Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчет величин, входящих в формулу (7.3) дает

После подстановки получаем

мм.

При конструировании передачи (в дальнейшей работе над компоновкой) следует обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на мм для свободного надевания ремней на шкивы, а также возможность увеличения его на мм для регулировки предварительного натяжения ремней. Прибавим в качестве резерва к этим цифрам соответственно 4 и 10 мм. Тогда при окончательно обоснованном межосевом расстоянии 397 мм в конструкции должна предусматриваться возможность его изменения от плюс 50 до минус 20 мм.

Опытный конструктор всегда предусматривает некоторые небольшие, порой только ему известные резервы конструкции.

6.4 Количество ремней в передаче

Количество ремней вычисляется по формуле /2, с. 135/

, (6.3)

где	–	мощность, передаваемая ременной передачей, кВт;
	–	коэффициент режима работы;
	–	мощность, допускаемая для передачи одним ремнем, кВт;
	–	коэффициент, учитывающий влияние длины ремня;
	–	коэффициент, учитывающий влияние угла охвата меньшего шкива;
	–	коэффициент, учитывающий число ремней в передаче.

Передаваемая мощность кВт (см. пункт 2.1.1).

Коэффициент режима работы при двухсменной работе и кратковременных перегрузках, составляющих 200% от номинальной нагрузки /2, с. 136/.

Мощность, передаваемая одним ремнем, кВт для мм, об/мин и /2, с. 132/.

Коэффициент для ремня с сечением Б и длиной мм /2, с. 135/.

Коэффициент принят в предположении, что число ремней составит 3 – 4.

Для выбора коэффициента найдем сначала угол охвата меньшего шкива /2, с. 130/

При таком значении следует принять /2, с. 135/.

При выборе численных значений коэффициентов для формулы (6.3) использовался метод интерполяции.

Расчет по формуле (6.3) дает

Окончательно принимаем число ремней .

Для начала заметим, что перегрузка не должна превышать 10%. Окончательное количество ремней следует назначать не более 3-х. Для этого от ремней нормальных (сечения О, А, Б, В,...) следует перейти, не меняя диаметры шкивов, к более прогрессивным узким ремням (сечения УО, УА, УБ, УВ,...). Если это окажется недостаточным, следует увеличить диаметры обоих шкивов или переходить на ремни больших сечений.

6.5 Предварительное натяжение ремня, действующая нагрузка на валы, ширина шкивов

6.5.1 Предварительное натяжение ветвей одного клинового ремня вычисляется по формуле /2, с. 136/

, (6.4)

где		–	скорость ремня, м/с;
		–	коэффициент, учитывающий влияние центробежной силы.

Скорость ремня м/с. Значение принимаем по рекомендации /2, с. 136/.

Расчет по формуле (6.4) дает

6.5.2 Нагрузка от натяжения всех ремней, действующая на валы /2, с. 136/,

6.5.3 Ширина обода шкива /2, с. 138/ в миллиметрах

, (6.5)

где		–	расстояние между канавками на ободе, мм;
		–	расстояния от середины крайних канавок до краев обода, мм.

Расчет по формуле (6.5) при мм и мм дает

6.6 Нормы для контроля предварительного натяжения ремня

Содержание этого подраздела обычно не относят к расчету ременной передачи. Но вычисляемые здесь параметры – контрольная нагрузка, прилагаемая к ремню при регулировке натяжения, и соответствующая ей деформация ремня – обязательно указываются в технических требованиях чертежа привода, по которому собирается и регулируется ременная передача. Заметим, что упомянутые параметры называют нормами. В результате их выполнения ремень получает нормальное предварительное натяжение, обоснованное ранее расчетом.

Предварительное натяжение ремня при сборке передачи и во время ее эксплуатации контролируют обычно не непосредственно, а косвенно, измеряя стрелу прогиба ремня под определенной нагрузкой , приложенной перпендикулярно к ремню в середине ветви, как показано на рисунке 6.1.

Зависимость между , и для передачи по схеме рисунка 6.1 выражается формулой /4, с. 131/

, (6.6)

где		–	модуль упругости ремня, Н/мм²;
		–	площадь сечения ремня, мм².

Зададимся стрелой прогиба мм /4, с. 133/. Для ремня типа Б величина Н /4, с. 134/.

Рисунок 6.1 – Иллюстрация контроля предварительного натяжения ремня

По формуле (6.6) после ее преобразования вычислим

Окончательно принимаем мм, Н.

В чертежах и в инструкциях по эксплуатации машин, например автомобилей, обычно указывают один параметр (чаще нагрузку на ремень

) без допуска, а второй, который должен после регулировки натяжения соответствовать первому – в некоторых пределах, т.е. с допуском. Перед вами расчеты, оформленные как текстовый документ. Вы, видимо, обратили уже внимание, что они получаются несколько длиннее подобных расчетов в учебниках. Приведем один только пример. В учебниках после формулы дается расшифровка обозначений входящих в нее параметров и там же сразу указываются численные значения этих параметров. Здесь, в этом тексте, сначала дается только расшифровка. Численные значения параметров указываются отдельно позднее и сопровождаются необходимыми обоснованиями. Все это, конечно, увеличивает объем текста. С этой и другими "досадными" особенностями оформления текстовых документов приходится мириться. Ведь стандарты требуют соблюдения всех предусмотренных ими правил.

