Передача винт-гайка. Практический расчет цепной передачи

Практический расчет цепной передачи

Неравномерность движения и колебания цепи

Усилия, действующие в цепной передаче

Силовая схема аналогична силовой схеме ременной передачи. При

передаче механической энергии с одного вала на другой ветви передачи получают натяжение. По той же аналогии имеем:

Ft = F1–F2,

где Ft– окружное усилие; F1,F2 – натяжения ведущей и ведомой

ветвей.

Для цепной передачи сила предварительного натяжения F0 не имеет такого решающего значения, как для обычной ременной передачи и определяется как натяжение от силы тяжести свободной ветви цепи.

Для скоростей

v £ 10

м/с можно принять, что F1» Ft; F2 = 0.

Нагрузка на валы цепной передачи при средних скоростях

движения цепи (v < 15 м/с):

Fr = k × Ft, где

k= 1,15 – для горизонтальной передачи;

k= 1,05 – для вертикальной передачи;

k= 1,10 – для наклонной передачи под острым углом.

При высоких скоростях движения цепи возникает значимое натяжение от центробежных сил, которое необходимо учитывать.

При работе цепной передачи движение цепи определяется

движением шарнира звена, вошедшим последним в зацепление с ведущей звездочкой. Каждое звено ведет цепь при повороте звездочки на один угловой шаг, а потом уступает место следующему звену. В связи с этим скорость цепи при равномерном вращении звездочки непостоянна. Изменения скорости достигают 1…2% и являются причиной дополнительных динамических нагрузок, колебаний ветвей цепи и неравномерности хода передачи. Равномерность тем выше, чем больше число зубьев звездочек.

При входе в зацепление новых звеньев происходят удары звеньев

цепи о зубья звездочек. Последовательные удары сопровождаются шумом передачи и являются одной из причин разрушения шарниров цепи и зубьев звездочек.

Практический расчет цепной передачи сводится к тому, чтобы по

заданным Р, n1 и i определить шаг цепи, число зубьев звездочек и межосевое расстояние а.

Стандартные цепи построены так, что с увеличением шага цепи

увеличиваются ее статическая прочность и нагрузочная способность по давлению в шарнирах. Таким образом, шаг цепи связан с нагрузкой передачи. После определения расчетной мощности для проектируемой передачи назначают шаг цепи, отвечающий этой нагрузке. Если однорядная цепь недостаточна или имеет слишком большой шаг, то применяют многорядную цепь.

Параметрами оптимизации для цепной передачи являются:

· тип цепи;

· число рядов цепи;

· число зубьев звездочек:

· шаг цепи;

· межосевое расстояние.

Данная передача преобразует вращательное движение в поступательное. Широко используется для исполнительных органов

рабочих машин, особенно станков, выполняются 2-х видов:

· передачи скольжения;

· передачи качения.

В станках передачи получили название «ходовые винт-гайка».

Передачи скольжения

Передачи скольжения сохраняют применение благодаря простоте конструкции. КПД передачи невысок и определяется по формуле

h =

tqg

tq (g + j)

£0,7. Передаточное отношение

p × d м

=

i

Р 1

, где Р 1 –

ход винта (шаг). Осевая сила ходового винта связана с окружной

силой на маховичке соотношением:

Fa = Ft × i × h

Для передачи важно малое трение, поэтому для винтов применяется резьба с малыми углами профиля: трапецеидальная и, реже, прямоугольная и упорная.

 

Материалы валов должны обладать высокой износостойкостью при хорошей обрабатываемости:

· Сталь 45, 50 или сталь А45, А50 (с содержанием 0,15…0,5% свинца), У10А– не подвергаемые закалке.

· Сталь 65Г, 40Х и др. –

подвергаемые закалке.

· Сталь 40ХФА, 18ХГТ и др.(для ходовых винтов металлорежущих станков) – азотируемые.

Материалы гаек скольжения:

· Бронзы оловянные ОФ10-1 и др.

· Цинковый сплав ЦАМ 10-5

· Антифрикционный чугун (при малых скоростях и нагрузках).

Для обеспечения долговечности винтов необходима их хорошая защита от загрязнений (цилиндрические гармоники, телескопические

трубы, витая металлическая лента).

Основной причиной выхода из строя передач винт-гайка является

износ. Нужно ограничивать среднее давление в резьбе.

p = £

Fa

p × d 2× h × z

[ p ]

или

s см = Fa £[ s см], где

p × d × h × z

2

Fa - расчетная осевая сила; d2 – средний диаметр резьбы; h –

рабочая высота профиля; z – число витков на длине (высоте) гайки:

z = H / P 1

Для трапецеидальной и прямоугольной резьбы находят диаметр резьбы d2.

h = 0.5 × P 1. Расчетом

d 2 =

Fa

p ×[ s см ]× yH × yh,

где ψН = Н/ d2 = 1,2…2,5, ψh = h/P1 = 0,5…0,75.

·	Закаленная сталь - бронза	[ s см]=10…15 МП
·	Незакаленная сталь – бронза	[ s см]=7…8 МПа;
·	Незакаленная сталь – чугун	[ s см]=5 МПа.

Допускаемое давление (напряжение [ s см]) в резьбе:

а;

После расчета d2 его значение согласуют со стандартом.

Винты, которые работают на сжатие, например винты домкратов,

проверяют на прочность и устойчивость (на продольный изгиб).

Дата добавления: 2014-01-20