Как посчитать передаточное число цепной передачи



Цепная передача относится к передачам зацеплением с гибкой связью. Мощность в цепной передаче посредством многозвенной шарнирной цепи передается от ведущей к ведомой звездочке, размещенных на параллельных валах.

***

Классификация цепных передач

Цепные передачи классифицируют по типу применяемой цепи. В настоящее время применяют роликовые, втулочные и зубчатые цепи, которые, в свою очередь, могут быть однорядными и многорядными.

В роликовых и втулочных цепях зацепление звеньев со звездочкой осуществляется через ролик или втулку, при этом долговечность цепи возрастает, но возрастает ее масса и стоимость.

Зубчатые цепи набирают из пластин, при этом большое значение на эксплуатационные качества цепи имеет конструкция шарнира. В конструкцию входит направляющая пластина, предотвращающая сползание цепи со звездочки.

По сравнению со втулочными зубчатые цепи работают более плавно, обеспечивают большую кинематическую точность (плавность хода передачи), могут передавать бóльшую мощность, имеют высокий КПД, но их масса и стоимость значительно выше.

В зависимости от типа применяемой цепи зависит конструкция звездочек цепной передачи. Звездочки для втулочной и роликовой цепи представлена на рис. 2 слева, звездочка для зубчатой цепи – справа.

***

Достоинства цепных передач

По сравнению с зубчатыми передачами: Преимущество цепных передач в сравнении с зубчатыми заключается в том, что они способны передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (до 8 м).

По сравнению с ременными передачами: По сравнению с ременными передачами (передачами трением) цепные передачи (передачи зацеплением) выгодно отличаются компактностью, способностью передавать бóльшие мощности при одинаковых размерах, постоянством передаточного числа и меньшей требовательностью к предварительному натяжению цепи (иногда предварительный натяг для цепных передач не применяется). Кроме того, цепные передачи устойчиво работают при малых межосевых расстояниях между звездочками, тогда как ременная передача может пробуксовывать при малых углах обхвата шкива ремнем.

К достоинствам цепных передач можно отнести высокий КПД и безотказность при работе в условиях частых пусков и торможений.

***

Недостатки цепных передач

1. Значительный шум и вибрация при работе вследствие удара звена цепи о зуб звездочки при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев и большом шаге (этот недостаток ограничивает применение цепных передач при больших скоростях).

2. Сравнительно быстрое изнашивание шарниров цепи, необходимость применения системы смазывания и установки в закрытых корпусах.

3. Удлинение цепи вследствие износа шарниров и сход ее со звездочек, что требует применения натяжных устройств.

4. По сравнению с зубчатыми передачами цепные передают движение менее плавно и равномерно.

***

Область применения цепных передач

Цепные передачи находят широкое применение во многих областях машиностроения, конструкциях сельскохозяйственных и дорожных машин, станкостроении и т. д.

Их применяют в станках, мотоциклах, велосипедах, промышленных роботах, буровом оборудовании, подъемно-транспортных, строительно-дорожных, сельскохозяйственных, полиграфических и других машинах для передачи движения между параллельными валами на значительные расстояния, когда применение зубчатых передач нецелесообразно, а ременных невозможно.

Цепные передачи наибольшее применение получили для передачи мощностей до 120 кВт при окружных скоростях до 15 м/сек.

***



Приводные цепи

Приводная цепь – главный элемент цепной передачи – состоит из соединенных шарнирами отдельных звеньев.

Помимо приводных бывают тяговые и грузовые цепи, которые в этом разделе сайта не рассмотрены. Основные типы стандартизованных приводных цепей (см. рис.

1): роликовые, втулочные и зубчатые. В тихоходных цепных передачах применяются, также, фасоннозвенные цепи (крючковые или штыревые).

***

Роликовые приводные цепи

Роликовые приводные цепи состоят из двух рядов наружных 1 и внутренних 2 пластин (см. рис. 1). В наружные пластины запрессованы оси 3, пропущенные через втулки 4, запрессованные в свою очередь во внутренние пластины. На втулки предварительно надеты свободно вращающиеся закаленные ролики 5. Концы осей после сборки расклепывают с образованием головок, препятствующих спаданию пластин.

