Как рассчитать передаточное число цепной передачи на мотособаку

Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода) (Страница 1 из 25)

V= N*a*h*60/ (1000*n),км /час,
где:
V-скорость ,км/час;
a—количество зубов на ведущей звезде гусеницы (для Бурановской гусеницы a=9);
h-шаг гусеницы (для бурановской гусеницы h=0,0505 м);
n-полное передаточное отношение трансмиссии ;
60 и 1000-размерные коэффициенты.
ПРИМЕР.
1. Рассчитать макс. скорость снежика с редуктором (ПО=2) и звездочками 11 и 36.
1.1. ПО цепной передачи=36:11=3,27
1.2.Общее ПО=2*3,27=6,54
1.3.Макс. скорость равна:

V= 3600*9*0,0505*60/ (1000*6,54) =15 км /час,
Задавая другие обороты или другое ПО ,получите скорость при этих оборотах и другом ПО.

Аналогично проводится расчет при вариаторной трансмиссии.Если надо покажу,а также расчет максимальной силы тяги и расчет ПО для макс. тяги.

2 Ответ от Карлсон 12-11-2015 14:14

Откуда: Комсомольск на Амуре
Зарегистрирован: 09-10-2015
Сообщений: 86

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

А можете показать расчет скорости и тяги, если известно, что — Двигатель 15 л/с., вариатор — Сафари, звездочки 9 и 30, цепь — ИЖ.

3 Ответ от sibir 12-11-2015 17:20 (12-11-2015 17:22 отредактировано sibir)

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Добрый вечер,Карлсон! Давай попробуем посчитать.
1.Расчет макс скорости.
Исходные данные:
ПО вариатора Сафари по разным данным колеблется в диапазоне от (0,8-3,2) до (1,0-3,0). Все расчеты желательно делать "в запас",поэтому принимаем диапазон (1,0-3,0).
ПО цепной передачи =30/9=3,33.
Общее минимальное ПО=1,0*3,33=3,33.
Расчет макс. скорости:
V= 3600*9*0,0505*60/ (1000*3,33) =29,5 км /час.

2. Расчет макс.силы тяги.
Исходные данные:
Макс. крутящий момент двигателя 26Нм или 2,65кГм (по разным данным от 26 до 28. Берем минимальный-опять-же в запас)
Макс. ПО=3,0*3,33=9,99.
Эффективный радиус бурановской звездочки=9*0,0505/(3,14*2)=0,0724 м.
Расчет:
а) Макс. крутящий момент на звездочке=2,65*9,99=26,47кГм.
б) Макс. сила тяги=26,47/0,0724=365,6 кГс.
в) Макс. скорость при макс. тяге
V= 2500*9*0,0505*60/ (1000*9,99) =6,8 км /час

ВЫВОД: Тяга огромная.Если тебя устраивает макс .скорость без особого груза в 30 км/час и скорость с о-о-чень большим грузом около 7 км/час,то не надо никаких дополнительных коробок передач.
Привет от Малыша

4 Ответ от Карлсон 13-11-2015 15:49

Откуда: Комсомольск на Амуре
Зарегистрирован: 09-10-2015
Сообщений: 86

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Спасибо за расчет. Понять одно не могу, почему вы берете обороты 3600 и 2500?
П.С. Карлсон, потому что увлекаюсь полетами на параплане как в свободном полете, так и с моторчиком.

5 Ответ от sibir 13-11-2015 19:36

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Спасибо за расчет. Понять одно не могу, почему вы берете обороты 3600 и 2500?
П.С. Карлсон, потому что увлекаюсь полетами на параплане как в свободном полете, так и с моторчиком.

Тоже увлекался полетами на мотодельтаплане (ох,и давно же это было)!
На наших моторах :
обороты 3600 соответствуют макс. мощности;
обороты 2500 соответствуют макс. крутящему моменту.

Удачи тебе.

