (на этом валу расположена меньшая звездочка); – допускаемая частота вращения.

Проверим число ударов цепи о зубья звездочек U, c^–1.

,

где – расчетное число ударов цепи; – допускаемой число ударов.

Определим фактическую скорость цепи:

;

Окружная сила, передаваемая цепью , Н;

.

Так же для проверочного расчета не обходимо проверить давление в шарнирах цепи.

,

где , мм² – площадь проекции опорной поверхности шарнира, а – соответственно диметры валика и шарнира внутреннего звена цепи (берем из справочных материалов), мм;

Проверим на прочность цепь. Прочность цепи удовлетворяется соотношением , где ...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.

,

где – разрушающая нагрузка (см. табл. 9), Н, зависит от шага цепи; – окружная сила, передаваемая цепью, Н; – коэффициент, учитывающий характер нагрузки; – предварительное натяжение цепи от провисания ветви, Н;

,

где – коэффициент провисания; , кг/м – масса цепи; м/с² – ускорение свободного падения; a – межосевое расстояние;

– натяжение цепи центробежных сил, Н;

, Н;

Определим силу давления цепи на вал , Н;

,

где – коэффициент нагрузки вала (см. табл. 5).

Определим отцентробежную силу – ;

Н м.