При относительном повороте звеньев ось проворачивается во втулке, образуя шарнир скольжения.

Зацепление цепи со звездочкой происходит через ролик, который, поворачиваясь на втулке, перекатывается по зубу звездочки. Такая конструкция позволяет выровнять давление зуба на втулку и уменьшить изнашивание как втулки, так и зуба.

Пластины очерчены контуром, напоминающим цифру 8 и обеспечивающим равную прочность пластины во всех сечениях. Роликовые цепи имеют широкое распространение. Их применяют при скоростях v ≤ 15 м/сек.

Приводные роликовые цепи по ГОСТ 13568-75 различают:

• однорядные нормальные (ПР),
• однорядные длиннозвенные облегченные (ПРД),
• однорядные усиленные (ПРУ),
• двухрядные (2ПР),
• трехрядные (ЗПР),
• четырехрядные (4ПР),
• с изогнутыми пластинками (ПРИ).

Из роликовых однорядных цепей наиболее распространены нормальные ПР. Длиннозвенные облегченные цепи ПРД изготовляют с пониженной разрушающей нагрузкой; допускаемая скорость для них до 3 м/сек. Усиленные цепи ПРУ изготовляют повышенной прочности и точности; их применяют при больших и переменных нагрузках, а также при высоких скоростях.

Многорядные цепи позволяют увеличивать нагрузку пропорционально числу рядов, поэтому их применяют при передаче больших мощностей. Роликовые цепи с изогнутыми пластинами повышенной податливости применяют при динамических нагрузках (ударах, частых реверсах и т. д.).

***

Втулочные приводные цепи

Втулочные приводные цепи по конструкции подобны роликовым, но не имеют роликов, что удешевляет цепь, уменьшает ее массу, но существенно увеличивает износ втулок цепи и зубьев звездочек. Втулочные цепи применяют в неответственных передачах при v < 1 м/сек.

Втулочная однорядная цепь (см. рис. 1) состоит из внутренних пластин 1, напрессованных на втулки 2, свободно вращающиеся на валиках 5, на которых напрессованы наружные пластины 4.

В зависимости от передаваемой мощности приводные втулочные цепи изготовляют однорядными (ПВ) и двухрядными (2ПВ).

Эти цепи простые по конструкции, имеют небольшую массу и наиболее дешевые, но менее износоустойчивы, поэтому применение их ограничивают небольшими скоростями, обычно до 10 м/сек.

Роликовая однорядная цепь (рис. 1) отличается от втулочной тем, что на ее втулках 2 устанавливают свободно вращающиеся ролики 5. Ролики заменяют трение скольжения между втулками и зубьями звездочек во втулочной цепи трением качения. Поэтому износостойкость роликовых цепей по сравнению со втулочными значительно выше и соответственно их применяют при окружных скоростях передач до 20 м/сек.

Втулочные и роликовые цепи изготовляют однорядными и многорядными с числом рядов 2, 3, 4 и более.

Многорядная цепь с меньшим шагом t позволяет заменить однорядную с большим шагом и тем самым уменьшить диаметры звездочек, снизить динамические нагрузки в передаче.

Многорядные цепи могут работать при существенно больших скоростях движения цепи. Нагрузочная способность цепи возрастает почти прямо пропорционально числу рядов.

Соединение концов цепи при четном числе ее звеньев производят соединительным звеном, при нечетном – менее прочным переходным звеном с изогнутыми пластинами. Поэтому применяют цепи с четным числом звеньев.

***

Зубчатые приводные цепи

Зубчатая цепь (см. рис. 1) в каждом звене имеет набор пластин 1 (число их определяется шириной цепи и зависит от передаваемой мощности) с двумя выступами (зубьями) и с впадиной между ними для зуба звездочки. Эта цепь изготовляется с шарнирами трения качения.

В отверстиях пластин каждого шарнира устанавливаются две призмы 2 и 3 с криволинейными рабочими поверхностями. Одна из призм соединяется с пластинами одного звена, а другая — с пластинами соседнего звена, в результате чего в процессе движения цепи призмы перекатывают одна другую.