6 Ответ от евгеха 14-11-2015 12:23

Откуда: Нарва-Эстония/Пошехонье-Россия
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,717

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Васильевич
СПАСИБО.
..по второму пункту не догонял немного, теперь всё понятно
..как бы ещё применить расчёты к ОООЧЕНЬ большому грузу возьмём хотя бы так
100кг букс+ 100кг водитель
100гк букс +100кг водитель + 400кг пассажиры/груз ..условия применять не будем, возьмём дорогу т.е нормальные

7 Ответ от Alex 74 14-11-2015 13:41

Откуда: Вологодская обл
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 5,115

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

обороты 3600 соответствуют макс. мощности;

При условии что они ограничены именно до 3600.При снятии ограничения,кривая какое-то время ещё растёт.Оффициальных данных нет,так-как изготовитель ограничил обороты именно на 3600.При снятии ограничения оборотов,картина изменится.Но без стенда это не узнать.

8 Ответ от sibir 15-11-2015 10:59 (15-11-2015 11:04 отредактировано sibir)

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Всем привет!
Правильный вопрос задал (самый сложный и «скользкий»). Сформулирую его так.

Какой макс. вес прицепа,если известен вес букса и тяга двигателя ?

9 Ответ от mehatronik-1968 15-11-2015 11:47 (15-11-2015 11:48 отредактировано mehatronik-1968)

Откуда: Пермский край. Горнозаводск.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 7,939

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Уже не могу найти информацию по замерам оборотов двигателей. Проверял тахометром на девятке и тринадцати сильном. Давненько уже дело было. Так вот оборотов в 3600 я не нашел. Все крутится в районе 3800.

10 Ответ от sibir 15-11-2015 11:59

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Уже не могу найти информацию по замерам оборотов двигателей. Проверял тахометром на девятке и тринадцати сильном. Давненько уже дело было. Так вот оборотов в 3600 я не нашел. Все крутится в районе 3800.

И это идет в "запас".

Если предыдущие расчеты не вызывают сомнения ,то последующий -это мое видение вопроса. Желательно поспорить,но обоснованно.
Небольшая преамбула,чтобы разобраться в терминах , понятиях и обозначениях.
1. Сила тяги ,рассчитанная в предыдущем посту,на самом деле силой тяги НЕ является.Это сила,которую может развить двигатель,и она не тянет букс.Обозначим ее: Fд-сила двигателя,кГс.
2. Реальная сила тяги ( F ) возникает при контакте гусеницы с поверхностью и является одной из составляющих сил .
а) движение по горизонтали:
F-сила тяги;
mg-вес букса;
N-реакция опоры;
Fтр- сила трения (сцепления ) букса с дорогой;
k1-коэффициент трения (сцепления) гусеницы и дороги.

По условиям задачи:
1. Движение равномерное по горизонтали.
2. Условия нормальные-принимаем «запорошенная снежная дорога»

Формула для равномерного движения:
F = Fтр = k 1* mg
При движении с прицепом появится еще одна сила-сопротивление прицепа:
F пр= k 2* Mg
k 2-коэффициент трения волокуши и снега;
Mg-вес прицепа.
Общая формула: F = Fтр+ F пр = k 1* mg + k 2* Mg

А теперь самое интересное! Какому условию соответствует макс. вес прицепа (величина Mg).
Очевидно,что моменту начала пробуксовки.
Пробуксовка будет при нулевой силе тяги,т.е.когда силы сопротивления сравняются с силой тяги (букс остановился и гусеницы беспомощно крутятся).
Значит: Fтр= F пр или k 1* mg = k 2* Mg
Отсюда:
Mg= k 1* mg / k 2
Осталось определить значения коэффициентов,а это и есть самая «скользкая» часть расчета.
Продолжение следует .

11 Ответ от mehatronik-1968 15-11-2015 12:22

Откуда: Пермский край. Горнозаводск.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 7,939

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Осталось определить значения коэффициентов

Их не определить никогда. Для разных условий, они будут разными. Придется снимать динамометром тягу на срыв саней с места, тягу при равномерном движении. В зависимости от загрузки саней, плотности снега, различном скольжении, у всех будут совершенно разные показатели. Трудно измерить лобовое сопротивление буксировщика, это-же сопротивление для него и и саней на разных режимах скорости. Вот в этом месте и заканчивается теория, начинается индивидуальная практика, которую не прибить к расчетам для общего пользования.

