1. Slon7.to
  2. Расчёты передач
  3. Подбор цепной передачи

Slon7: подбор цепной передачи по нагрузке

Введите мощность или момент на ведущем валу и условия работы. Калькулятор выберет шаг роликовой цепи ПР по ГОСТ 13568-97, проверит давление в шарнирах, частоту вращения и запас прочности, а затем соберёт комплект: цепь, две звёздочки и число звеньев.

Условия работы, коэффициенты Kэ
ПР-31,75-89шаг 31,75 мм · Kэ 2,34 · комплект ниже

Спецификация привода

Комплект цепной передачи от Slon7.to

Конструктор собирает то, что уходит в заявку снабженцу: обозначение цепи, звёздочки по числу зубьев и делительному диаметру, длину в звеньях. Межосевое расстояние сразу уменьшено на 0,4% под провисание ведомой ветви.

    • Цепь по ГОСТ 13568-97—
    • Момент T1 / окружная сила Ft—
    • Ведущая звёздочка: z1, делительный диаметр—
    • Ведомая звёздочка: z2, делительный диаметр—
    • Число звеньев Lt / межосевое a—
    • Скорость цепи v—
    • Давление в шарнирах p / допускаемое [p]—
    • Запас прочности s / нормативный [s]—
    • Натяжение и смазка—

    Где расчёт цепи заканчивается: предосторожности до монтажа

    • Открытая ветвь цепи затягивает рукав и перчатку быстрее, чем срабатывает рефлекс. Кожух ставится на любую передачу, даже при скорости 0,5 м/с.
    • Натяжение, замена звена и смазка — только на остановленном приводе с отключённым и заблокированным пуском, с табличкой на пускателе.
    • Выше 7 м/с открытая передача бьёт и шумит; при 12–15 м/с её закрывают в картер с масляной ванной.
    • Ударные пуски под грузом рвут цепь на первом натянутом участке после ведущей звёздочки. Предохранительная муфта или плавный пуск дешевле простоя.

    Остановитесь и привлеките инженера-механика, если цепь поднимает или удерживает груз: лебёдка, подъёмник, ворота, привод с людьми под нагрузкой. Такие узлы проектируют по требованиям Ростехнадзора к подъёмным сооружениям, и расчёт на износ шарниров там недостаточен.

    Формула шага цепи ПР: как считает Slon7

    Сам расчёт цепных передач ГОСТом не регламентирован. Калькулятор идёт по методике Чернавского и Анурьева: главный критерий — износостойкость шарнира, прочность проверяется вторым условием.

    1. Момент на малой звёздочке из мощности. T1 = 9550 · P / n1, Н·м
    2. Число зубьев малой звёздочки z1 = 29 − 2u, не меньше 13 и лучше нечётное; ведомой z2 = z1·u, не больше 120, иначе вытянутая цепь соскочит.
    3. Коэффициент эксплуатации — произведение шести поправок. Kэ = kд · kа · kн · kр · kсм · kп
    4. Шаг из условия износостойкости, момент в Н·мм, [p] в МПа, m — число рядов. t ≥ 2,8 · ∛( T1 · Kэ / (z1 · [p] · m) )
    5. Округление до ближайшего большего шага: 12,7; 15,875; 19,05; 25,4; 31,75; 38,1; 44,45; 50,8 мм. Для нового шага [p] берётся заново, и расчёт повторяется.
    6. Проверка давления p = Ft · Kэ / A ≤ [p] и частоты n1 не выше предельной: от 1250 об/мин для 12,7 мм до 300 об/мин для 50,8 мм.
    7. Геометрия: a = 40t в диапазоне 30–50t, число звеньев округляется до чётного, межосевое уточняется и уменьшается на 0,2–0,4%.
    8. Прочность: s = Q / (Ft·kд + q·v² + 9,81·kf·q·a) ≥ [s], где [s] для нормальной серии лежит в пределах 7–15 и растёт с оборотами.
    Шесть множителей коэффициента эксплуатации цепи Kэ kд нагрузка1,0 спокойная · до 1,5–1,8 удары kа межосевое1,25 при a < 25t · 1,0 при 30–50t kн наклон1,0 до 60° · 1,25 свыше 60° kр натяжение kсм смазка kп смены

    Коэффициент эксплуатации Kэ цепной передачи

    Справа на схеме — то, что меняется на объекте без переделки привода. Натяжение: 1,0 при передвижной опоре, 1,1 с натяжной звёздочкой, 1,25 без регулировки. Смазка: 0,8 в картере, 1,0 капельная, 1,5 периодическая кистью.

    Самый дорогой множитель — kп: третья смена даёт 1,5 и по кубическому корню поднимает шаг примерно на 14%. На двухсменном конвейере с периодической смазкой Kэ легко доходит до 2,2–2,4.

    Допускаемое давление [p] в шарнирах роликовой цепи

    Значения при z1 = 17 для однорядной цепи. Чем крупнее шаг и выше обороты малой звёздочки, тем быстрее падает [p] — поэтому тяжёлую цепь не ставят на быстроходный вал.

    Шаг 12,7–15,875 мм

    35 → 16 МПа

    От 50 до 2000 об/мин; при 800 об/мин остаётся 24 МПа.

    Шаг 19,05–25,4 мм

    35 → 15 МПа

    Предел 1600 об/мин; при 600 об/мин — 23 МПа.