Благодаря этому зубчатые цепи работают плавно, с малым шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку и допускают высокие скорости.

Применяют также зубчатые цепи с шарнирами трения скольжения, но их долговечность примерно в два раза ниже, чем у зубчатых цепей с шарнирами трения качения.

Относительный поворот звеньев в таких цепях обеспечивают шарниры скольжения. Шарнир скольжения состоит из оси и двух вкладышей, закрепленных в фигурных пазах пластин. При повороте пластин вкладыши скользят по осям, поворачиваясь в пазах пластин.

Вкладыши позволяют увеличить площадь контакта в 1,5 раза.

Шарнир допускает поворот пластины на угол φmax , который обычно не превышает 30°.

Для устранения бокового спадания цепи со звездочек применяют внутренние (расположенные по середине ширины цепи) или боковые направляющие пластины. Направляющие пластины представляют собой обычные пластины, но без выемок для зубьев звездочек. Для внутренних направляющих пластин на зубьях звездочек выполняют проточки соответствующего профиля.

Делительный диаметр d звездочки для зубчатых цепей больше ее наружного диаметра.

Зубчатые цепи вследствие лучших условий зацепления с зубьями звездочек работают с меньшим шумом, поэтому их иногда называют бесшумными.

Так как ширина зубчатых цепей может быть какой угодно (встречаются цепи шириной до 1,7 м), то их применяют для передачи больших мощностей.

Однако, по сравнению с роликовыми зубчатые цепи тяжелее, сложнее в изготовлении и дороже, поэтому область применения зубчатых цепей сокращается.

• Преимущественное применение в настоящее время имеют передачи роликовыми и втулочными цепями.
• ***

Фасоннозвенные цепи

Фасоннозвенные цепи (см. рис. 1) различают двух типов: крючковые и штыревые. Крючковая цепь состоит из звеньев одинаковой формы, отлитых из ковкого чугуна или штампованных из полосовой стали ЗОГ без дополнительных деталей. Сборку и разборку этой цепи осуществляют путем взаимного наклона звеньев на угол 60°.

В штыревой цепи литые звенья 1 из ковкого чугуна соединяются зашплинтованными стальными (из стали Ст3) штырями 2.

Фасоннозвенные цепи применяют при передаче небольших мощностей, при малых скоростях (крючковая до 3 м/сек, штыревая до 4 м/сек), обычно в условиях несовершенной смазки и защиты. Звенья фасоннозвенных цепей не обрабатывают. Благодаря небольшой стоимости и легкости ремонта фасоннозвенные цепи широко применяют в сельскохозяйственных машинах.

***

Материал цепей

Цепи должны быть износостойкими и прочными. Пластины цепей изготовляют из сталей марок 50, 40Х и других с закалкой до твердости 40…50 HRC. Оси, втулки, ролики и призмы – из цементируемых сталей марок 20, 15Х и других с закалкой до твердости 52…65 HRC. Повышением твердости деталей можно повысить износостойкость цепей.

Звездочки и диски составных звездочек в основном изготовляют из среднеуглеродистой или легированной стали 40, 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА, 40ХН с закалкой до твердости HRC40…50 или цементуемой стали 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХН2 с термообработкой до твердости HRC50…60.

Звездочки тихоходных передач при скорости цепи v ≤ 3 м/сек и отсутствии динамических нагрузок изготовляют также из серого или модифицированного чугуна СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ30 с твердостью поверхности до НВ260…300. Применяют звездочки с зубчатым венцом из пластмасс (дюропласта или вулколана), которые способствуют уменьшению шума и износа цепей при работе передачи.

***

Геометрические и кинематические параметры цепной передачи

Основным параметром цепной передачи является шаг t цепи, т. е. расстояние между осями двух ближайших шарниров цепи (см. рис. 2). Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи.