Расчет цепной передачи

Вы уже заметили, что предыдущий раздел делится только на относительно короткие подразделы без их деления на пункты. Здесь же подразделов нет, а есть только пункты. Выбирайте для себя любой способ деления текста, который ближе вашему стилю изложения материала.

7.1 Для большей компактности передачи будем подбирать для нее двухрядную роликовую цепь.

Для расчета приняты следующие исходные данные:

– вращающий момент на ведущей звездочке Н×м (см. пункт 2.3.4);

– частота вращения ведущей звездочки об/мин (см. пункт 2.3.1);

– передаточное отношение передачи (см. подраздел 2.2);

– передача расположена с наклоном линии центров звездочек менее 60°;

– смазка цепи периодическая;

– натяжение цепи регулируется периодически перемещением одной из звездочек;

– кратковременные перегрузки достигают 200% от номинальной нагрузки (см. раздел 2);

– работа привода двухсменная.

7.2 Число зубьев ведущей звездочки /2, с. 148/

Число зубьев ведомой звездочки

В подразделе 2.2 записки было принято для последующих расчетов общее передаточное отношение привода i_общ= i_р^.i_зб ^.. i_зт^. i_ц= 2,5 ^. 3,15 ^. 2,5 x x 2,96 = 58,275. Можно считать удачей, что только для одной из четырех передач привода – ременной – фактическое передаточное отношение не совпало с принятым ранее. (Принято 2,5, получилось 2,57). Цепная передача рассчитывается последней. Именно за счет корректировки передаточного отношения последней передачи следует

добиваться того, чтобы отклонение фактического передаточного отношения всего привода от принятого ранее уложилось в допускаемые 3%. Фактическое передаточное отношение привода получилось i_общ.ф. = 2,57 ^.3,15 ^. 2,5 ^. 2,96 = 59,909. Его отклонение от принятого ранее составляет (59,906 – 58,275):58,275 ^. 100% = 2,79%. На сей раз отклонение не вышло за норму. Если бы случилось худшее, то следовало бы назначить меньшее передаточное отношение цепной передачи за счет другого соотношения зубьев, например 73:25, 72:25 и т.д.

7.3 Шаг роликовой цепи в миллиметрах ориентировочно вычисляется по формуле /2, с. 149/

, (7.1)

где	–	вращающий момент на ведущей звездочке, Н×м;
	–	расчетный коэффициент нагрузки (эксплуатационный коэффициент);
	–	число зубьев ведущей звездочки;
	–	допускаемое давление в шарнире цепи, МПа;
	–	число рядов цепи.

Ранее уже определялись: Н×м; ; .

Расчетный коэффициент нагрузки /2, с. 149/

, (7.2)

где	–	динамический коэффициент;
	–	коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния;
	–	коэффициент, учитывающий влияние угла наклона линии центров передачи;
	–	коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи;
	–	коэффициент, учитывающий способ смазывания передачи;
	–	коэффициент, учитывающий периодичность работы передачи (коэффициент сменности).

С учетом кратковременно действующих перегрузок примем /2, с. 149/. Возьмем , приняв межосевое расстояние /2, с. 150/. Для принятого в пункте 7.1 угла наклона линии центров передачи менее 60° возьмем /2, с. 150/.

Примечание – Значение коэффициентов и приняты условно, так как полностью передачу мы не конструируем, и поэтому компоновка не выявляет обоснованные данные для их назначения.

Для принятого способа регулирования натяжения цепи (см. пункт 7.1) коэффициент /2, с. 150/. Для периодической смазки возьмем /2, с. 150/. При работе в две смены /2, с. 150/.

Расчет по формуле (7.2) дает

Поскольку шаг цепи еще неизвестен, то возьмем пока ориентировочно, руководствуясь лишь частотой вращения малой звездочки об/мин, допускаемое давление в шарнирах цепи МПа /2, с. 150/. Число рядов цепи принято ранее.

Расчетный шаг цепи по формуле (7.1)

7.4 Ближайшие по шагу стандартные двухрядные роликовые цепи имеют нижеследующие характеристики /2, с. 147/:

Обозначение цепи по ГОСТ 13568–75	2ПР–31,75–17700	2ПР–38,1–25400
Шаг t, мм…………………..……………	31,75	38,1
Разрушающая нагрузка Q не менее, кН............................................
Масса одного метра цепи q, кг/м. …	7,3	11,0
Площадь шарнира (проекция опорной поверхности) , мм²
Габаритная ширина цепи b, мм…….
Расстояние между рядами А, мм…..	35,76	45,44
Расстояние изнутри между пластинами одного ряда , мм. …………	19,05	25,4

7.5 Проверим первоначально цепь 2ПР–31,75–17700 по условию .

