О.А. Ряховский, А.В. Клыпин - Детали машин (1065792), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Ресурс цепных передач в стационарных машинах должен составлять 10...15 тыс. ч, он чаще всего ограничивается долговечностью цепи. Пластины цепей должны обладать высоким сопротивлением усталости, поэтому их изготовляют из среднеуглеродистых качественных сталей 40, 45, 50 или легированных сталей 40Х, ЗОХНЗА с объемной закалкой и низким отпуском, твердость пластин обычно (40...50) НВС,. Основное требование к деталям шарниров — валикам и втулкам — износостойкость рабочих поверхностей. Валики и втулки преимущественно выполняют из цементуемых сталей 15, 20, 12ХНЗ, 18ХГТ и др., после цементации или газового цианирования детали закаливают 138 10.4.
Основные параметры цепных передач Цепные передачи используют в широком диапазоне мощностей от долей до сотен киловатт, обычно до 100 кВт. Размеры передачи также изменяются в широком диапазоне, межосевые расстояния достигают 8 м. Частоты вращения звездочек и скорость цепи ограничиваются величиной силы удара в зацеплении, износом шарниров и шумом передачи. Скорость цепи обычно до 15 м/с, но в передачах высокого качества при эффективном смазывании достигает 35 м/с.
Средняя скорость цепи, м/с, г,п,Р 60000 ' (10.1) где г1 — число зубьев малой звездочки; и, — частота ее вращения, мин 1; Р— шаг цепи, мм. Передаточное отношение определяют из условия равенства средней скорости цепи на звездочках (см. рис. 10.1): ггп Р = ггпгР.
Отсюда передаточное отношение п1 гг (10.2) пг г, Здесь гг — число зубьев большой (ведомой) звездочки; пг— частота ее вращения. Передаточное отношение ограничивается габаритами передачи, диаметром большой звездочки, обычно и < 7. Минимальные числа зубьев звездочек ограничиваются износом шарниров, динамическими нагрузками и шумом передачи. Чем меньше число зубьев звездочки, тем больше износ, так как угол поворота звена при набегании цепи на звездочку и сбегании с нее равен 360'/г.
Минимальное число зубьев малой звездочки для силовых передач общего назначения выбирают по эмпирической зависимости г1 и = 29 — 2и. (10. 3) При низких частотах вращения г1 -,„может быть уменьшенодо 13. до твердости поверхности (56...65) НВС,. Термодиффузионное хромирование деталей шарниров повышает ресурс цепи по износу в 3...12 раз. Твердость поверхности роликов должна быть не ниже 43,5 НВС„этого достигают закалкой с низким отпуском.
Рве. 10.5. Схема малой звездочки Число зубьев большой (ведомой) звездочки (10.4) з2 = Я1и. По мере износа шаг цепи увеличивается и ее шарниры поднимаются по профилю зуба звездочки на больший диаметр, что может привести в конечном счете к выходу цепи из зацепления со звездочкой. При этом предельно допустимое увеличение шага цепи тем меньше, чем больше число зубьев звездочки. Поэтому максимальное число зубьев большой звездочки ззмзх = 120. (10.5) Предпочтительно принимать нечетное число зубьев звездочек (особенно малой), что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует равномерному износу шарниров цепи и зубьев звездочек. По этой же причине желательно выбирать число зубьев малой звездочки из ряда простых чисел. Делительные диаметры звездочек определяют по расположению центров шарниров цепи на зубьях звездочек.
Из рассмотрения треугольника АОВ на схеме малой звездочки цепной передачи (рис. 10. 5) следует: Р, а1 ° ('Р1) где <р1 = 360'/г1 — угловой шаг; з — число зубьев малой звездочки. Тогда делительные диаметры малой и большой звездочек." (, = Р., (,=, Р., (10.0) е1п (180'/з,) ' э1п (180 /зз) Минимальное межосевое расстояние цепной передачи определяют из условия размещения звездочек а . >0,5(Ое +В,з), где Юе1 и Вез — наружные диаметры звездочек. Оптимальное межосевое расстояние а = (30...50)Р. (10.7) При а < 30Р наблюдается ускоренный износ шарниров цепи в связи с повышенной частотой входа каждого шарнира в зацепление.