    Шаг 31,75–38,1 мм

    35 → 15 МПа

    Уже при 1200 об/мин давление на нижней границе; при 400 об/мин — 24 МПа.

    Шаг 44,45–50,8 мм

    35 → 15 МПа

    Рабочая зона до 800 об/мин; при 600 об/мин — 17 МПа.

    Поправка на зубья

    +1% за зуб

    Каждый зуб малой звёздочки сверх 17 повышает [p]: при z1 = 25 множитель 1,08.

    Двух- и трёхрядная

    −15%

    Нагрузка между рядами делится неравномерно, поэтому табличное [p] снижают.

    Три расчёта цепной передачи на реальных приводах

    Скребковый транспортёр

    10 кВт, n1 = 360 об/мин, n2 = 115 об/мин, наклон 45°, одна смена, смазка периодическая.
    Предварительно [p] = 20 МПа, расчётный шаг ложится на ПР-31,75-89, q = 3,8 кг/м. Предел для шага — 630 об/мин, 360 проходит; a = 40t, запас по разрыву выше нормы 10 в несколько раз.

    Конвейер после редуктора

    5 кВт, 120 об/мин, u = 3,15, z1 выбран 25, Kэ = 2,19, одна цепь.
    T1 = 397,9 Н·м, расчётный шаг 29,7 мм, принят 31,75 мм. z2 = 79, v = 1,6 м/с, Ft ≈ 3150 Н, 118 звеньев, a ≈ 1007 мм, звёздочки 253 и 799 мм.

    Мотоцикл, цепь 520

    Шаг 15,875 мм, звёзды 13/42, 106 звеньев; вопрос — можно ли укоротить.
    Межосевое около 616 мм. Укорочение до 100 звеньев даёт 609 мм и меняет только межосевое. Растянутую цепь так не спасают: шаг уже не совпадает со звездой.

    Ошибки при подборе цепи по нагрузке

    Счёт на разрыв вместо износа

    Цепь с запасом 25 по разрыву вытягивается за сезон, если давление в шарнире выше [p]. Первым считают износ.

    Передаточное 6 на 30 об/мин

    На тихоходном валу при 4 кВт выходит шаг 44,45 мм и ведомая звезда 1152 мм. Делите передачу: u до 7, лучше 2–4.

    Звёздочка на 11 зубьев

    Малое z1 даёт многоугольный эффект: скорость цепи плавает, растут удары. При рекомендованных z колебания 1–2%.

    Нечётная длина цепи

    Переходное звено с изогнутыми пластинами — слабое место. Под чётное число звеньев подгоняют межосевое.

    Путаница 9550 и 30000/π

    Разница 0,01%: 30000/π = 9549,3. Если мотор-редуктор вышел мощнее, ошибка в единицах, а не в формуле.

    Натяжка до упора

    Натяжитель в крайнем положении — признак износа. Подтягивание растянутой цепи ускоряет износ зубьев.

    Ресурс цепи ПР: от нового шага до замены

    Измеряйте базу 10–20 звеньев в натянутом состоянии и записывайте в журнал: удлинение растёт раньше, чем появляются шум и рывки.

    1. 0%Новая цепь; шаг измеряют под нагрузкой 0,01 от разрушающей.
    2. 10–15 тыс. чБазовый срок службы, на который рассчитано условие износостойкости.
    3. 1%Порог для лёгких цепей шага 12,7 мм: велосипед, мопед, питбайк.
    4. 2–3%Промышленный порог замены на конвейерах и приводах.
    5. > 3%Зацепление нарушено; цепь и заострённые звёздочки меняют парой.

    Роликовые цепи ПР по ГОСТ 13568-97: что стоит за обозначением

    Запись ПР-12,7-18,2 читается слева направо: приводная роликовая, шаг 12,7 мм, разрушающая нагрузка 18,2 кН. Цифра перед буквами — число рядов, как в 2ПР-25,4-114. Калькулятор Slon7 to выдаёт именно такую строку, её можно вставлять в заявку без правок.

    Ряд однорядных цепей и разрушающая нагрузка

    • 12,7 мм — 18,2 кН, 0,65 кг/м, площадь шарнира 39,6 мм²;
    • 19,05 мм — 31,8 кН, 1,5 кг/м, 105,8 мм²;
    • 25,4 мм — 60 кН, 2,6 кг/м, 179,7 мм²;
    • 31,75 мм — 89 кН, 3,8 кг/м, 262 мм²;
    • 50,8 мм — 227 кН, 9,7 кг/м, 646 мм².

    Когда цепная передача, а когда ремень

    Цепь берут там, где ремень проскальзывает или не влезает по ширине: до 100 кВт, до 15 м/с, передаточное до 7 и межосевое до 8 м при КПД 0,94–0,97. Типичное место — после редуктора на вал рольганга, конвейера или сельхозмашины. Плата за это — шум, вытяжка шага и обязательная смазка.

    Однорядная или многорядная цепь

    Вторая рядность почти удваивает разрыв, но [p] снижается на 15%, а звёздочка становится шире и дороже. Если Slon7to показывает, что однорядная не проходит, сначала попробуйте больше зубьев на малой звёздочке, затем следующий шаг, и только потом 2ПР.

    Вопросы о подборе цепи в Slon7