12 Ответ от mehatronik-1968 15-11-2015 12:28

Откуда: Пермский край. Горнозаводск.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 7,939

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

При снятии ограничения,кривая какое-то время ещё растёт.Оффициальных данных нет,так-как изготовитель ограничил обороты именно на 3600

Нет Александр, это пик мощности. Далее, мощностная характеристика крутопадающая. Я где-то видел и другой график, за пределами 3600 об/м.

13 Ответ от sibir 15-11-2015 13:33

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Осталось определить значения коэффициентов

Александр! Все правильно говоришь! Но существуют еще "ОЦЕНОЧНЫЕ" расчеты, метод "экспертных" оценок ,расчет в "запас"(прошу не путать с гаданием на кофейной гуще). Я веду расчет "в запас".Он даст минимальную величину веса.

Коэф. k1 может колебаться в широких пределах -от 0,5 до 1,0.Принимаем -0,5 .
Коэф. k2 чисто для полиэтилена по снегу тоже меняется от 0,02 до 0,2. Принимаем -0,2
Эти условия гарантируют оценку макс. веса по нижней границе (т.е. в запас).

Считаем:
Макс. вес прицепа при горизонтальном равномерном движении =0,5*100/0,2=250 кГ.
Любопытный вывод. Чтобы оценить макс. вес прицепа надо просто вес букса умножить на 2,5.
Какая сила тяги нужна для такого веса?
F=0,5*100+0,2*250= 100 кГс. Двигатель может выдать на звездочке – 360 кГс. Другими словами движок 15 л.с. с вышеуказанной трансмиссией легко обеспечит нужную тягу,вплоть до пробуксовки. Запас силы двигателя нужен при страгивании (когда сопротивление значительно выше) и при движении в горку.
Это тоже можно посчитать-какой макс. угол подъема для такого букса?
А вот 500 кГ такой легкий букс не потянет. Надо увеличить вес букса,чтобы гусеница не срывалась в пробуксовку.
Для проверки: в теме "Разгуляй " было фото ( Жаль,что все пропало ) ,где снежик тащит караван с 7 рыбаками +водитель,т.е. вес прицепа примерно =90*7=630 кГ.
Прикинем грубо: вес снежика с водителем около 250 кГ. Макс. вес прицепа=250*2,5=625 кГ
СХОДИТСЯ,ОДНАКО .

подсобите с расчетами

Парни, что-то я совсем начинаю забывать былое. Очень давно не приходилось проводить предварительные расчеты, а сейчас решил прикинуть… и одолели сомнения. Задача- расчитать примерные передаточные числа для будущего трайка. Итак, имеем привод от Лифана на кпп Урал ремнями, через промвал. Привод от кпп на мост- цепной, тоже через промвал. Почему так- не спрашивайте))), другие варианты советовать тоже не надо. Исходя из этого, для понимания будущей скорости агрегата, а значит и тяговой мощности, нужно прикинуть передаточные числа
1. При ременной передаче, по-моему достаточно сравнивать диаметры шкивов? И как посчитать число промежуточного вала, на котором жестко сидят шкивы? Кажись ведь тоже просто отношение диаметров? И общее число передачи с промвалом, будет отношение диаметров первой пары шкивов+ отношение диаметров на промвале+ отношение диаметров второй пары. Так? Или я совсем все забыл?
2. Все тоже самое, но с цепями. Отношение количества зубов звездочек в паре? И промвал тоже аналогично? Следовательно полное число цепного редуктора будет так же, отношение зубов звездочек в первой цепи+ отношение на промвале+ отношение во второй цепи?
3.Для расчета скорости при увеличении диаметра колес, можно так же, приблизительно, использовать именно только диаметр, чтоб не заморачиваться с длиной окружности и прочими формулами… Для примера, если вместо штатных 185х65х14 использовать 255х65х17.
Может кто-то подсказать\напомнить?