1. Диаметр делительной окружности звездочки d определяется по формуле:
2. d = t / [sin (180°/z)],
3. где    z – число зубьев звездочки.
4. Шаг t у звездочек измеряют по хорде делительной окружности.
5. Оптимальное межосевое расстояние передачи принимают из условия долговечности цепи:
6. а = (30…50)t,
7. где    t – шаг цепи.

• Длина цепи в шагах:
• Lp = 2a/t + (z2 + z1)/2 +[(z2 – z1)/2π]2t/a,
• где     z1 и z2 – число зубьев звездочек.
• Число зубьев малой звездочки выбирают из соотношения
• z1 = 29 – 2u.
• Тогда z2 = z1u.
• Окончательное значение межосевого расстояния:
• a = t/4{Lp — (z2 + z1)/2 + √|[Lр — (z2 + z1)/2]2 – 8[(z2 — z1)/2π]2|}.
• здесь и далее: «√» — знак квадратного корня, |…| — границы подкоренного выражения.
• Передаточное число: u = ω1/ω2 = n1/n2 = z2/z1.
• Передаточное отношение цепной передачи нельзя определять как отношение диаметров делительных окружностей звездочек. В пределах одного оборота звездочки передаточное отношение не остается постоянным, поэтому обычно говорят о средней скорости цепи, м/сек:
• v = ωzt/2000π,
• где ω, z – угловая скорость и число зубьев звездочки.
• ***
• Расчет и конструирование цепных передач



Главная страница

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Звездочки для приводных цепей

Звездочки для цепей или приводные звездочки является одними из основных элементов цепной передачи. Звездочки для цепей подразделяются на ведущую (малую) звездочку и ведомую (бОльшую) звездочку. Градация самих цепных передач сложнее. Так, в зависимости от выполняемой цепью работы, цепные передачи разделяются на:

1. цепные передачи с приводной цепью 2. цепные передачи с тяговой цепью Приводные и тяговые цепи, в свою очередь, подразделяются в зависимости от конструкции (формы) звеньев цепи: 1. роликовые цепи 2. втулочные цепи 3. зубчатые цепи

Цепи обоих групп (приводные и тяговые) стандартизированы ГОСТом. ГОСТ 13568-97 устанавливает технические условия для роликовых и втулочных цепей, а ГОСТ 13552-81 диктует технические условия для зубчатых цепей. Стандартизованы как тип цепи, так и их основные размеры и параметры. Более подробно о размерах цепей смотрите ГОСТ 13568-97 и ГОСТ 13552-81.

Основные параметры звездочек для цепей, а так же марки сталей используемых для их производства, стандартизированны ГОСТом 591-69.

В соответствии с ГОСТ 591-69 можно, например, рассчитать профиль зуба звездочки, однако следует заметить, что одним из основных параметров звездочек, а именно количество их зубьев, в госте не указано.

Данный параметр, можно примерно оценить опираясь на книгу «Детали машин» (авторы Н.Г.Куклина, Г.С. Куклина).

Примечание

Звездочки для приводных цепей могут иметь несколько рядов зубьев. Различают однорядные и многорядные приводные звездочки (последние нашли широкое применение в промышленных и строительных механизмах, а так же мощном гусеничном транспорте)

Число зубьев ведущей звездочки (для цепной передачи)

Число зубьев приводных звездочек является одним из основных факторов, который влияет на длительность службы приводной цепи механизма.

Для меньшей (ведущей) звездочки z1 количество зубьев зависит от передаточного числа и для зубчатой цепи может быть рассчитано по полуэмпирической формуле: Z1min = 35-2u (1) где u — передаточное число.

Число зубьев для меньшей звездочки с использованием роликовой цепи, может быть вычислено по формуле:

Z1min = 29-2u (2) где u — передаточное число.

Обе формулы используются для оценки минимального количество зубьев ведущей звездочки. Полученное значение Z1min — дает некоторую гарантию, что данная звездочка обеспечит максимальную плавность хода транспортного средства (мотобуксировщика или снегохода), а так же будет иметь минимальные габаритные размеры.

Обратите внимание

Следует отметить одно важное замечание: с уменьшением числа зубьев ведущей звездочки , плавность передачи транспортного средства так же снижается. Вторым отрицательным фактором уменьшения числа зубьев, является увеличение износа приводной цепи. .

