Материал: 1798

где t – шаг цепи, мм; z1 – число зубьев малой звездочки; n1 – частота вращения малой звездочки, об/мин; v – скорость цепи, м/с.

Передаточное число цепной передачи определяется аналогично

где и12 – передаточное отношение между I и II валом; n1 и n2 – частоты вращения ведущей и ведомой звездочек или I-го и II-го валов, об/мин; z1 и z2 – числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.

Число зубьев меньшей звездочки рекомендуют брать z1 ≥12 в зависимости от передаточного отношения по формуле

z1 = 29 – 2и . (17.46)

Число зубьев ведомой звездочки определяется по формуле (17.44). Наибольшее число зубьев большей звездочки рекомендуют z2 ≤120.

Числа зубьев малой и большой звездочек рекомендуют брать нечетным и некратным, чтобы не было постоянного контактирования одного зуба с одним и тем же звеном цепи.

Делительный диаметр звездочки определяют по формуле

где N1 – мощность, передаваемая передачей, кВт; t – шаг цепи, мм; k – коэффициент влияния частоты вращения n1 на износостойкость шарниров; n1 – частота вращения ведущей звездочки, об/мин.

Коэффициент влияния частоты вращения n1 определяют по формуле

100

Срок службы цепи принимают равным Lh = 104ч.

Таблица 17.4

Основные данные роликовых цепей

192

Коэффициент, учитывающий условия эксплуатации, определяют по формуле

kэ = kд · kн · kс , (17.51)

где kд – коэффициент динамической нагрузки: kд = 1 при спокойной нагрузке, kд = 1,5 при нагрузке с толчками; kн – коэффициент натяжения цепи: kн = 1 при натяжении одной из звездочек (см. рис.17.4), kн = 1,1 при натяжении нажимной звездочкой, kн = 1,25 без натяжения; kс – коэффициент вида смазки передачи: kс = 1 при непрерывном смазывании, kс=1,5 при периодическом смазывании.

Давление в шарнирах цепи определяется по формуле

где С = 4 · 106 – коэффициент работоспособности; Lh = 104 ч – срок службы передачи.

Порядок расчета состоит в определении:

1.Числа зубьев ведущей звездочки по формуле (17.47), а ведомой по формуле z2=z1и12≤120.

2.Коэффициента влияния частоты вращения n1 по формуле (17.50).

3.Шага цепи t по формуле (17.49) с округлением его до стандартного ряда по табл. 17.4.

4.Скорости цепи v по формуле (17.44).

5.Окружной силы F, передаваемой цепью, по формуле (17.43).

6.Коэффициента kэ, учитывающего условия эксплуатации, по формуле

(17.50).

7.Среднего давления р в шарнирах по формуле (17.52).

8.Допускаемого давления [р] при сроке службы Lh = 104ч и коэффициента работоспособности С = 4·106 по формуле (17.53).

9.Межосевого расстояния а по формуле (17.48).

где Fв – сила, с которой цепная передача действует на валы О1 и О2 (см. рис. 17.4); 2F0 – сила натяжения ветвей цепи; k – коэффициент динамической нагрузки, зависящий от характера нагрузки и расположения угла наклона θ линии центров звездочек к горизонту: при θ=0…400

193

значение k = 1,15…1,3; при θ = 40…900 значение k = 1,05…1,15. Меньшие значения k соответствуют спокойной нагрузке, а большие – ударной.

18.ВАЛЫ И ИХ ОПОРЫ

18.1.Общие сведения

Вал – это вращающаяся деталь, несущая на себе шкивы, звездочки, зубчатые колеса и другие детали вращения, которые через вал передают крутящий момент. Вал в свою очередь устанавливается в корпусе с помощью подшипников. Подшипники являются опорами вала и одновременно направляющими вращения. Они отбирают у вала свободу осевого и радиального перемещения и, наоборот, создают свободу вращательному движению. Вал в совокупности с деталями вращения и подшипниками называют узлом вала.