п.с. Пожалуй немного уточню, для облегчения понимания. По цепной передаче. Если на кпп звездочка 13 зубов, с нее на 15 на промвалу. С 15 на валу жестко стоит другая с 13 зубьями, и с нее на 18 зубую, на редукторе моста. Какое число передачи получается от кпп до моста?
п.с.2 Или общее число считается умножением, а не сложением?

Расчет цепной передачи

При конструировании багги или квадроцикла часто применяют цепной привод. Рассчитать передаточное отношение цепной передачи несложно, но зачем считать, если есть готовая таблица?

В таблицеуказано передаточное отношение при использовании различных заезд на ведущей и ведомой оси.

При расчете необходимо помнить, что если используется несколько редукторов, то чтобы получить результирующее передаточное отношение, надо перемножить передаточные отношения всех редукторов.

Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода) (Страница 1 из 25)

2 Ответ от Карлсон 12-11-2015 14:14

Откуда: Комсомольск на Амуре
Зарегистрирован: 09-10-2015
Сообщений: 86

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

3 Ответ от sibir 12-11-2015 17:20 (12-11-2015 17:22 отредактировано sibir)

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

4 Ответ от Карлсон 13-11-2015 15:49

Откуда: Комсомольск на Амуре
Зарегистрирован: 09-10-2015
Сообщений: 86

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

5 Ответ от sibir 13-11-2015 19:36

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Спасибо за расчет. Понять одно не могу, почему вы берете обороты 3600 и 2500?
П.С. Карлсон, потому что увлекаюсь полетами на параплане как в свободном полете, так и с моторчиком.

6 Ответ от евгеха 14-11-2015 12:23

Откуда: Нарва-Эстония/Пошехонье-Россия
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,718

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

7 Ответ от Alex 74 14-11-2015 13:41

Откуда: Вологодская обл
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 5,136

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

обороты 3600 соответствуют макс. мощности;

8 Ответ от sibir 15-11-2015 10:59 (15-11-2015 11:04 отредактировано sibir)

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Всем привет!
Правильный вопрос задал (самый сложный и «скользкий»). Сформулирую его так.

Какой макс. вес прицепа,если известен вес букса и тяга двигателя ?

9 Ответ от mehatronik-1968 15-11-2015 11:47 (15-11-2015 11:48 отредактировано mehatronik-1968)

Откуда: Пермский край. Горнозаводск.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 7,939

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

10 Ответ от sibir 15-11-2015 11:59

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Уже не могу найти информацию по замерам оборотов двигателей. Проверял тахометром на девятке и тринадцати сильном. Давненько уже дело было. Так вот оборотов в 3600 я не нашел. Все крутится в районе 3800.

И это идет в "запас".

11 Ответ от mehatronik-1968 15-11-2015 12:22

Откуда: Пермский край. Горнозаводск.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 7,939

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Осталось определить значения коэффициентов

12 Ответ от mehatronik-1968 15-11-2015 12:28

Откуда: Пермский край. Горнозаводск.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 7,939

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

При снятии ограничения,кривая какое-то время ещё растёт.Оффициальных данных нет,так-как изготовитель ограничил обороты именно на 3600

13 Ответ от sibir 15-11-2015 13:33

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Осталось определить значения коэффициентов

Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода) (Страница 1 из 25)

2 Ответ от Карлсон 12-11-2015 14:14

Откуда: Комсомольск на Амуре
Зарегистрирован: 09-10-2015
Сообщений: 86

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Читать:

Электросамокат для чего нужен

3 Ответ от sibir 12-11-2015 17:20 (12-11-2015 17:22 отредактировано sibir)

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

4 Ответ от Карлсон 13-11-2015 15:49

Откуда: Комсомольск на Амуре
Зарегистрирован: 09-10-2015
Сообщений: 86

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

5 Ответ от sibir 13-11-2015 19:36

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Спасибо за расчет. Понять одно не могу, почему вы берете обороты 3600 и 2500?
П.С. Карлсон, потому что увлекаюсь полетами на параплане как в свободном полете, так и с моторчиком.