Число зубьев ведомой звездочки

Число зубьев для большей (ведомой) звездочки Z2 зависимости от конструкции приводной цепи, установлены следующие рекомендации: 1. для втулочной цепи, число зубьев ведомой звездочки Z2 < 90 шт; 2. для роликовой цепи, число зубьев ведомой звездочки Z2 < 120 шт; 3. для зубчатой цепи, число зубьев ведомой звездочки Z2 < 140 шт;

Примечание

Предложенные цифры определяющие количество зубьев ведомой звездочки – носят рекомендательный характер и не являются догмой.

Влияние количество зубьев звездочек на передачу

При выбое звездочек для приводных цепей , в книге «Детали машин» авторов Н.Г.Куклина, Г.С.

Куклина, дается следующая важная рекомендация: При нечетном числе зубьев приводных звездочек и при четном числе звеньев цепи, приводная цепь будет изнашиваться равномерно.

Следует добавить, что данное утверждение носит эмпирический характер т.е. иными словами, данные рекомендации даны в соответствии с длительной практикой использования.

Оптимальное передаточное отношение

Передаточное отношение – это значение, которое получается при делении количество зубьев ведущей звёздочки на количество зубьев ведомой.

Данное число, часто, может быть указано в виде дроби, либо просто в виде отношения, например 33-14 или 26-11. Таким образом, например, для комплекта звездочек z=33 и z=14, передаточное отношение будет равно: u = 33/14= 2.

36 Для комплекта звездочек z=26 и z=14, передаточное отношение будет равно: u = 26/11=2.36

Примечание

1. Из вычислений ясно, что если при делении мы получаем значение больше единицы , то передача повышающего типа если меньше , то, соответственно понижающего типа.

2. Передаточные отношения для цепных передач лежат в некотором диапазоне (например от 2-6 и т.д.). При выборе передаточного соотношения, а так же при определении количества зубьев звездочек лучше всего отдавать предпочтение значениям близким к началу данного диапазона, то есть минимальным значениям.

Почему расчет звездочек для цепей расходится с практикой

Вернемся к нашему комплекту из двух звездочек z1=14 z2=33. Видно, что в малой, ведомой звездочке 14-зубьев, тогда как в большой 33.

Данные цифры не входят в тот диапазон которые нам диктует формулы 1 , но рекомендуемое число, не означает — обязательное. Ниже, на фотографиях представлен комплект из ведущих и ведомых звездочек, поставляемых нами.

Узнать стоимость и оформить заказ, можно в нашем КАТАЛОГЕ ЗВЕЗДОЧЕК ДЛЯ МОТОБУКСИРОВЩИКА.

количество зубьев: 14 шт.
расстояние: 12.7мм (ВОСХ.)
посадка: 25.0мм или 20.0мм
тип соединения: шпоночное
стоимость: 690руб.
Быстрый заказ количество зубьев: 33 шт.
расстояние: 12.7мм (ВОСХ.)
посадка: 25.0мм или 20.0мм
тип соединения: шпоночное
стоимость: 1050руб.
Быстрый заказ Комплект: Z 14 + Z 33
расстояние: 12.7мм (ВОСХ.)
посадки: 25.0мм или 20.0мм
тип соединения: шпоночное
стоимость: 1800 руб.
Быстрый заказ

Почему расчет расходится с практикой? Это обусловлено тем, что, например для мотобуксировщиков, часто требуется сделать передачу минимальных габаритов. При этом приходится смириться с уменьшением срока службы приводной цепи.

Таким образом, всегда необходимо искать некоторую середину. В цепной передаче при малом количестве зубьев звёздочек быстрее идет износ, что приводит к удлинению цепи.

При большом количестве зубьев звёздочки даже при незначительном удлинении цепи она выходит на вершины зубьев, повышая их износ, и может начать проскакивать.

Марка стали приводных звездочек

Звездочки для приводных цепей, являются ответственными деталями которые требуют повышенной прочности. Требования к материалу, из готорого изготовляют ведущие и ведомые звездочки, диктуется ГОСТом.

