Для расчёта используем следующие данные.
Число зубьев ведущей звёздочки вала А z2 12
Число зубьев ведомой звёздочки вала D z1 68
Передаточное число с вала А на вал D i1 5,667
Вращающий момент на ведущей звёздочке ТА, Н×мм 222,14×103
Скорость вращения ведущего вала А nА, об/мин 95,06
Мощность на ведущем валу А РА, кВт 1,1
В начале определяем расчётный коэффициент нагрузки Кэ по формуле
Кэ = Кд Ка Кн Кр Ксм Кп (2.20)
где Кд – динамический коэффициент (при спокойной нагрузке принимаем равным 1);
Ка – коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния (Ка=1);
Кн – коэффициент наклона цепи (Кн = 1 при угле 90 0);
Кр – коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи (Кр = 1,25 при периодическом);
Ксм – коэффициент способа смазки цепи (Ксм = 1 при непрерывной смазке);
Кп – коэффициент периодичности работы передачи (Кп = 1 в одну смену).
Кэ = 1×1×1×1,25×1×1 = 1,25.
Для определения шага цепи принимаем допустимое давление в шарнирах цепи [Р] = 20 МПа, а саму цепь берём однорядную, роликовую, приводную. Тогда шаг цепи t 1 мы можем найти по формуле
, (2.21)
где Т – вращающий момент на валу меньшей звёздочки, Н×мм;
z – число зубьев меньшей звёздочки;
m – число рядов цепи.
Меньшей звёздочкой передачи является ведущая звёздочка на валу А, число зубьев которой 12, вращающий момент на валу 222,14×10-3 Н×мм, а расчётный коэффициент 1,25.
Рассчитаем шаг цепи
мм.
Подбираем цепь ПР-31,75-8850 со следующими данными.
| Шаг цепи t1, мм Высота ролика Ввн, мм Диаметр ролика d1, мм Диаметр стержней соединительного звена d, мм Высота звеньев цепи h, мм Максимальная ширина цепи В, мм Разрушающая нагрузка Q, кН Масса 1 м цепи q, кг/м Проекция опорной поверхности шарнира Аоп, мм2 | 31,75 19,05 19,05 9,55 30,20 46,00 88,50 3,80 262,00 |
Затем находим скорость цепи V ц, м/с по формуле
, (2.22)
где z 2 – число зубьев ведущей звёздочки;
t 1 – шаг цепи, мм;
n А – количество оборотов вала ведущей звёздочки, об/мин.
м/с.
Теперь мы можем найти окружную силу Ftц, Н, по формуле
, (2.23)
где Р – мощность на валу с ведущей звёздочкой, Вт
Н.
Тогда расчётное давление в шарнире р, МПа, находится по формуле
, (2.24)
МПа.
Уточняем расчётное давление на основании
nА = 95,06 об/мин
t1 = 31,75
Находим [Р] = 27 МПа.
Условие работы цепи р < [Р] соблюдено, так как 2,75 МПа < 27 МПа.
Далее определяем число звеньев цепи L t по формуле
, (2.25)
где a t – количество звеньев, помещающихся в межосевом расстоянии;
Z S - общее количество звеньев на обоих звёздочках;
D - неучтённое количество звеньев.
Количество звеньев, помещающихся в межосевом расстоянии, а t, находим по формуле
; (2.26)
а ц =30×t 1; (2.28)
.
Неучтённое количество звеньев D находим по формуле
; (2.29)
.
Сумму зубьев Z 
находим по формуле
ZS = z 1 + z 2; (2.30)
ZS = 68 +12 = 80.
Теперь мы можем определить, число звеньев цепи по формуле (2.25)
.
Округляем до ближайшего целого чётного числа и получаем L t = 104 звена.
Теперь уточняем межосевое расстояние ац, мм, по формуле
; (2.31)
мм.
Для свободно провисающей цепи
а ц = а ц + а ц×0,004; (2.32)
а ц = 975 + 975×0,004 = 979 мм.
Далее определяем диаметры делительных окружностей звёздочек d д, мм по формуле
, (2.33)
где z – число зубьев звёздочки.
Делительный диаметр ведомой звёздочки вала D d дD, мм, по формуле
мм.
Делительный диаметр ведущей звёздочки вала А d дА, мм
мм.
Затем определим диаметры наружных окружностей звёздочек D е, мм по формуле
, (2.34)
где d 1 – диаметр ролика цепи (d 1 = 19,05 мм), мм.
Для ведущей звёздочки
мм.
Для ведомой звёздочки
мм.
Найдём силы, действующие на цепь.
Сила, действующая на цепь, от центробежных сил F V, Н находится по формуле
F V = q×V ц, (2.35)
где q – масса 1 м цепи, кг/м.
F V = 3,8×1,88 = 7,144 Н.
Сила, действующая на цепь, от провисания F f, Н находится по формуле
F f = 9,81×К f×q×а ц, (2.36)
где К f – коэффициент учитывающий расположение цепи (К f = 6 при горизонтальном расположении цепи).
F f = 9,81×6×3,8×0,979 = 219 Н.
Суммарная расчётная нагрузка на валы А и D от цепи F B, Н может быть найдена по формуле
F B = F tц + 2×F f; (2.37)
F B = 585,8 +2×219 =1023,7 Н.
Далее находим коэффициент запаса прочности цепи S 1 по формуле
, (2.38)
где Q – разрушающая нагрузка цепи, м.
.
Нормативный коэффициент запаса прочности [S] находим из [7], согласно следующим данным
nА = 95,06 об/мин
t1 = 31,75
Находим [S] = 7,8.
Условие прочности цепи [S] < S выполнено, так как 7,8 < 109.
Рассчитаем диаметр ступицы звёздочки d ст, мм
d ст = 1,6×d 1; (2.39)
d ст = 1,6×36 = 57,6 мм.
Ширина ступицы звёздочки l ст, мм
l ст = 1,4× d 1; (2.40)
l ст = 1,4×36 = 50,4 мм
Найдём толщину диска звёздочки b з, мм
b з = 0,93×В вн, (2.41)
где В вн – высота ролика цепи (В вн = 19,05), мм.
b з = 0,93×19,05 = 17,7 мм.