При а ) 50Р даже небольшой износ каждого шарнира цепи вызывает значительное удлинение цепи, что приводит к нарушению зацепления цепи с зубьями звездочек. Обычно межосевое расстояние ограничивают величиной а = 30Р. х — з (10.9) Полученное значение И' округляют до ближайшего большего четного числа.
'Четное число звеньев цепи позволяет избежать применения переходных звеньев при соединении концов цепи. Межосевое расстояние (без учета провисания цепи) определяют из выражения (10.9) как больший корень квадратного уравнения: Р~ з,+гз а=-И' — — + 4~ 2 (10. 10) Цепь должна иметь некоторое провисание во избежание повышенной нагрузки на нее и валы от силы натяжения и радиального биения звездочек. Для этого межосевое расстояние уменьшают на (0,002...0,004)а. Окружная сила на звездочках 2Т 10з Р 10з Р 1' а1 ю~ где Т1 — вращающий момент на ведущей звездочке, Н.м; д — делительный диаметр ведущей звездочки, мм; Р— мощ- ность на ведущей звездочке, кВт; о1 — скорость движения цепи, м/с. 10.5. Расчет цепных передач Расчет цепной передачи начинают с определения величины статической силы, при которой происходит разрушение цепи (10.
12) Формула для определения длины цепи получена по аналогии с формулой для длины ремня [см. (9.4)), число звеньев получают делением длины цепи на шаг. Число звеньев цепи И" зависит от межосевого расстояния а, шага Р и чисел зубьев звездочек г и зз 140 141 К,Р А (10.13) (10.17) Г2 ГО+ Гю А = дЬ, (10. 14) (10. 18) Ге ЬвГо э дКа нКрегКсм реж т (10. 15) ам = 500ю1дм (10. 19) 143 142 где Я вЂ” коэффициент безопасности, зависящий от степени ответственности передачи, точности определения действующих нагрузок и коррозионного воздействия на передачу. Минимальные значения коэффициента безопасности принимают Я = 6...10.
По найденному значению Г по стандартам на приводные цепи находят несколько вариантов цепи, для которых разрушающая сила несколько больше требуемой (Рр > Рр), Найденные варианты различаются шагом и числом рядов цепи. Предварительный расчет, как правило, не позволяет выбрать единственный наиболее целесообразный вариант, а лишь очерчивает область возможных решений.
Основной расчет передачи проводят п о у с л о в и ю и зносостойкости шарниров цепи. Условноедавление в шарнирах цепи в предположении нулевого зазора между валиком и втулкой и равномерного распределения давления в шарнире где К, — коэффициент эксплуатации; Г, — окружная сила на звездочках; А — площадь проекции шарнира; 1Р] — допустимое давление для средних эксплуатационных условий. Площадь проекции шарнира где д — диаметр валика; Ь вЂ” длина втулки (см. рис. 10.3).
Для стандартных цепей А определяется по таблицам в зависимости от шага Р. Коэффициент эксплуатации К, представляют в виде Коэффициент К„учитывает динамичность нагрузки: при спокойной нагрузке К„= 1; при нагрузке с толчками 1,2...1,5; при сильных ударах 1,8. Коэффициент К, учитывает влияние длины цепи (межосевого расстояния)".