Чаще всего для выпуска звездочек применяются сталь конструкционная углеродистая качественная (марки 45, 40), а так же cталь конструкционная легированная (40Х). Стали подвергаются предварительной закалки до твердости HRC 40…50.

Используется также цементируемая сталь марок 20Х, 15,20, которая калится до твердости HRC 50…60. Для производства тех звездочек, которые используются в тихоходных передачах, используется модифицированный или серый чугун марок СЧ 20, СЧ 15.

На данный момент в промышленности и автомобильном строении используются специальные звездочки, которые имеют пластмассовыми зубчатыми венцами. Наличие подобных венцов, дает возможность снизить уровень шума, а так же уменьшить износ цепи.

Расчет цепной передачи

Опубликовано 23 Сен 2013Рубрика: Механика | 37 комментариев

В предлагаемой вашему вниманию статье представлена программа, выполняющая расчет цепной передачи с приводной роликовой цепью. Прочитав этот материал, вы познакомитесь с понятным, простым, пошаговым руководством по выполнению проектировочного расчета…

…цепной передачи. Передачи с зубчатыми и тяговыми пластинчатыми цепями рассматриваться в рамках этой статьи не будут.

Для подписчиков сайта в конце статьи размещена ссылка на скачивание рабочего файла с программой.

Если расчеты зубчатых передач, ременных в большой степени регламентированы ГОСТами, то расчет цепных, почему-то, ГОСТом никогда не регламентировался и выполнялся и выполняется по методикам различных авторов. Все корифеи «Деталей машин» — П. Ф. Дунаев, Д. Н. Решетов, А. А. Готовцев, И. П. Котенок, В. И. Анурьев, С. А.

Чернавский — «приложили руки» и головы к созданию алгоритмов расчетов цепных передач. На протяжении многих лет своей карьеры инженера-конструктора, выполняя расчеты цепных приводов, я руководствовался чаще всего материалами  В. И. Анурьева и С. А. Чернавского. Излагаемая далее методика базируется полностью на их материалах.

Цепная передача во многом схожа с ременной передачей, обе относятся к передачам с гибкой связью, но цепная обладает большей нагрузочной способностью при равных габаритах, является менее скоростной, более шумной и требует смазки.

Эти качества и определяют основное «место жительства» цепной передачи – после редуктора до вала рабочего органа. Широчайшее применение данный вид передач нашел в приводах рольгангов, конвейеров и самых разнообразных станков и машин.

Я предлагаю вам решение, требующее от вас пошагового движения по пунктам расчета и ответов на простые короткие вопросы.

При этом все необходимые формулы, материалы, таблицы и подсказки для ответов на эти вопросы размещены в примечаниях к ячейкам! То есть вам не нужно «лазить» по справочникам – все необходимое всегда будет у вас «под рукой»! Такой подход позволяет решать поставленные задачи за считанные минуты, увеличивая производительность труда в десятки раз!

Дляполученияинформации о выходе новых статейи длявозможности скачивать рабочие файлы программпрошу вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.

Введите адрес своей электронной почты, нажмите на кнопку «Получать анонсы статей»,подтвердитеподпискув письме, которое тут же придет к вам на указанную почту!

Цепная передача. Проектировочный расчет в Excel

Если на вашем компьютере нет программы MS Excel, то ее в данном случае можно полноценно заменить программой OOo Calc из пакета Open Office, который можно бесплатно скачать и установить.

Расчет будем делать для передачи с двумя звездочками, без специальных натяжных устройств. Схему роликовой цепной передачи вы видите на рисунке, расположенном чуть ниже. Начинаем работу — включаем Excel и открываем новый файл. Далее будет детально описан процесс создания программы расчета.

В ячейки со светло-бирюзовой заливкой будем писать исходные данные и данные, выбранные пользователем по таблицам или уточненные (принятые) расчетные данные. В ячейках со светло-желтой заливкой считываем результаты расчетов.