6 Ответ от евгеха 14-11-2015 12:23

Откуда: Нарва-Эстония/Пошехонье-Россия
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,718

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

7 Ответ от Alex 74 14-11-2015 13:41

Откуда: Вологодская обл
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 5,136

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

обороты 3600 соответствуют макс. мощности;

8 Ответ от sibir 15-11-2015 10:59 (15-11-2015 11:04 отредактировано sibir)

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Всем привет!
Правильный вопрос задал (самый сложный и «скользкий»). Сформулирую его так.

Какой макс. вес прицепа,если известен вес букса и тяга двигателя ?

9 Ответ от mehatronik-1968 15-11-2015 11:47 (15-11-2015 11:48 отредактировано mehatronik-1968)

Откуда: Пермский край. Горнозаводск.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 7,939

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

10 Ответ от sibir 15-11-2015 11:59

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Уже не могу найти информацию по замерам оборотов двигателей. Проверял тахометром на девятке и тринадцати сильном. Давненько уже дело было. Так вот оборотов в 3600 я не нашел. Все крутится в районе 3800.

И это идет в "запас".

11 Ответ от mehatronik-1968 15-11-2015 12:22

Откуда: Пермский край. Горнозаводск.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 7,939

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Осталось определить значения коэффициентов

12 Ответ от mehatronik-1968 15-11-2015 12:28

Откуда: Пермский край. Горнозаводск.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 7,939

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

При снятии ограничения,кривая какое-то время ещё растёт.Оффициальных данных нет,так-как изготовитель ограничил обороты именно на 3600

13 Ответ от sibir 15-11-2015 13:33

Откуда: г. Снежинск,Чел. обл.
Зарегистрирован: 07-10-2015
Сообщений: 2,489

Re: Расчет ХАРАКТЕРИСТИК буксировщика (снегохода)

Осталось определить значения коэффициентов

Как рассчитать передаточное число цепной передачи на мотособаку

Сообщение H_A_N » 23 дек 2020, 20:42

В целом ряде случаев нас не устраивает использование бортовых редукторов заводского изготовления на основе шестеренок. Среди причин и значительный вес, и ограниченное число значений передаточных чисел. Часто приходится передавать крутящий момент на расстояние, измеряемое десятками сантиметров, а то и метрами, и тогда возникает необходимость использования длинных валов, карданных передач и прочих механизмов для передачи крутящего момента на расстояние.

В этой связи часто на ум приходит мысль об использовании цепной передачи, которая счастливо сочетает в себе как возможность передачи крутящего момента, так и возможность преобразовать при необходимости крутящий момент и обороты ведущего двигателя. В целом ряде случаев цепная передача позволяет отказаться от недостаточно надежных гипоидных передач. Цепные редукторы, как правило, легче других типов редукторов. Такие редукторы гораздо проще интегрировать в движитель вездехода.

Вместе с тем практика применения цепных передач при строительстве легких вездеходов крайне удручающая. Даже в самых популярных вездеходах применение цепных редукторов сопровождается зачастую фатальными ошибками, что резко снижает надежность цепных приводов и дискредитирует саму идею применение цепных приводов в легких вездеходах.

В основе неправильного применения цепных приводов лежит глубоко ошибочное мнение о том, что достаточно подобрать цепь по критерию прочности, и ею можно приводить что угодно и в каких угодно условиях. Это не так. Когда мы применяем шестеренчатые редукторы, мы имеем дело с готовым производственным продуктом, который согласно заявленным параметрам обязан выдержать определенные усилия на входе и создать определенные усилия на выходе. При этом является понятным, что конструкторы и разработчики приложили определенные усилия для расчета такого узла.

Точно такие же усилия должны быть приложены при создании цепной передачи. Но цепную передачу создает сам потребитель, и по этой причине усилия по расчету такой передачи он должен прикладывать либо сам, либо поручать такую работу компетентному специалисту.

Цепной привод – это не цепь и две звездочки. Цепной привод – это сложный механический привод, при создании которого необходимо соблюдать не один десяток технических условий. Только так можно создать механизм, который будет работать долго и очень надежно.

Вместе с тем, существует достаточно небольшой набор правил и ограничений, соблюдение которых позволит любому желающему буквально в течение часа рассчитать необходимый цепной редуктор, который прослужит верой и правдой многие тысячи часов.