чем длиннее цепь, тем реже каждое звено входит в зацепление со звездочкой и тем меньше износ в шарнирах; при а = (30...50)Р принимают К, = 1; вдругих случаях К,= Я~/Л, где 1,э — длина цепи при а = 40Р, 1, — длина рассчитываемой цепи. Коэффициент К„зависит от влияния наклона линии центров звездочек передачи к горизонту; чем больше наклон передачи, тем меньше допустимый суммарный износ цепи; при угле наклона ~у С 45' К„= 1 при у > 45' К„= 0,15./у . Коэффициент К, учитывает влияние регулировки цепи; для передач с регулировкой положения оси одной из звездочек Кр,„= 1, для передач с нерегулируемым положением звездочек К „= 1,25. Коэффициент К„„ учитывает характер смазывания; при непрерывном смазывании в масляной ванне или от насоса К,„= 0,8; при регулярном капельном или внутришарнирном смазывании К,„= 1, при нерегулярном смазывании 1,5.
Коэффициент К учитывает режим работы передачи, К = 3/Ж,„, где Ж,„— число смен работы передачи в сутки. Коэффициент К, учитывает температуру окружающей среды, при — 25 'С < Т < 150 'С принимают К, = 1. Если по расчету значение коэффициента К.„> 3, следует принять меры по улучшению условий работы.
Сила Рн действующая в ведущей ветви цепи, состоит нз окружной силы Г, и силы натяжения ведомой ветви Гэ." +Р. (10. 16) Сила натяжения ведомой ветви где Гэ — натяжение цепи от силы тяжести; Є— натяжение от центробежных сил. Если ветви ремней параллельны, сила, действующая на валы, Рт = Р1 + Рз. В общем случае, если ветви цепи не параллельны, силу на вал определяют, как и для ременной передачи, из треугольника ОАВ (см. рис. 9.8).
Приближенно сила, действующая на валы передачи, где Ь, — коэффициент, учитывающий вес цепи: для горизон- тальной передачи принимают Ь, = 1,15, для вертикальной Ь, = 1,05. 10.б. Переменность скорости движения цепи При работе цепной передачи движение цепи определяется дви- жением шарнира звена, вошедшего последним в зацепление с ведущей звездочкой. Скорость шарнира о, м/с, при постоян- ной угловой скорости ведущей звездочки о>н с г (рис. 10.6) Конт ьные воп осы 1.
2. Э. 4. (10. 20) п = с сова. и =и зша. (10.21) сох = о 500дзсоз р ' (10.22) ю1 с?зсоз 3 ых 01соз а (10.23) Рис. 10.6. Схема скоростей шарнира и цепи где д1 — делительный диаметр малой (ведущей) звездочки, мм. В произвольном угловом положении звездочки, когда ведущий шарнир повернут относительно перпендикуляра к ведущей ветви цепи под углом а, скорость цепи Так как угол а изменяется в пределах от 0 до д /2 = л/х, скорость цепи изменяется от с до и сов(л/хь). Поперечная составляющая скорости цепи Мгновенная угловая скорость ведомой звездочки где с(з — делительный диаметр большой (ведомой) звездочки; Р— угол поворота шарнира на ведомой звездочке (по отношению к перпендикуляру на ведущую ветвь цепи), угол Р изменяется в пределах от О до л/хх. Мгновенное передаточное отношение Из зависимости (10.23) следует: передаточное отношение цепной передачи не постоянно; равномерность движения тем выше, чем больше числа зубьев звездочек, так как тогда сое а и соз Р ближе к единице, основное влияние оказывает увеличение числа зубьев малой звездочки.
Непостоянство скорости це- пи вызывает динамические нагрузки и удары, не позволяет ис- пользовать цепные передачи в приводах с высокими требова- ниями к точности вращения валов. Из каких основных частей состоит цепная передача? Какие типы цепей используют для передачи движения? Каковы причины выхода из строя цепных передач7 Какие требования предъявляют к материалам различных деталей цепи? Какими факторами ограничивается число зубьев звездочек и меж- осевое расстояние? Кек определяют число звеньев цепи7 Каковы виды расчета цепных передач7 Ст каких факторов зависит козффициент эксплуатации? Чем объясняется непостоянство передаточного отношения цепной передачи7 Сва ные соединения 11.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