В ячейках с бледно-зеленой заливкой помещены мало подверженные изменениям исходные данные. Синий шрифт – это исходные данные, красный шрифт – это результаты расчетов, черный шрифт – промежуточные и не главные результаты.

Еще раз напоминаю, что в примечаниях ко всем ячейкам столбца D размещаем пояснения, как и откуда берутся или по каким формулам считаются все значения в таблице файла!!!

Исходные данные (блок 1):

• 1. Коэффициент полезного действия передачи КПД(это КПД цепной передачи и КПД двух пар подшипников качения) пишем
• в ячейку D2: 0,921
• 2. Предварительное значение передаточного числа передачи u' записываем
• в ячейку D3: 3,150
• Цепная передача должна проектироваться с передаточными числами желательно  не более 7, в особых случаях – не более 10.
• 3. Частоту вращения вала малой приводной звездочки n1 в  об/мин вводим
• в ячейку D4: 120,0
• Частота вращения быстроходного вала передачи не должна превышать значений, указанных в примечании к ячейке D4!
• 4. Номинальную мощность привода (мощность на валу меньшей звездочки) P1 в  КВт заносим
• в ячейку D5: 5,000

Расчет цепной передачи (блок 1):

1. 5.

    Определяем число зубьев ведущей малой звездочки z1

2. в ячейке D6: =ОКРВВЕРХ(31-2*D3;1)=25
3. z1=31-2*u’ с округлением в большую сторону до целого числа (желательно до нечетного, еще лучше до простого числа)
4. 6. Вычисляем вращательный момент на валу малой звездочки T1  в Н*м
5. в ячейке D7: =30*D5/(ПИ()*D4)*1000=397,9
6. T1=30*P1/(π*n1)
7. 7. Определяем число зубьев ведомой большой звездочки z2
8. в ячейке D8: =ОКРУГЛ(D3*D6;0)=79
9. z2=z1*u’ с округлением до целого числа
10. Число зубьев большой звездочки не должно превышать 120!
11. 8.Уточняем окончательное передаточное число передачиu
12. в ячейке D9: =D8/D6=3,160
13. u=z2/z1
14. 9.Рассчитываем отклонение передаточного числа окончательного от предварительного delta в %
15. в ячейке D10: =(D9-D3)/D3*100=0,32
16. delta=(u—u’)/u’
17. Отклонение передаточного числа желательно не должно превышать 3% по модулю!
18. 10.Частоту вращения вала большой звездочки n2 в об/мин  считаем
19. в ячейке D11: =D4/D9=38,0
20. n2=n1/u
21. 11. Мощность на валу большой звездочки P2 в  КВт определяем
22. в ячейке D12: =D5*D2=4,606
23. P2=P1*КПД
24. 12. Вычисляем вращательный момент на валу большой звездочки T2  в Н*м
25. в ячейке D13: =30*D12/(ПИ()*D11)*1000=1158,4
26. T2=30*P2/(3,14*n2)
27. 

Исходные данные (блок 2):

• Все значения коэффициентов в этом блоке назначаем в соответствии с рекомендациями, приведенными в примечаниях к соответствующим ячейкам.
• 13. Назначаем динамический коэффициент kд  и записываем
• в ячейку D14: 1,00
• 14. Выбираем коэффициент межосевого расстояния передачи kа  и записываем
• в ячейку D15: 1,00
• 15. Назначаем коэффициент наклона оси передачи к горизонту kн  и записываем
• в ячейку D16: 1,00
• 16. Назначаем коэффициент регулировки натяжения цепи kр  и записываем
• в ячейку D17: 1,25
• 17. Выбираем коэффициент способа смазки цепи kсм  и записываем
• в ячейку D18: 1,40
• 18. Выбираем коэффициент периодичности работы передачи kп  и записываем
• в ячейку D19: 1,25

Расчет цепной передачи (блок 2):

1. 19.