Далее мы будем рассматривать цепные приводы и редукторы, которые только понижают (или оставляют без изменения) обороты двигателя и, соответственно, повышают крутящий момент. Это существенное ограничение, но именно такие редукторы в своей основной массе применяются в легких вездеходах.

Для расчета цепного редуктора вполне достаточно информации, которая содержится в ГОСТ 13568-97 «Цепи приводные роликовые и втулочные» https://lunohoda.net/statics/site/image . Book-5.pdf

Я лишь изложу в краткой форме то, что необходимо знать для успешного расчета цепного привода легкого вездехода. Данный расчет является самым осторожным из известных мне. Существуют гораздо более оптимистичные расчеты, которые дадут и существенно большую линейную скорость цепи, и существенно большие значения угловой скорости звездочек. Не рекомендую применять более оптимистичные методики расчета без большого практического опыта. Ошибок при строительстве первых вездеходов допускается великое множество, и осторожные расчеты цепного редуктора в значительной мере скомпенсируют эти ошибки. Будем считать, что данная методика дает приличный запас избыточной прочности.

Перейдем непосредственно к правилам.

Правило первое. Необходимо применять только те цепи, тяговое усилие на которых в вездеходе не будет превышать установленной для данного типа цепи разрушающей нагрузки. Фактически только этим правилом пользуется подавляющее большинство тех, кто использует цепи при создании вездехода.

Правило второе. Не применяйте для цепных приводов звездочки с числом зубьев менее 15. Довольно неожиданное правило. Обусловлено оно тем, что при создании тягового усилия участвует некоторое число роликов цепи, которые в данный момент контактируют со звездочкой. Производители цепей в соответствии с техническими условиями разрабатывают и производят цепи в соответствии с нагрузкой роликов цепи, при условии использования роликов на цепи с числом зубьев от 15. Если число зубьев менее 15, то необходимы дополнительные расчеты прочности цепи для применения в конкретных условиях. Если нет крайней необходимости, никогда и ни при каких условиях не применяйте звездочки с числом зубьев менее 15. Еще лучше – забудьте о существовании таких звездочек. Все дальнейшие расчеты только для звездочек с числом зубьев 15 и более.

Правило третье. Существует определенное расстояние между осями двух звездочек цепного привода (редуктора), при котором цепи и звездочки служат максимально долго.

Это расстояние вычисляется очень просто по формуле

a = (30…50) х t, где а – межосевое расстояние двух звездочек в мм, t – шаг цепи в мм.

То есть, межосевое расстояние довольно жестко привязано к шагу цепи и оптимальным значением будет расстояние, которое находится в пределах от 30 до 50 шагов цепи.

Для простоты сразу вычислим эти расстояния для цепей, используемых наиболее часто при строительстве легкого вездехода.

Цепь Аналог по ИСО 606 Минимум Максимум

ПР-9,525 06 В-1 286 мм 476 мм

ПР-12,7 08 В-1 381 мм 635 мм

ПР-15,875 10 В-1 476 мм 794 мм

ПР-19,05 12 А-1 572 мм 952 мм

ПР-25,4 16 А-1 762 мм 1270 мм

ПР-31,75 20 А-1 953 мм 1587 мм

Отклонения от этих расстояний возможны в пределах, оговариваемых правилами ниже, но в любом случае такое отклонение обозначает уменьшение срока службы цепи.

Правило четвертое. Для каждого типа цепи существует максимальное расстояние между осями звездочек цепного редуктора, превышение которого запрещено. Связано это с возникновений паразитных колебаний цепи при переменной нагрузке при слишком большой их длине.

Это расстояние вычисляется по формуле.

a = 80 х t, где а – межосевое расстояние двух звездочек в мм, t – шаг цепи в мм.

Для удобства также вычислим это расстояния для наиболее часто употребляемых при строительстве вездехода цепей.

