2.6 Силы, действующие в ветвях цепи

Окружная сила, передаваемая цепью

, (250)

где d - делительный диаметр звездочки, мм.

Предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви

, (251)

где k_f - коэффициент провисания:

для горизонтальной передачи k_f =6;

для наклонной передачи (до 40⁰) k_f =3;

для вертикальной передачи k_f =1

q - масса 1м цепи, кг/м;

a - межосевое расстояние, м;

g=9,81 м/c².

Натяжение цепи от центробежных сил:

F_V=gV². (252)

Сила F_V нагружает звенья цепи по всему ее контуру, но звездочками не воспринимается.

Натяжение ведущей цепи работающей передачи;

Натяжение ведомой ветви цепи равно большому из натяжений F_o и F_V.

Благодаря тому, что шарнир сбегающего звена цепи упирается в зуб, сила F₂ не передается на звенья, расположенные на звездочке.

2.7 Нагрузка на валы

Цепь действует на валы звездочек с силой

где k_B - коэффициент нагрузки вала, учитывающий характер нагрузки, действующей на вал и расположение передач:

при наклоне передачи к горизонту 0.. .40°

k_B=1,15 (сп.нагр.) ,

k_B=1,30 (уд.нагр.) ,

при наклоне к горизонту > 40°:

k_B=1,05 (сп.нагр.) ,

k_B=1,15 (уд.нагр.) .

3 Расчет цепных передач

3.1Основной критерий работоспособности приводных цепей

Основной критерий работоспособности приводных цепей - износостойкость их шарниров. Несущая способность цепной передачи определяется значениями допускаемых контактных напряжений в шарнирах цепи. Соответственно расчет цепи заключается в расчете ее шарниров на износостойкость по допускаемому давлению [g] для шарниров.

Допускаемая окружная сила передачи при средних эксплуатационных условиях

, (256)

где А- площадь проекции опорной поверхности, мм²

[q] - дополнительное давление в шарнирах цепи для средних

эксплуатационных условий; значения, которые даются в таблице, Н/ мм² .

Для втулочных и роликовых цепей принимают: A=dl

где d - диаметр валика, мм;

l - длина втулки, мм.

Расчет цепи на износостойкость шарниров производят по формуле

, (257)

где К_э - коэффициент эксплуатации передачи :

(258)

К_q - коэффициент динамической нагрузки:

при спокойной К_q=1,

при динамической К_q=1,2…1,5.

К_а - коэффициент межосевого расстояния передачи:

при а<25р К_а=1,25,

при а=(30…50)р К_а=1,0,

при а=(60…80)р К_а=0,8.

К_Н - коэффициент наклона передачи к горизонту:

при н ≤ 60° К_Н=1,0,

при н > 60° К_Н=1,25.

К_рег - коэффициент способа регулирования натяжения цепи:

при регулировании передвижными опорами К_рег=1,0,

при регулировании оттяжными звезд. К_рег=1,1,

при регулировании оттяжным роликом К_рег=1,25.

К_см - коэффициент способа смазки цепной передачи:

при непрерывной смазке К_см=0,8,

при капельной смазке К_см=1,

при периодической смазке К_см=1,5.

К_реж - коэффициент режима работы:

при 1 смене К_реж=1,

при 2 смене К_реж=1,25,

при 3 смене К_реж=1,5.

Если получится К_э>3, то следует изменить (улучшить) конструктивные и эксплуатационные условия работы передачи.

При расчете цепи на износостойкость шарниров необходимо предварительно задаться шагом цепи Р, для роликовых и зубчатых цепей в таблице приводятся наибольшие значения допускаемых шагов в зависимости от частоты вращения меньшей звездочки n₁. Далее принимают число зубьев меньшей звездочки Z₁, определяют среднюю скорость цепи V и окружную силу F_t. Затем производят расчет цепи по формуле:

. (259)

Если при расчете окажется, что шаг цепи Р был принят большим, то для уменьшения массы и стоимости цепи ее следует пересчитать, чтобы шаг цепи был минимально допускаемым для данной нагрузки.

Если шаг Р однорядной втулочной или роликовой цепи получается большим, то вместо однорядной выбирают многорядную цепь.

Число рядов цепи:

, (260)

где [F_t] - допускаемая окружная сила однорядной цепи, H_.

После расчета окончательно цепь подбирают по ГОСТ 13568-97.

Сила давления со стороны звездочки на вал цепной передачи:

, (261)

где К_В - коэффициент нагрузки вала, учитывающий характер

нагрузки, действующей на вал и расположение передачи.

При наклоне линии центров звездочек к горизонту 0.. .40°:

при спокойной нагрузке К_В=1,15,

при ударной нагрузке К_В=1,30.

При наклоне более 40°:

при спокойной нагрузке К_В=1,05,

при ударной нагрузке К_В=1,15.

Если в формуле выразим окружную силу F_t через момент T на малой звездочке, шаг цепи P и число зубьев Z, а площадь проекции опорной поверхности шарниров через шаг P т.е.

, (262)

, (263)

, (264)

, (265)

(266)

то получим формулу для предварительного выбора шага роликовой (втулочной цепи (м)):

, (267)

, (267)

где m - число рядов роликовой цепи m=1…4;

[q₀] - дополнительное давление в шарнирах роликовой цепи, Н/мм²;

T₁ - крутящий момент, Нм.