    Вычисляем коэффициент условий эксплуатации передачи kэ

2. в ячейке D20: =D14*D15*D16*D17*D18*D19 =2,19
3. kэ =kд*kа*kн*kр*kсм*kп
4. Далее пользователь работает с программой по циклу в диалоговом режиме.
5. 20. Задаемся числом рядов цепи m и заносим
6. в ячейку D21: 1
7. 21. Принимаем предварительно допускаемое давление в шарнирах цепи (при z1=17) [p’] в МПа
8. в ячейке D22: 27,0
9. Это примерно среднее значение при n1=120 об/мин по таблице в примечании к ячейке D22.
10. 22. Вычисляем допускаемое давление в шарнирах цепи (при z1=25) [p] в МПа
11. в ячейке D23: =ЕСЛИ(D21=1;D22*(1+0,01*(D6-17));D22*(1+0,01*(D6-17))*0,85)=29,2
12. при m=1: [p]=[p']*(1+0,01*(z1-17))
13. при m=2: [p]=[p']*(1+0,01*(z1-17))*0,85
14. 23. Определяем расчетный минимальный шаг цепи t’ в мм
15. в ячейке D24: =2,8*(D7*1000*D20/D6/D21/D23)^(1/3)=29,704
16. t'=2,8*(T1*kэ/(z1*[p]*m))^(1/3)
17. 24. Выбираем из стандартного ряда, приведенного в примечании к ячейке D25, ближайшее большее от расчетного значение шага цепи t в мм и записываем
18. в ячейку D25: 31,750

21/2. Возвращаемся к п.21 и записываем уточненное для выбранного шага цепи t=31.750 мм допускаемое давление в шарнирах цепи (при z1=17) [p’] в МПа

• в ячейку D22: 26,0
• 22/2. Считываем новое значение допускаемого давления в шарнирах цепи (при z1=25) [p] в МПа
• в ячейке D23: =ЕСЛИ(D21=1;D22*(1+0,01*(D6-17));D22*(1+0,01*(D6-17))*0,85)=28,1
• 23/2. Считываем новое значение расчетного минимального шага цепи t’ в мм
• в ячейке D24: =2,8*(D7*1000*D20/D6/D21/D23)^(1/3)=30,080

Выбранный нами в п.24 шаг цепи t остался больше расчетного значения t’. Это хорошо, иначе нам пришлось бы выбирать из стандартного ряда новое большее значение шага цепи tи  повторять возврат к п.21.

1. 25. По выбранному шагу определяем из таблицы примечания к ячейке D26 площадь проекции шарнира цепи A в мм2 и записываем
2. в ячейку D26: 262
3. 26. Рассчитываем линейную скорость цепи v в м/с
4. в ячейке D27: =D6*D25*D4/60000=1,6
5. v=z1*t*n1/60000
6. Линейная скорость цепи желательно не должна превышать 7 м/с для открытых передач!
7. 27. Окружную силу Ft в Н считаем
8. в ячейке D28: =D5*1000/D27=3149,6
9. Ft=P1*1000/v
10. 28. Определяем расчетное давление в шарнирах цепи p в МПа
11. в ячейке D29: =D28*D20/D26=26,3
12. p=Ft*kэ/A
13. 29. На этом шаге программа сравнивает расчетное давление в шарнирах цепи pс допускаемым давлением [p] и выдает резюме

в объединенной ячейке B30C30D30E30: =ЕСЛИ(E29

8 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 = uЦП= 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]:

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

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

Определим Z/1 – предварительное число зубьев ведущей звездочки

(43) Полученное предварительное значениеZ/1 округляют до целого нечетного числа, что в сочетании с нечетным числом зубьев ведомой звездочки Z2 и четным числом звеньев цепи Lt 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)

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

	0,1	0,4	1	2	4	6	8	10
[p], Н/мм2	32	28	25	21	17	14	12	10

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
Динамичностьнагрузки	РавномернаяПеременная	КД	11,2…1,5
Регулировка натяжения цепи	Опорами Натяжными звездочками Нерегулируемые	КРЕГ	1 0,8 1,25
Положениепередачи	Наклон линии центров звездочек к горизонту: угол   600 угол   600	К	11,25
Способсмазывания	Непрерывный Капельный Периодический	КС	0,8 1 1,5
Режимработы	Односменная Двухсменная Трехсменная	КР	1 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

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