Уточним фактическое передаточное число передачи

U_ф = z₂ / z₁ = 93 / 19 = 4,89.(29)

Отклонение фактического передаточного числа составляет

.

Для передач общемашиностроительного применения допускается отклонение фактического передаточного числа от номинального значения в пределах 4%.

Проверка прочности зубьев колес по контактным напряжениям проводится по следующему условию прочности

, (30)

где К_HV2 – к оэффициент динамичности нагрузки зубьев колеса при контактных напряжениях. Он зависит от окружной скорости вращения колес V₁ = V₂, рассчитываемой по зависимости

. (31)

Окружная скорость вращения колес определяет их степень точности по ГОСТ 1643–81. Так при окружной скорости V₂ до 2 м/с назначается 9-я степень точности, до V₂ = 6 м/с – 8-я степень точности, до V₂ = 10 м/с – 7-я степень точности.

Значения коэффициента К_HV2 приведены в таблице 6.

По данным рассматриваемого примера V₂ = 2,81 м/с. Этой скорости соответствует 8-я степень точности. Определим значение коэффициента К_HV2по таблице 6 с помощью линейной интерполяции. Видим, что коэффициент К_HV2 = 1,112.

Таблица 6 – Значения К_HV2 – коэффициента динамичности нагрузки при контактных напряжениях

Степень точности	Окружная скорость V, м/с
	–	–	–	1,21	1,29	1,36
	–	1,08	1,16	1,24	–	–
	1,05	1,1	–	–	–	–

 

Действительное контактное напряжение по условию (30) равно

.

Допускаемая недогрузка передачи (s_Н2 < [ s_Н2 ]) возможна до 15%, а допускаемая перегрузка (s_Н2 > [ s_Н2 ]) – до 5%. Если эти условия не выполняются, то необходимо изменить ширину колеса b₂или межосевое расстояние , и повторить расчет передачи.

Фактическая недогрузка для рассматриваемого примера составит

, (32)

что меньше 15 %, а значит допустимо.

Расчетное максимальное напряжение при кратковременных перегрузках не должно превышать допускаемого значения

. (33)

Для рассматриваемого примера расчета передачи

.

Определим другие геометрические размеры колес, показанные на рисунке 2. Делительные диаметры равны

,

. (34)

Диаметры вершин зубьев равны

,

. (35)

Диаметры впадин зубьев равны

,

. (36)

Проверим межосевое расстояние зубчатых колес

. (37)

В прямозубой цилиндрической передаче при работе появляются силы в зацеплении зубьев, показанные на рисунке 3.

Окружные силы определяют по зависимости

(38)

Радиальные силы определяют по зависимости

(39)

где a = 20⁰ – угол зацепления.

Нормальная сила является равнодействующей окружной и радиальной сил в зацеплении и определяется по формуле

(40)

Конструктивные размеры зубчатого колеса показаны на рисунке 4 и приведены в таблице 7. В качестве исходного размера используется диаметр посадочной поверхности вала d_К под колесо, который будет получен в пункте 10 учебного пособия.

 

Таблица 7 – Размеры зубчатого колеса, мм

Параметр (рисунок 4)	Формула	Расчет
Диаметр ступицы	dcт = 1,6 × dК	dcт = 1,6 × 45 = 72
Длина ступицы	Lст = b2 … 1,5 × dК	Lст = 45 … 1,5 × 45 = = 45 … 67,5. Примем Lст = 55 мм
Толщина обода	dо = (2,5…4,0) × m	dо= (2,5…4,0) × 2 = 5…8
Диаметр обода	Dо = dа2 – 2 ×dо– 4,5 × m	Dо=190–2 × 6– 4,5 × 2=169
Толщина диска	c = (0,2…0,3) × b2	с =(0,2…0,3) × 45 = 9…13
Диаметр центров Отверстий в диске	Dотв = 0,5 × (Dо+ dcт)	Dотв= 0,5 × (169+72) = 120
Диаметр отверстий	dотв = (Dо – dcт) / 4	dотв = (169 – 72) / 4 = 24
Фаски	n = 0,5 × m	n = 0,5 × 2 = 1

 

Расчет цепной передачи

 

 

Второй механической передачей в схеме рассматриваемого привода (рисунок А.1,б) является цепная передача, представленная на рисунке 5.

 

 

Рисунок 4 – Цилиндрическое зубчатое колесо

 

 

Рисунок 5 – Геометрические и силовые параметры цепной

передачи

 

 

Рисунок 6 – Конструкция ведущей звёздочки

 

Исходными данными для расчета цепной передачи являются следующие параметры (из пункта 6 учебного пособия):

– вращающий момент на валу ведущей звездочки (он равен моменту на третьем валу привода) Т₁ = 153260 Н ×мм;

– частота вращения ведущей звездочки (или частота вращения третьего вала привода) n₁ = 289 мин^–1;

– передаточное число цепной передачи u = u_ЦП= 3,212.

Методику расчета цепной передачи с приводной однорядной роликовой цепью проследим на рассматриваемом примере.

Важнейшим параметром цепной передачи является предварительное значение шага цепи t^/, которое рассчитывается по допускаемому давлению в шарнире цепи по зависимости [3, с.92]:

, (41)

где К_Э – коэффициент эксплуатации, который представляет собой произве- дение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы реальной передачи (таблица 8) [3,4]:

. (42)

Выбрав в таблице 8 коэффициенты для условий работы рассчитываемой передачи, рассчитаем коэффициент К_Э:

.

Определим Z^/₁ – предварительное число зубьев ведущей звездочки

(43) Полученное предварительное значение Z^/₁ округляют до целого нечетного числа, что в сочетании с нечетным числом зубьев ведомой звездочки Z₂ и четным числом звеньев цепи L_t обеспечит более равномерное изнашивание зубьев. Принимаем Z₁ = 23. Тогда Z₂ = Z₁ × u = 23 × 3,212 = 73,88. Принимаем Z₂ =73(нечетное число).

Уточним передаточное число цепной передачи

= Z₂ / Z₁ = 73 / 23 = 3,174. (44)

Допускается отклонение от расчетного значения не более ±4 %

. (45)

Последним параметром в формуле (41) является [p] – допускаемое давление в шарнире цепи, Н/мм². Оно определяется в зависимости от скорости цепи по ряду [4]:

, м/с	0,1	0,4
[p], Н/мм^2

Если не известны дополнительные данные, то задаются предварительным значением = 2 … 3 м/с. Примем = 2,5 м/с, тогда интерполированием получаем [p] = 20 Н/мм².

 

Таблица 8 – Значения поправочных коэффициентов К

Условия работы передачи	Коэффициент
Обозначение	Значение
Динамичность нагрузки	Равномерная Переменная	КД	1,2…1,5
Регулировка натяжения цепи	Опорами Натяжными звездочками Нерегулируемые	КРЕГ	0,8 1,25
Положение передачи	Наклон линии центров звездочек к горизонту: угол Q £ 60^0 угол Q > 60^0	КQ	1,25
Способ смазывания	Непрерывный Капельный Периодический	КС	0,8 1,5
Режим работы	Односменная Двухсменная Трехсменная	КР	1,25 1,5

 

Рассчитаем по зависимости (41) шаг цепи

.

Полученное значение шага округляется до ближайшего большего стандартного значения по таблице Б.1 – t = 25,4мм.

Определим фактическую скорость цепи

(46)

Этой скорости цепи в соответствии с вышеприведенным рядом соответствует допускаемое давление [p] = 19,38 Н/мм².