Цепь Аналог по ИСО 606 Максимальное межосевое расстояние

ПР-9,525 06 В-1 762 мм

ПР-12,7 08 В-1 1016 мм

ПР-15,875 10 В-1 1270 мм

ПР-19,05 12 А-1 1524 мм

ПР-25,4 16 А-1 2032 мм

ПР-31,75 20 А-1 2540 мм

Правило пятое. Существует минимальное расстояние между осями звездочек.

Нарушение этого правила, как правило, приводит к ускоренному износу звездочек, особенно малой, и частым порывам цепи.

Это расстояние вычисляется по формуле

a = 0,6 (D1 + D2) + (30…50) мм, где а – межосевое расстояние двух звездочек в мм, D1 и D2 – диаметры звездочек в мм.

Здесь и далее под диаметром звездочек мы будем подразумевать так называемый делительный диаметр звездочек. Длительный диаметр – это расстояние от оси звездочки до центра оси ролика цепи, прилегающей к звездочке.

Правило шестое. По возможности ось ведущей звездочки следует располагать выше оси ведомой звездочки. Не следует без крайней необходимости делать угол между горизонтальной плоскостью и линией между осями звездочек цепного привода более 45 градусов. При большом подъеме (более 45 градусов) цепи установка натяжителя цепи обязательно. Правило не очень жесткое, но его соблюдение самым благоприятным образом сказывается на ресурсе цепи.

Правило седьмое. Линейная скорость цепи не должна превышать 7 м/сек. Очень важное правило.

Правило восьмое. Для каждого типа цепи существует предельная частота вращения малой звездочки цепи. Превышение этого параметра приводит к стремительному сокращению срока службы цепи. Исключительно важное правило, которое нарушается на многих вездеходах.

Для удобства приведем частоты вращения малых звездочек для различных цепей.

Цепь Аналог по ИСО 606 Максимальная частота вращения малой звездочки.

ПР-9,525 06 В-1 2600 об/мин

ПР-12,7 08 В-1 1280 об/мин

ПР-15,875 10 В-1 1180 об/мин

ПР-19,05 12 А-1 900 об/мин

ПР-25,4 16 А-1 800 об/мин

ПР-31,75 20 А-1 600 об/мин

Правило девятое. Число зубьев малой звездочки необходимо выбирать согласно формуле:

z1 = 31 – 2u, где z1 – число зубьев малой звездочки, u – передаточное число редуктора.

Правило десятое. Число зубьев звездочки не должно превышать 120. Несоблюдение этого правило приводит к постоянному соскакиванию цепи.

Правило одиннадцатое. Передаточное число цепного редуктора не должно быть целым числом. Делается это для того, чтобы момент с впадин ведущей звездочки не передавался бы в процессе работы на одни и те же впадины ведомой звездочки. По этой же причине очень желательно, чтобы отношения числа звеньев цепи к числу зубьев звездочек также не являлись бы целыми числами. Правило не очень строгое, но очень полезное для обеспечения максимальной долговечности всех частей цепного редуктора.

Соблюдение всех правил позволяет создать исключительно долговечный и надежный редуктор.

Для удобства приведем значения предельной разрушающей нагрузки для различных цепей.

Цепь Аналог по ИСО 606 Разрушающая нагрузка в килоНьютонах.

ПР-9,525 06 В-1 9,1 кН

ПР-12,7 08 В-1 18,2 кН

ПР-15,875 10 В-1 22,7 кН

ПР-19,05 12 А-1 31,8 кН

ПР-25,4 16 А-1 60 кН

ПР-31,75 20 А-1 88,5 кН

Проверим, насколько эти достаточно несложные правила применяются в реальных вездеходах.

Возьмем для примера популярный колесный вездеход ДИФ-4 Алексея Грагашьяна.

Согласно авторской информации

в вездеходе применяется дизельный двигатель Kubota V1505-T, который соединяется с коробкой переключения передач ВАЗ-2110, у которой главная передача имеет передаточное число 3,9. От коробки переключения передач крутящий момент передается цепью 16 В-1.

При худшем сценарии на пятой передаче КПП ВАЗ 2110 имеет коэффициент передачи 0,74.

При числе оборотов двигателя 3000 в минуту скорость вращения на выходе главной передачи коробки передач составит 1040 об/мин. Однако цепь 16 В-1 рассчитана только на 800 об/мин. Фактически это катастрофа для трансмиссии.

Цепь 16В-1 будет разрушать трансмиссию, причем не в тяжелых условиях движения, а при движении по хорошей дороге с максимальной скоростью.

В качестве примера произведем расчет цепного бортового редуктора для схемы трансмиссии на рис.1 со страницы viewtopic.php?p=485933#p485933

То есть попробуем вместо бортового редуктора ГАЗ-71 создать свой более легкий и, возможно, даже более дешевый редуктор.

По расчетам получили максимальную суммарную тягу вездехода 4000 кгс, или 1000 кгс на каждое колесо. Уже из этого понятно, что цепь будет достаточно мощной.

Передаточное число редуктора берем равное 3,9. Согласно правилу девять нам необходимо применить ведущую звездочку с числом зубьев 23. Тогда число зубьев большой звездочки будет более 80. Звездочки для мощных цепей с большим количеством зубьев весьма и весьма дороги. По экономическим соображениям мы сознательно нарушим правило девять и возьмем ведущую звездочку с минимально возможным количеством зубьев — 15. Тогда большая звездочка будет иметь 15 х 3,9 = 59 зубьев.

Это тоже большое количество зубьев. На конечных цепных редукторах следует избегать больших передаточных чисел.

Теперь нам потребуется рассчитать делительный диаметр звездочки. Предположим, что мы будем использовать цепь ПР-25,4. Шаг звеньев цепи – 25,4 мм.

Делительный диаметр звездочки высчитывается по формуле

D = t / sin (180 град / z), где z – число зубьев звездочки, t – шаг цепи в мм.

При числе зубьев 59 делительный диаметр звездочки составит 477 мм. Много, поэтому и дорого.

Считаем крутящий момент на оси колеса. Для этого тягу колеса умножаем на радиус колеса.

1000 кгс х 0,85 х 9,8 = 8330 Нм.

Теперь из крутящего момента колеса вычисляем тягу цепи. Для этого делим крутящий момент на делительный радиус звездочки.

8330 Нм / 0,239 м = 34854 Н.

Это максимальная тяга, которую должна развить цепь. Убеждаемся, что эта величина меньше разрушающей нагрузки такой цепи. Если бы расчет показал, что разрушающая нагрузка меньше максимальной тяги цепи, то нам пришлось бы взять более мощную цепь. Если разрушающая нагрузка цепи было бы в несколько раз больше максимальной тяги цепи, то следовало бы взять цепь менее мощную и снова произвести весь расчет. Это называется подбором цепи под техническое задание.

В обязательном порядке проверяем выбор цепи на соответствие правилу восемь.

Выбираем стандартный вариант КПП ВАЗ-21083, у которой передаточное число пятой передачи равно 0,784.

Считаем обороты на входе цепного редуктора.

5600 об/мин (двигатель) / 0,784 (5 ПЧ КПП ВАЗ-21083) / 4,3 (ПЧ ГП КПП ВАЗ-21083) / 5,13 (ПЧ ГП моста) = 324 об/мин.

Цепь ПР-25,4 выдерживает 800 об/мин. Правило восемь соблюдено.

Считаем линейную скорость цепи.

Для этого нам потребуется делительный диаметр звездочки на 15 зубьев. Считаем по приведенной выше формуле и получаем

Линейная скорость цепи V = 324 об/мин х 0,122 м х 3,14 = 124 м/мин = 2,1 м/сек.

Эта скорость полностью соответствует требованиям правила седьмого.

Расчет показал, что в данном конкретном примере можно (и нужно) для создания цепного бортового редуктора использовать цепь ПР-25,4 или ее европейский аналог 16 А-1.

Ниже приводится достаточно удобная таблица, которая для семи наиболее употребляемых типоразмеров цепей позволяет в зависимости от числа зубьев звездочки определить максимальный крутящий момент, который можно подавать на ось звездочки без риска повредить применяемую цепь.

Такая таблица позволяет без расчетов быстро оценить схему трансмиссии вездехода, в которой применяются цепи и (или) цепные редукторы.