Валы, как правило, имеют ступенчатую форму, т. к. каждая деталь вращения или подшипник имеют свой диаметр отверстия. Это объясняется тем, что все детали вращения и подшипники одеваются на вал последовательно. Вначале в середине вала одевается деталь с большим отверстием, затем последовательно одеваются детали с меньшими диаметрами и в последнюю очередь – деталь с наименьшим диаметром.

Узел вала (рис. 18.1) состоит из собственно вала, являющегося несущей деталью (основой), на которой установлены детали вращения: коническое колесо 1, получающее вращение, и крутящий момент от конической шестерни (на чертеже не показана); звездочки 2, на которую передается крутящий момент, и вращение от колеса 1 и подшипников качения 3, на которые опирается вал и которые способствуют вращательному движению вала благодаря тому, что они опираются на свободно катающиеся шарики. Подшипники в свою очередь установлены в корпус 4, в котором установлен вал с конической шестерней и могут размещаться валы других зубчатых передач. Цепная передача вынесена за пределы корпуса, поэтому она называется открытой, а коническая передача – закрытой. Для передачи крутящего момента с колеса на вал и с вала на звездочку применяются шпонки 5 и 6.

Участки вала 7 и 8, на которые одеты подшипники 3 и которыми вал опирается на подшипники, называются цапфами. Концевая цапфа 7 называется шипом, а 8 – шейкой.

Шипы и шейки передают радиальную нагрузку. Ими вал опирается через подшипники на корпус, как балка на двух опорах.

Участки вала 9 и 10, на которые посажены колесо 1 и звездочка 2,

называются посадочными поверхностями валов или посадочными участками.

194

Рис.18.1

Уступы на валу при переходе с поверхности одного диаметра на поверхность другого диаметра называют заплечиками. Они служат для восприятия осевых сил (заплечики 11 и 12), а также для фиксации положения деталей на валу (заплечики 11 и 14) и вала в подшипниках (заплечики 12 и 13).

195

Порядок сборки узла вала, когда корпус разъемный и вал собирается отдельно, следующий. Коническое колесо 1 имеет наибольшее отверстие, поэтому при одевании его на вал с правого конца колесо свободно проходит через все участки вала до своего посадочного места 9, не задевая участков, т. к. их диаметры меньше отверстия в колесе. Затем одеваются подшипники 3 слева и справа. Последней одевается звездочка 2.

18.2. Шпоночные соединения

Вращающиеся детали закрепляются на валах с помощью шпоночных

ишлицевых соединений, которые служат для передачи крутящего момента от вала к детали вращения (зубчатому колесу, шкиву, звездочке, муфте) или наоборот.

Шпоночное соединение состоит из (см. рис. 18.1 и 18.2) шпонки 1, которая помещается в продольном пазу вала 2 и ступицы детали вращения 3. Шпонка имеет призматическую форму. Она плотно входит одновременно в паз вала

ипаз ступицы и запирает вал и ступицу

Для осевой фиксации детали (детали 1 и 2, см. рис.18.1) на валу делают ступеньки (заплечики) 11 и 14, в упор до которых насаживаются детали 1 и 2, а для того, чтобы детали в процессе работы не сдвигались назад, их насаживают по тугой посадке, вызывающей напряжения между валом и деталью. Деталь вращения: звездочка 2 или колесо 1 туго обхватывают вал и удерживают деталь. Такие соединения называют напряженными. Кроме напряженных соединений для удержания деталей на валу применяют стопорные кольца, стопорные винты, специальные гайки и т.д.

Наряду с передачей крутящего момента шпонки выполняют роль слабого звена. Слабым звеном называют деталь, которая в случае перегрузки узла должна в первую очередь разрушиться, а остальные детали должны остаться невредимыми. По другому это звено называют предохранительным. Одну из шпонок редуктора конструктор выбирает в качестве слабого звена и рассчитывает на большее в полтора – два раза