Скорость цепи /2, с. 153/

Окружная сила

Давление в шарнире цепи /2, с.150/ при площади сечения шарнира мм² (см. пункт 7.4)

Уточненное допускаемое давление в шарнире цепи при шаге мм, числе зубьев малой звездочки и ее частоте вращения об/мин /2, с. 150/

МПа < P = 36,2 МПа.

Примечание – В последней формуле число 30,5 есть среднее значение табличных величин допускаемых давлений в МПа для частот 50 и 100 об/мин.

Результат расчета показывает, что условие не выполняется.

7.6 Проверим поэтому на выполнение этого условия цепь 2ПР–38,1–25400, имеющую больший шаг.

Скорость цепи

Окружная сила

Давление в шарнире цепи при площади шарнира мм² (см. пункт 7.4)

В этом варианте расчета для цепи с шагом мм условие выполняется. Поэтому окончательно выбираем двухрядную роликовую цепь 2ПР–38,1–25400 по ГОСТ 13568–75.

Условие

, конечно, выполняется, но недогрузка цепи с шагом

мм составляет (30,2 – 20,04) / 30,2 ^. 100%

32%, в то время как перегрузка цепи с шагом

мм всего лишь (36,2 – 33,2)/33,2^.100% = 9%. Здесь конструктор поспешил с окончательным выбором, чем нанес ущерб прибылям своей фирмы и своей репутации. Улучшить решение и сохранить репутацию можно, например, по таким вариантам. Вариант первый. Оставить цепь с шагом

мм, но уменьшить числа зубьев на обеих звездочках. Это увеличит окружную силу и соответствующее давление в шарнире, а в целом приведет к уменьшению габаритов передачи. Вариант второй. Вернуться к цепи с шагом

мм, несколько увеличить на обеих звездочках числа зубьев и снизить этим самым окружную силу и давление на шарнире.

Окончательный выбор лучше сделать после сравнения результатов расчета по обоим вариантам, учитывая при этом, что отклонение фактического передаточного отношения всего привода от заранее принятого не должно превышать 3%. Заметим в заключение, что допускаемые перегрузки и недогрузки для цепи можно принимать соответственно 5% и10%.

7.7 Число звеньев цепи при принятом ранее (см. пункт 7.2) межосевом расстоянии /2, с. 148/

, (7.3)

где ; ;

Расчет величин, входящих в формулу (7.3) дает

Расчетом по формуле (7.3) получим

Результат округляем до четного числа

Уточненное межосевое расстояние /2. с. 149/ при суммарном числе зубьев звездочек

Для свободного провисания цепи в конструкции передачи должна быть предусмотрена возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, т.е. на мм. Округлим это значение до 10 мм.

Для восстановления натяжения цепи по мере ее износа конструкция передачи должна предусматривать также увеличение межосевого расстояния на 3%, т.е. на мм. Округлим эту цифру до 50 мм.

Пусть вам не покажутся неожиданными те грубые округления, которые вы видите выше. Таким путем конструктор закладывает те небольшие резервы, о которых уже говорилось в предыдущем разделе.

7.8 Диаметры делительных окружностей звездочек /2, с. 148/

Диаметры внешних окружностей звездочек /2, с.148/ при диаметре ролика цепи мм /2, с. 147/

мм;

мм.

7.9 На цепь действуют следующие силы:

– окружная Н. Она была определена в пункте 7.6;

– центробежная /2, с.151/. Эта сила при массе одного метра цепи кг/м (см. пункт 7.4) и скорости цепи м/с (см. пункт 7.6) имеет величину Н Н;

– сила от провисания цепи /2, с. 151/. При максимально возможном коэффициенте (горизонтальное расположение линии центров звездочек) сила имеет величину

Ранее было принято, что угол наклона линии центров звездочек не более

. Истинное его значения в рамках проекта не выявляется. Поэтому с целью получения некоторого резерва взят случай, когда искомая сила максимальна (упомянутый угол составляет

7.10 Расчетная нагрузка, действующая на валы цепной передачи /2, с. 154/,

7.11 Коэффициент запаса прочности цепи /2, с.151/ при разрушающей нагрузке кН (см. пункт 7.4)

Это значительно больше допускаемой величины /2, с. 151/.

В некоторых учебниках встречается еще расчет цепи на усталостную прочность. Мы не настаиваем на выполнении такого расчета в ваших проектах, так как он пока распространения не получил. На этом заканчивается расчет цепной передачи. Размеры элементов звездочек, о которых здесь не упоминалось (ступицы, диски и т. п.), выбираются при разработке эскизных чертежей привода и конвейера соответственно для ведущей и ведомой звездочек.

12 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: