Расчет цепной передачи

В приводах общего назначения (к транспортерам, конвейерам, станкам) применяют в основном приводные роликовые и зубчатые цепи. Первые из них выпускают следующих модификаций: ПРЛ – приводные роликовые легкой серии, ПР – нормальной серии, ПРУ – усиленные, ПРД – длиннозвенные, ПРИ – с изогнутыми пластинами. Так как в типовых заданиях на проектирование по курсу деталей машин предусматривается обычно расчет приводных роликовых цепей нормальной серии, то ниже приводятся сведения, параметры и характеристики только для них.

В общей схеме привода, передаваемого мощность до 25кВт, цепные передачи, как правило, устанавливают на тихоходной ступени. Для этого применяют цепи с шагом от 12,7мм до 50,8мм. Шаг t является основным параметром, от которого зависят основные размеры и характеристики приводной цепи.

Рисунок 3.1 – Цепь приводная роликовая однорядная типа ПР

Таблица 3.5 – Цепи приводные роликовые однорядные типа ПР

Таблица 3.6 – допускаемые значения , об/мин, малой звездочки для цепей типа ПР (при )

Шаг цепи t, мм	, мин-1	Шаг цепи t, мм	, мин-1
12,7		31,75
15,875		38,1
19,05		44,45
25,4		50,8

В приводах чаще всего применяются приводные роликовые цепи в однорядном и двухрядном исполнении. Трех- и четырехрядные цепи применяют сравнительно редко. При проектировании цепных передач следует избегать крутых наклонов, располагая звездочки так, чтобы линия, соединяющая их центры, составляла не более 45⁰ к горизонту. Ведущую ветвь надо располагать сверху. Для передач под большим углом надо предусматривать натяжные устройства.

Расчет передачи зацеплением, к которым относится и цепная передача, производится в два этапа: первый – проектный с целью определения геометрических параметров передачи и второй – расчет на прочность и износостойкость.

Проектирование цепных передач обусловлено в первую очередь правильным выбором типоразмера цепи, который устанавливается в процессе расчета из условия допускаемого среднего давления в шарнире звена (таблица 3.7) и принятого значения межосевого расстояния , мм. Межосевое расстояние рекомендуется принимать в интервале (30…50)t.

1. Исходя из условий работы предварительно принимаем стандартную приводную роликовую цепь типа ПР.

2. Определяем число зубьев ведущей и ведомой звездочек

и округляем до целого значения (желательно, чтобы было нечетным).

3. Находим действительное передаточное число и его отклонение от заданного значения

4. Уточняем шаг цепи

где - вращающий момент на валу меньшей звездочки, Нм;

- коэффициент неравномерности распределения нагрузки по рядам цепи: - для однорядных цепей и - для двухрядных цепей;

- коэффициент эксплуатации

где - коэффициент динамичности нагрузки. При равномерной нагрузке (например, ленточные или цепные конвейеры), при переменной или нагрузке с толчками (например, скребковые конвейеры).

- коэффициент межосевого расстояния. Рекомендуется принимать при и при .

- коэффициент, учитывающий влияние угла наклона передачи к горизонту. Принимают при угле наклона и при .

- коэффициент способа регулировки натяжения цепи. Рекомендуется принимать - при регулировке натяжными и оттяжными звездочками; - при периодическом регулировании и - при отсутствии регулирования.

- коэффициент смазки. Принимают - при непрерывном смазывании (масляная ванна или от насоса); - при капельной смазке; - при периодической смазке и в условиях запыленного производства;

- коэффициент режима работы: - для односменной работы; - при двухсменной и - при трехсменной работе.

- допускаемое давление в шарнирах роликовых цепей, МПа

5.После нахождения расчетного шага округляем его до стандартного по таблице 3.5 и выписываем все необходимые параметры.

6. Определяем диаметры делительных окружностей звездочек

7. Определяем диаметры окружностей вершин зубьев

Таблица 3.7 – Допускаемое среднее давление в шарнирах , МПа

, об/мин	Шаг цепи t, мм
12,7	15,875	19,05	25,4	31,75	38,1	44,45	50,8
							---	---
						---	---	---
					---	---	---	---
Примечание.1.Если , то приведенные в таблице значения следует умножать на коэффициент . 2.Для двухрядных цепей табличные значения уменьшать на 15%.

8. Определяем диаметры окружностей впадин зубьев

где - диаметр ролика, мм (таблица 3.5).

9. Находим окружную силу

10. Проверяем цепь на удельное давление

где - площадь проекции шарнира для выбранной цепи, мм² (таблица 3.5);

Перегрузка цепи ( ) не допускается. В таких случаях можно взять цепь типа ПР с большим шагом и повторить проверку удельного давления в шарнире либо увеличить число зубьев ведущей звездочки рассчитываемой цепи и повторить расчет передачи.

11. Определяем скорость цепи

Для уменьшения динамических нагрузок на цепь и звездочки в открытых передачах ограничивают скорость цепи , чтобы частота вращения ведущей звездочки не превышала рекомендуемое значение (таблица 3.6). При выборе шага цепи необходимо учитывать, что с его увеличением растут динамические нагрузки и шум при работе передачи, уменьшается плавность ее работы. Поэтому при больших скоростях нужно стремиться принимать (в пределах требуемой прочности) возможно меньший шаг цепи.

12. Определяем предварительное значение межосевого расстояния из условия обеспечения угла обхвата ведущей звездочки

и соответствующее ему число звеньев цепи с округлением до целого четного числа звеньев

13. По найденному числу звеньев цепи уточняем межосевое расстояние по формуле

14. Находим силу предварительного натяжения цепи (от провисания)

где - коэффициент провисания цепи. Зависит от угла наклона передачи к горизонту. При ; при ; при .

– масса 1м цепи, кг/м (таблица 3.5).

Таблица 3.8 – Значения нормативного коэффициента запаса прочности

, об/мин	Шаг цепи, мм
12,7	15,875	19,05	25,4	31,75	38,1	44,45	50,8
	7,1	7,2	7,2	7,3	7,4	7,5	7,6	7,7
	7,3	7,4	7,5	7,6	7,8	8,0	8,1	8,3
	7,6	7,8	8,0	8,3	8,6	8,9	9,2	9,5
	7,9	8,2	8,4	8,9	9,4	9,8	10,3	10,8
	8,2	8,6	8,9	9,5	10,2	10,8	11,4	12,0
	8,5	8,9	9,4	10,2	11,0	11,8	12,5	---
	8,8	9,3	9,7	10,8	11,8	12,7	---	---
	9,3	10,0	10,7	12,0	13,0	14,0	---	---
	9,4	10,1	10,8	12,0	13,4	---	---	---
	10,0	10,8	11,7	13,3	---	---	---	---
	10,6	11,6	12,7	14,5	---	---	---	---

15. Определяем нагрузку на валы

где - коэффициент нагрузки вала. При угле наклона ; при .

16. Находим расчетный коэффициент запаса прочности и сравниваем его с допускаемым значением по таблице 3.8

где - разрушающая нагрузка, Н (таблица 3.5);

- центробежная сила, Н

17. Определяем размеры зубьев и венцов звездочек.

Контрольные вопросы: