18、第七章、链传动(链传动的设计计算)
链传动设计计算介绍资料.doc
链传动设计计算介绍资料.doc链传动设计计算一､原始数据传递的功率P,转速n1､n2(或n1､传动比i),原动机种类､载荷性质､传动用途等｡二､设计计算内容链轮齿数､链节距､传动中心距､链节数､链轮毂孔直径､压轴力等三､设计步骤和方法设计类型中､高速(v>=0.6m/s)链传动的设计[步骤] [内容(按功率曲线设计)]1 ◇假定链速,按表3选择小链轮齿Z1◇确定从动轮链轮齿数Z2=Z1n1/n2 (Z2必须≤120) 2 ◇按表4取工作情况系数KA◇确定计算功率:Pca=KAP3 ◇按表5查取小链轮齿数系数KZ､链长系数KL;按表6查取多排链系数Kp(查Kz､KL要先估计工作点在功率曲线顶点的左侧还是右侧)◇计算单根链条所需的额定功率P0P0=Pca/(KZKLKp)4 ◇按图1(功率曲线)查取链节距p(同时核实原工作点位置的估计是否合适)◇按图2确定润滑方式5 ◇初定中心距ao=(30-50)p◇计算链条长度(链节数)Lp,圆整并尽量取偶数6 ◇计算理论中心距◇计算保持合适的安装垂度所需的中心距减小量△a=(0.002-0.04)a◇确定实际安装中心距a'=a-△a7 验算链速,核实原假定是否恰当8 ◇按表7确定链轮各部分尺寸◇按表8验算小链轮榖孔直径dkmax9 ◇确定链传动有效圆周力:Fe=1000Pca/v◇取压轴力系数:KFP=1.15(水平传动)或1.05(垂直传动)◇计算压轴力:Fp≈KFPFe10 写出滚子链标记:链号-排数×整链节数标准号设计类型低速(v<0.6m/s)链传动的设计[步骤] [内容(按静强度设计)]1.2 同中､高速链传动的设计步骤1.23 估取链节距p(无法估取时,可参考上述步骤3初定一个节距p)4 计算链的有效圆周力:Fe=1000Pca/v5 ◇按表1查取单位长度链条质量q◇计算链的离心拉力:6 ◇确定中心距a(方法同中､高速链传动的设计步骤5､6)◇取两轮中心线与水平面的夹角α◇按图3查取垂度系数Kf◇计算链的悬垂拉力Ff,取以下两式中的大者:7 计算链的紧边拉力F1=Fe+Fc+Ff8 ◇选择静强度许用安全系数[S]=4-8,令:◇计算单排链极限拉伸载荷Flim,按表1检验原估计的链号是否合适9 按图2确定润滑方式四､设计计算说明1､小链轮齿数Z1小链轮的齿数可根据链速按表3选择｡Z1少可减小外廓尺寸,但齿数过少,将导致:1)传动的不均匀性和动载荷增大;2)链条进入和退出啮合时,链节间的相对转角增大,铰链磨损加剧;3)链传动的圆周力增大,从而加速了链条和链轮的损坏｡增加小链轮齿数对传动有利,但如Z1选得太大时,大链轮齿数Z2将更大,除增大了传动的尺寸和质量外,还易发生跳齿和脱链,使链条寿命降低｡链轮齿数的取值范围为17≤Z≤120｡由于链节数通常是偶数,为考虑磨损均匀,小链轮齿数一般应取奇数｡Z2=iZ1,通常限制链传动的传动比i≤6,推荐的传动比i=2~3.5｡2､工作情况系数查表4,当工作情况特别恶劣时,值较表值要大得多｡3､链的节距链的节距越大,承载能力就越高,但传动的多边形效应也要增大,振动冲击和噪声也越严重｡所以设计时应尽量选取小节距的单排链或多排链｡链条节距p可根据功率P0和小链轮转速n1由额定功率曲线选取｡4､修正系数式P0=Pca/(KZKLKp)表明单排链的额定功率为P0KZKLKP,这是考虑到链传动的实际工作条件与标准实验条件的不同而引入系数KZKL和KP对P0进行修正｡5､链传动的中心距和链节数中心距过小,链速不变时,单位时间内链条绕转次数增多,链条曲伸次数和应力循环次数增多,因而加剧了链节距的磨损和疲劳｡同时,由于中心距小,链条在小链轮上的包角变小,在包角范围内,每个轮齿所受载荷增大,且容易出现跳齿和脱链现象;中心距过大,会引起从动边垂度过大,传动时造成松边颤动｡因此在设计时,若中心距不受其它条件限制,一般可初选a0=(30~50)p,最大取a0max=80p｡6､小链轮毂孔最大直径根据小链轮的节距和齿数由链轮毂孔直径表确定链轮毂孔的最大直径dkmax,若dkmax小于安装链轮处的轴径,则应重新选择链传动的参数(增大Z1或p)｡7､设计计算类型对于链速v<0.6m/s的低速链传动,因抗拉静力强度不够而破坏的几率很大,故常按下式进行抗拉静力强度计算｡§6-5 链传动设计实例例6-1 设计一拖动某带式运输机的滚子链传动｡已知条件为:电动机型号Y160M-6(额定功率P=7.5kW,转速n1=970r/min),从动轮转速n2=300rpm,载荷平稳,链传动中心距不应小于550mm,要求中心距可调整｡解:1､选择链轮齿数链传动速比:由表6-5选小链轮齿数z1=25｡大链轮齿数z2=iz1=3.23×25=81,z2<120,合适｡2､确定计算功率已知链传动工作平稳,电动机拖动,由表6-2选KA=1.3,计算功率为Pc =KAP=1.3×7.5kW=9.75kW3､初定中心距a0,取定链节数Lp初定中心距a0=(30~50)p,取a=40p｡取Lp=136节(取偶数)｡4､确定链节距p首先确定系数KZ ,KL,KP｡由表6-3查得小链轮齿数系数KZ=1.34;由图6-9查得KL=1.09｡选单排链,由表6-4查得KP=1.0｡所需传递的额定功率为由图6-7选择滚子链型号为10A,链节距p=15.875mm｡5､确定链长和中心距链长L=Lpp/1000=136×15.875/1000=2.16m中心距a>550mm,符合设计要求｡中心距的调整量一般应大于2p｡△a≥2p=2×15.875mm=31.75mm实际安装中心距 a'=a-△a=(643.3-31.75)mm=611.55mm6､求作用在轴上的力链速工作拉力F=1000P/v=1000×7.5/6.416=1168.9N 工作平稳,取压轴力系数KQ=1.2轴上的压力 FQ =KQF=1.2×1168.9N=1402.7N7､选择润滑方式根据链速v=6.416m/s,链节距p=15.875,按图6-8链传动选择油浴或飞溅润滑方式｡设计结果:滚子链型号10A-1×136GB1243.1-83,链轮齿数z1=25,z2=81,中心a＇=611.55mm,压轴力FQ=1402.7N｡链传动设计计算举例(附录)设计一小型带式运输机传动系统的链传动,传动示意图如下图所示｡已知小链轮轴传动功率P=6kW,=720r/min,i=3,载荷平稳,链传动中心距应在0.6m左右,两轮中心连线与水平面夹角不超过30°.解:(1) 确定链轮齿数,小链轮的齿数=29-2i=29-2×3=23大链轮的齿数=i z1=3×23=69<120, 允许(2) 确定设计功率Pd式中KA--工况系数,查表, KA=1.0-----小链轮齿数系数,查表,=1.23--多排链排数系数,查表,=1.0(3) 确定链节距p如图虚线所示,查得(720r/min,4.88Kw)坐标点在链号10A和08A的区域内,显然,取链号08A是不安全的,因为坐标点已超出了08A的工作区,因此只有取链号10A｡由表查得,链条节距p=15.875mm｡(4) 初定中心距由题意,初定中心距为=600mm(5)计算链节数(7)确定实际中心距a′a′=a-△a,通常△a=(0.002~0.004)a ,考虑到中心距可调,取△a=0.004=0.004×627=2.5mm,则a′=624.5mm(8)验算链速v合适｡(9)确定润滑方式由P､v查表,知可采用油浴或飞溅润滑｡(10)链轮的设计(略)第四节滚子链传动的设计计算链是标准件,因而链传动的设计计算主要是根据传动要求选择链的类型､决定链的型号､合理地选择参数､链轮设计､确定润滑方式等｡一､链运动的主要失效形式1.铰链磨损链节在进入和退出啮合时,相邻链节发生相对转动,因而在铰链的销轴与套筒间有相对转动动,引起磨损,使链的实际节距变长,啮合点沿链轮齿高方向外移｡当达到一定程度后,就会破坏链与链轮的正确啮合,导致跳齿或脱链,使传动失效｡链条磨损后节距变长的情况如图8–12a所示｡图中D p 为链节距的平均伸长量｡铰链磨损后实际上只是外链节节距伸长了2D p,即p2=p+2D p｡而内链节距是不变的,即p1=p｡如图8–12b所示,可知链轮节圆直径的增量为D d=D p/sin(180°/z)｡由此可见,若D p一定(通常许用伸长率D p/p≤3%),则D d随链轮齿数z的增多而增大｡因此,为了保证链的使用寿命,不致过早产生跳齿或脱链,除应满足规定的润滑状态外,还有必要限制链轮的最大齿数｡a)b)图8–12 链条磨损铰链磨损,过去是链传动的主要失效形式｡近年来,由于链和链轮的材料､热处理工艺､防护与润滑状况都有了很大的改进,链因铰链磨损而失效的形式已经退居次要地位｡只有那些不能保证所要求的润滑状态或防护装置不当的传动,磨损才会成为主要的失效原因｡2.疲劳破坏由于链在运转过程中所受载荷不断改变,因而链是在变应力状态下工作的｡经过一定循环次数后,链的元件将产生疲劳破坏｡滚子链在中､低速时,链板首先疲劳断裂;高速时,由于套筒或滚子啮合时所受冲击载荷急剧增加,因而套筒或滚子先于链板产生冲击疲劳破坏｡在润滑充分和设计､安装正确的条件下,疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素｡3.铰链胶合铰链在进入主动轮和离开从动轮时,都要承受较大的载荷和产生相对转动,当链轮转速超过一定数值时,销轴与套筒之间的承载油膜破裂,使金属表面直接接触并产生很大的摩擦,由摩擦产生的热量足以使销轴和套筒胶合｡在这种情况下,或者销轴被剪断,或者导致销轴､套筒与链板的紧配合松动,从而造成链传动迅速失效｡试验表明,铰链胶合与链轮转速关系极大,因此,链轮的转速应受胶合失效的限制｡4.链被拉断在低速(v<0.6m/s)､重载或尖峰载荷过大时,链会被拉断｡链传动的承载能力受链元件静拉力强度的限制｡少量的轮齿磨损或塑性变形并不产生严重问题｡但当链轮轮齿的磨损和塑性变形超过一定程度后,链的寿命将显著下降｡通常,链轮的寿命为链条寿命的2~3倍以上｡故链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的｡二､链传动的承载能力链传动在不同的工作情况下,其主要的失效形式也不同,如图8–13所示就是链在一定寿命下,小链轮在不同转速下由于各种失效形式限定的极限功率曲线｡1是在良好而充分润滑条件下由磨损破坏限定的极限功率曲线;2是在变应力作用下链板疲劳破坏限定的极限功率曲线;3是由滚子套筒冲击疲劳强度限定的极限功率曲线;4是由销轴与套筒胶合限定的极限功率曲线;5是良好润滑情况下的额定功率曲线,它是设计时实际使用的功率曲线;6是润滑条件不好或工作环境恶劣情况下的极限功率曲线,在这种情况下链磨损严重,所能传递的功率比良好润滑情况下的功率低得多｡如图8–14所示为A系列滚子链的实用功率曲线图,它是在z1=19､L=100p､单排链､载荷平稳､按照推荐的润滑方式润滑(见图8–15)､工作寿命为15000h､链因磨损而引起的伸长率不超过3%的情况下由实验得到的极限功率曲线(即在如图8–13所示的2､3､4曲线基础上作了一些修正得到的)｡根据小链轮转速n1由此图可查出该情况下各种型号的链在链速v>0.6m/s情况下允许传递的额定功率P0｡当实际情况不符合实验规定的条件时,如图8–14所示,查得的P0值应乘以一系列修正系数,如小链轮齿数系数K Z､链长系数K L､多排链系数K P和工作情况系数K A等(系数值见下节图表)｡当不能按如图8–15所示的方式润滑而使润滑不良时,则磨损加剧｡此时,链主要是磨损破坏,额定功率P0值应降低,当v≤1.5m/s且润滑不良时,为图值的30%~60%;无润滑时为15%(寿命不能保证15000h);当1.5m/s<v≤7m/s且润滑不良时,为图值的15%~30%｡当v>7m/s且润滑不良时,该传动不可靠,不宜采用｡图8-14 A系列滚子链实用功率曲线图8-15 推荐的润滑方式Ⅰ—人工定期润滑Ⅱ—滴油润滑Ⅲ—油浴或飞溅润滑Ⅳ—压力喷油润滑当v<0.6m/s时,链传动的主要失效形式是过载拉断,此时应进行静强度校核｡静强度安全系数S应满足下式要求≥(8–8)链的极限拉伸载荷Q n=nQ,n为排数,单排链的极限拉伸载荷Q见表8–1;工况系数K A见表8–5;链的总拉力F1按式(8–6)计算｡当实际工作寿命低于15000h时,则按有限寿命进行设计,其允许传递的功率可高些｡设计时可参考有关资料｡三､链传动主要参数的选择链传动设计需要确定的主要参数有:链节距､排数及链轮齿数､传动比､中心距､链节数等,下面就这些参数的选择进行分析｡1.链的节距和排数链的节距大小反映了链节和链轮齿的各部分尺寸的大小,在一定条件下,链的节距越大,承载能力越高,但传动不平稳性､动载荷和噪声越严重,传动尺寸也增大｡因此设计时,在承载能力足够的条件下,尽量选取较小节距的单排链,高速重载时可采用小节距的多排链｡一般载荷大､中心距小､传动比大时,选小节距多排链;中心距大､传动比小,而速度不太高时,选大节距单排链｡链条所能传递的功率P0可由下式确定≥(8–9)P c=K A P(8–10)式中P0–––在特定条件下,单排链所能传递的功率(kW)(见图8–14);P c––––链传动的计算功率(kW);K A––––工况系数(表8–5),若工作情况特别恶劣时,K A 值应比表值大得多;表8–5 工况系数K A载荷种类输入动力种类内燃机-液力传动电动机或汽轮机内燃机-机械传动平稳载荷中等冲击载荷较大冲击载荷1.01.21.41.01.31.51.21.41.7K Z–––小链轮齿数系数(表8–6),当工作在如图8–14所示的曲线顶点左侧时(链板疲劳),查表中的K Z,当工作在右侧时(滚子套筒冲击疲劳),查表中的K¢Z;K P–––多排链系数(表8–7);K L–––链长系数(见图8–16),链板疲劳查曲线1,滚子套筒冲击疲劳查曲线2｡根据式(8–9)求出所需传递的功率,再由图8–14查出合适的链号和链节距｡表8–6 小链轮齿数系数K ZZ191011121314151617K Z0.4460.5000.5540.6090.6640.7190.775 0.8310.887K¢Z 0.3260.3820.4410.5020.5660.6330.7010.7730.846Z1192123252729313335 K Z 1.00 1.11 1.23 1.34 1.46 1.58 1.70 1.82 1.93K¢Z1.00 1.16 1.33 1.51 1.69 1.892.08 2.29 2.50表8–7 多排链系数K P排数123456 K P1 1.7 2.5 3.3 4.0 4.6图8-16 链长系数2.传动比i链传动的传动比一般应小于6,在低速和外廓尺寸不受限制的地方允许到10,推荐i=2~3.5｡传动比过大将使链在小链轮上的包角过小,因而使同时啮合的齿数少,这将加速链条和轮齿的磨损,并使传动外廓尺寸增大｡3.链轮齿数z链轮齿数不宜过多或过少｡齿数太少时,1)增加传动的不均匀性和动载荷;2)增加链节间的相对转角,从而增大功率消耗;3)增加链的工作拉力(当小链轮转速n1､转矩T1和节距p一定时,齿数少时链轮直径小,链的工作拉力增加),从而加速链和链轮的损坏｡但链轮的齿数太多,除增大传动尺寸和重量外,还会因磨损而实际节距增长后发生跳齿或脱链现象机率增加,从而缩短链的使用寿命｡通常限定最大齿数≤120｡从提高传动均匀性和减少动载荷考虑,建议在动力传动中,滚子链的小链轮齿数按表8–8选取｡表8–8 滚子链小链轮齿数z1链速v(m/s0.6~33~8>8z1≥17≥21≥25从限制大链轮齿数和减小传动尺寸考虑,传动比大､链速较低的链传动建议选取较少的链轮齿数｡滚子链最少齿数为z min=9｡4.链节数L P和链轮中心距a在传动比i¹1时,链轮中心距过小,则链在小链轮上的包角小,与小链轮啮合的链节数少｡同时,因总的链节数减少,链速一定时,单位时间链节的应力变化次数增加,使链的寿命降低｡但中心距太大时,除结构不紧凑外,还会使链的松边颤动｡在不受机器结构的限制时,一般情况可初选中心距a0=(30~50)p,最大可取a max=80p,当有张紧装置或托板时,a0可大于80p｡最小中心距a min可先按i初步确定｡当i≤3时当i>3时式中d a1､d a2–––两链轮齿顶圆直径｡链的长度常用链节数L P表示,L P=L/p,L为链长｡链节数的计算公式为(8–11)计算出的L p值应圆整为相近的整数,而且最好为偶数,以免使用过渡链节｡根据链长就能计算最后中心距(8–12)为了便于链的安装以及使松边有合理的垂度,安装中心距应较计算中心距略小｡当链条磨损后,链节增长,垂度过大时,将引起啮合不良和链的振动｡为了在工作过程中能适当调整垂度,一般将中心距设计成可调,调整范围D a≥2p,松边垂度f=(0.01~0.02)a｡§8-4链传动的设计1 .链传动的主要失效形式(1)铰链磨损链节在进入和退出啮合时,相邻链节发生相对转动,因而在铰链的销轴与套筒间有相对转动,引起磨损,使链的实际节距变长,啮合点沿链轮齿高方向外移｡当达到一定程度后,就会破坏链与链轮的正确啮合,导致脱链,使传动失效｡链条磨损后节距变长的情况如图8 -12a 所示｡图中为链节距的平均伸长量｡由图8-12b 可知链轮节圆直径的增量为( 8 - 17 )若一定(通常许用伸长率/ p ≤3% ), 随链轮齿数z 的增多而增大｡因此,为了保证链的使用寿命,不致过早产生跳齿和脱链,除应满足规定的润滑状态外,还有必要限制链轮的最大齿数｡( a ) ( b )图8-12 链条磨损(2) 疲劳破坏由于链在运转过程中所受载荷不断改变,因而链是在变应力状态下工作的｡经过一定循环次数后,链的元件将产生疲劳破坏｡滚子链在中､低速时,链板首先疲劳断裂;高速时,由于套筒或滚子啮合时所受冲击载荷急剧增加,因而套筒或滚子先于链板产生冲击疲劳破坏｡在润滑充分和设计､安装正确的条件下,疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素｡(3) 铰链胶合铰链在进入主动轮和离开从动轮时,都要承受较大的载荷和产生相对转动,当链轮转速超过一定数值时,销轴与套筒之间的承载油膜破裂,使金属表面直接接触并产生很大的摩擦,由摩擦产生的热量足以使销轴和套筒胶合｡在这种情况下,或者销轴被剪断,或者导致销轴､套筒与链板的紧配合松动,从而造成链传动迅速失效｡试验表明,铰链胶合与链轮转速关系极大,因此,链轮的转速应受胶合失效的限制｡(4)链被拉断在低速( v < 0.6m /s )､重载或尖峰载荷过大时,链会被拉断｡链传动的承载能力受链元件静拉力强度的限制｡2 .链传动的设计准则少量的轮齿磨损或塑性变形并不产生严重问题｡但当链轮轮齿的磨损和塑性变形超过一定程度后,链的寿命将显著下降｡通常,链轮的寿命为链条寿命的2~3 倍以上｡故链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的｡3 .滚子链传动的额定功率(1) 滚子链极限功率曲线图滚子链各种失效形式将使链传动的工作能力受到限制｡在选择链条型号时,必须全面考虑各种失效形式产生的原因及条件,从而确定其能传递的额定功率P 0 ｡图8-13 是通过实验作出的单排滚子链的极限功率曲线｡ 1 )是在正常润滑条件下,铰链磨损限定的极限功率曲线; 2 )是链板疲劳强度限定的极限功率曲线; 3 )是套筒､滚子冲击疲劳强度限定的极限功率曲线; 4 )是铰链(套筒､销轴)胶合限定的极限功率曲线｡图中阴影部分为实际使用的许用功率(区域)｡若润滑不良及工作情况恶劣,磨损将很严重,其极限功率大幅度下降｡如图8-13 中虚线 5 所示｡图8-13 极限功率曲线(2) 滚子链额定功率曲线图图8-14 是部分型号滚子链的额定功率曲线｡它是在特定条件下制定的,即: 1 )小轮齿数z 1 =25 ,链传动比i = 3 ; 2 )链长L p =120 节; 3 )载荷平稳; 4 )润滑充分,按图8-15 推荐的方法润滑; 5 )链条因磨损而引起的相对伸长量不超过; 6 )工作寿命为15000h ;图8-14 A 系列单排滚子链的额定功率曲线图8-14 表明,当采用推荐的润滑方式时,链传动所能传递的功率P 0 ,小轮转速n 1 和链号三者之间的关系｡图8-15 推荐的润滑方式若实际润滑条件与图8-15 推荐的润滑方式不同时,由图8-14 查得的P 0 值应予适当降低: v ≤1.5 m /s 时,如润滑条件不良取(0.3 ~ 0.6) P 0 ,如无润滑则取0.15 P 0 ;当1.5m /s < v ≤7m /s 时, 如润滑条件不良取(0.15 ~ 0.3) P 0 ;当v > 7m /s 时,如润滑不良, 传动不可靠,不宜采用链传动｡(3)设计条件下单排链条传递的功率P ca,单排链传动的计算功率应按下式确定:( 8-18 )式中,P 是为链传动设计功率, kW ;KA是工况系数,见表8-2,K z 是小链轮的齿数系数,见图8-16; K p 为多排链系数,见表8-3 ｡表8-2 工况系数K A从机械特性主要机械特性平稳运转轻微冲击中等冲击电动机､汽轮机和燃气轮机､带有液力耦合器的内燃机6 缸或6 缸以上带机械式联轴器的内燃机､经常启动的电机动(一日两少于 6 缸带机械式联轴器的内燃机次以上)平稳运转液体搅拌机,中小型离心式鼓风机,发电机离心式压缩机,谷物机械,均匀载荷输送机,均匀载荷不反转一般机械｡1.0 1.1 1.3中等冲击半液体搅拌机,三缸以上往复压缩机,大型或不均匀载荷输送机,中型起重机和升降机,重载天轴传动,金属切削机床,食品机械,木工机械,印染纺织机械,大型大型风机,中等载荷不反转一般机械｡1.4 1.5 1.7严重冲击船用螺旋桨,单､双缸往复压缩机,挖掘机,振动式输送机,破碎机,重型起重机,石油钻井机械,锻压机械,线材拉拔机械,冲床,严重冲击､有反转的机械｡1.8 1.92.1图8-16 小链轮齿数系数K z表8-3 多排链系数K P排数 1 2 3 4 5 6K P 1 1.75 2.5 3.3 4 4.64 . 滚子链传动的一般设计计算内容和应注意的问题1) 滚子链传动的一般设计计算内容在设计滚子链传动时,计算依据是滚子链的额定功率曲线,已如前所述它是在特定条件下制定的｡设计时已知条件为: 1 )传递功率; 2 )小链轮､大链轮的转速; 3 )传动用途､载荷性质以及原动机种类｡设计计算的主要内容是: 1 ) z 1 ､z 2 ; 2 )确定链的型号､确定链节距和链排数; 3 )确定中心距 a 和链节数L p ; 4 ) 计算中心距 a c ､实际中心距 a ; 5 ) 作用在轴上的力 F p ｡步骤:1. 确定链轮的齿数和传动比链轮齿数z 1 ､z 2 ｡为减小链传动的动载荷,提高传动平稳性,小链轮齿数不宜过少,可参照传动比i 选取( 见表8-4)｡传动比i ｡通常链传动传动比i ≤7 ,推荐i =2 ~ 3.5 ｡当工作速度较低( v < 2m / s) 且载荷平稳､传动外廓尺寸不受限制时, 允许i ≤10 ｡表8-4 齿数推荐值传动比i 1 ~ 2 3 ~ 4 5 ~ 6 >6齿数z 1 31~27 25 ~ 23 21 ~ 17 17当z 1 确定后,则大链轮齿数z 2 = iz 1 ,并圆整为整数｡为避免跳齿和脱链现象,减小传动外廓尺寸和重量, 大链轮齿数不宜太多,一般应使z 2 ≤120 ｡从减小传动速度不均匀性和动载荷考虑,小链轮齿数z 1 应受到链速的限制;而从限定大链轮齿数和减小传动尺寸出发,小链轮齿数z 1 亦受到传动比的制约｡由于链节数常为偶数,考虑到链条和链轮轮齿的均匀磨损, 链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数｡链轮齿数优选数列: 17 ､19 ､21 ､23 ､25 ､38 ､57 ､76 ､95 ､114 ｡2. 确定计算单排链的计算功率: 按式8-18确定3 .确定链条型号和节距链节距p 和排数｡在一定条件下,链节距越大,承载能力越高,但传动平稳性降低,动载荷及噪音随之加大｡因此设计时应尽量选用小节距的单排链,高速重载时可选用小节距的多排链｡适宜选用的链节距p ｡链条的型号可根据单排链的计算功率P ca 和小链轮转速n 1 从图8-14 查出｡4 .计算链节数和中心距: 中心距a 和链节数L p ｡中心距的大小对链传动的工作性能也有较大的影响｡中心距过小,链在小链轮上的包角减小, 且链的循环频率增加而影响传动寿命;中心距过大,传动外廓尺寸加大,且易因链条松边垂度太大而产生抖动｡一般初选中心距 a 0=(30 ~ 50) p ,最大可为 a max=80 p ｡按下式计算链节数为过渡链节,应将计算出的链节数Lp0圆整为偶数Lp｡链传动的最大中心距为:f ――中心距计算系数,见表8-5表8 - 5 中心距计算系数 f 15. 计算链速,确定润滑方式根据链速v,由图8-15选择合适的润滑方式｡6. 计算链传动作用在轴上的压轴力FP链传动和带传动相似,在安装时链条也有一定的张紧力,其目的是使链条工作时松边不致过松,防止跳齿和脱链现象｡由于张紧力的存在,所以链条对轴也存在作用力FP,一般取F p = K fp F eF e -有效圆周力, NK fp - 压轴力系数对于水平传动, =1.15 ,对于垂直传动 =1.052) 在进行滚子链传动设计计算时要注意几个问题(1)传动比i 受链轮最小齿数和最大齿数的限制,且传动尺寸也不能过大,因此传动比一般不大于 7 ｡传动比过大时,小链轮上的包角a 1 将会太小,同时啮合的齿数也太少,将加速轮齿的磨损｡因此,通常要求包角a1 不小于120 ° ｡推荐;当m/s ､载荷平稳, i 可达 10 ｡(2)齿数过多,不仅会造成链轮尺寸､质量过大,而且会发生因链条磨损链条节距伸长而发生跳齿和脱链的现象,这同样会缩短链条的使用寿命｡滚子链传动的小链轮齿数z 1 应根据传动比i 来选择｡因链节数常取偶数,故链轮齿数最好取奇数,以使链条和链轮磨损均匀｡。
链传动设计计算过程
链传动设计计算过程链传动啊，这可是个很有意思的东西呢！想象一下，那些链条就像一群小士兵，整整齐齐地排列着，相互配合着完成任务。
咱先来说说链传动设计计算的第一步，那就是确定传动的功率。
这就好比给小士兵们分配任务，得知道要他们干多重的活儿呀。
这个功率可不是随便定的，得考虑好多因素呢，比如要传动的负载有多重呀，工作的环境怎么样啊。
你说要是在一个脏兮兮、乱糟糟的地方，那链条可得更结实才行呢！然后呢，就是选择链条的型号啦。
这就像给小士兵们选装备，不同的装备适合不同的任务。
有滚子链、齿形链等等各种类型，每种都有自己的特点和优势。
得根据具体情况来选，可不能马虎哦。
要是选错了，那可就像让步兵去开坦克，不搭调呀！接着就是计算链条的节距啦。
这节距就像是小士兵们的步伐大小，得合适才行。
节距太大，走起来太费劲；节距太小，又走不快。
得找到一个恰到好处的尺寸，让链条既能轻松工作，又能发挥最大的效率。
还有啊，链条的长度也很重要呢。
太长了容易晃荡，太短了又拉不直。
这就像给小士兵们排队伍，得排得整整齐齐的，不能歪七扭八的。
计算链条长度可得仔细点，不然到时候装起来不合适，那可就麻烦啦。
再说说链轮的设计吧。
链轮就像是小士兵们的指挥官，得带着链条好好工作。
链轮的齿数、直径等等都得好好设计，不然怎么能指挥好链条这个大部队呢？而且链轮还得耐磨、耐冲击，不然怎么能经得起长时间的工作呢？在链传动设计计算过程中，可不能只盯着数字看呀，还得考虑实际情况。
比如说，链条会不会和其他东西干涉呀，安装和维护方不方便呀。
这就像打仗，不能只想着怎么进攻，还得想好退路和补给线呢！咱举个例子吧，你想想看，如果在一个狭小的空间里设计链传动，那可得把链条和链轮的尺寸都考虑好，不能太大了装不进去呀。
还有，如果工作环境很恶劣，那链条就得选更耐腐蚀、更耐磨的材料。
总之啊，链传动设计计算可不是一件简单的事儿，得仔细、得用心。
每一个环节都不能马虎，都得认真考虑。
这就像盖房子，得根基打牢了，才能盖得高、盖得稳。
链传动设计
链传动设计
链传动是一种常见的传动方式，可以将动力从一个旋转的轴传递到另一个旋转的轴。
链传动主要由链条、链轮和张紧装置组成。
下面是链传动的设计步骤：
1. 确定传动比：根据需要传递的动力和转速要求，确定主动轴和从动轴之间的传动比。
2. 选择链条：根据传动比、功率和运行条件选择合适的链条类型，如标准链、双链、滚子链等。
3. 计算链条长度：根据主动轴和从动轴之间的距离，计算出链条的合适长度。
4. 选择链轮：根据传动比和链条类型，选择合适的链轮。
5. 计算链轮齿数：根据传动比和选择的链轮，计算出主动轴和从动轴上的齿数。
6. 设计张紧装置：根据链条长度和运行条件，设计合适的链条张紧装置，以保持链条的合适张紧度。
7. 安装和调试：将链条、链轮和张紧装置安装在主动轴和从动轴上，并进行调试和测试，确保链传动正常运行。
在设计链传动时，需要考虑传动的功率、转速、距离、环境条件等
因素，以及选择合适的材料和润滑方式，以确保传动的可靠性和寿命。
此外，注意保持链条的适当张紧度，以防止链条松弛或过紧导
致传动故障。
第七章 链传动
第七章链传动§7-1概述§7-2 传动链的结构特点§7-3 滚子链链轮的结构设计§7-4 链传动的运动特性§7-5 链传动的受力分析§7-6 滚子链传动的设计计算§7-7 链传动的布置、张紧与润滑第一节概述链传动是由主动链轮、从动链轮和绕在两链轮上的一条闭合链条所组成（如图所示），以链作为中间挠性件，靠链的一个个链节与链轮轮齿啮合来传递运动和动力。
一、链传动的特点概述与带传动比较，链传动的主要优点是：1）无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，传动可靠。
2）所需张紧力小，作用于轴上的压力小。
3）相同工况下，结构尺寸更为紧凑。
4）能在恶劣环境（多尘、高温、多油）下工作。
5）传动效率高，承载能力高。
与齿轮传动比较，链传动的主要优点是：1）易于实现较大中心距的传动。
2）制造与安装精度要求低，成本低。
链传动的主要缺点是：1）瞬时传动比和瞬时链速不恒定，传动不平稳，工作时有噪声。
2）不宜用于载荷变化大和急速反向的传动中。
概述二、链的种类链有多种类型，按用途不同可分为传动链、起重链、牵引链三种。
起重链主要用于起重机提升重物，链速v≤0.25m/s；牵引链主要用于运输机械移动重物，链速v≤2~4m/s；传动链主要用于传递运动和动力，链速v≤15m/s，生产与应用中，传动链占主要地位。
本章只讨论传动链。
三、链传动的应用链传动的应用范围很广。
适于两轴相距较远，平均传动比准确，对平稳性要求不高，工作环境恶劣等场合。
如农业机械、建筑机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等的机械传动中。
通常链传动工作范围是：传递的功率P≤100 kW，传动比i≤8，链速v≤15m/s，中心距a≤5~6m。
现代先进的链传动技术已能使优质滚子链的传递功率达5000kW，链速可达35m/s。
第二节传动链的结构特点在链传动中按链条结构不同主要有滚子链和齿形链两种。
一、滚子链单排滚子链双排滚子链滚子链的结构如图所示。
第七章 链传动
第七章 链传动§7-1 链传动的特点和应用1．组成：链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。
工作时，靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力。
2．特点：1）由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的平均传动比；2）与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作；3）与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。
4）链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。
3．应用：适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。
传动链传递的功率一般在100kW 以下，最大传动比8max i ，链速不超过15m/s 。
本章主要讨论滚子链。
§7-2 传动链的结构特点一．滚子链滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5组成。
内链板和套筒之间、外链板与销轴之间分别用过盈联接固联。
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。
滚子活套在套筒上，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，减轻了齿廓的磨损。
链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。
因此，内、外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。
内、外链板制成8字形，是为了使链的各剖面具有相近的抗拉强度，也可减轻链的质量和运动时的惯性力。
传动链使用时首尾相连成环形，当链节数为偶数时，接头处可用内、外链板搭接，插入开口销或弹簧夹锁住。
若链节为奇数，需采用一个过渡链节才能首尾相连，链条受拉时，过渡链节将受附加弯矩，所以应尽量采用偶数链节的链条。
滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p 、滚子外径d 1和内链节内宽b 1。
其中，节距是滚子链的主要参数。
节距增大时，链条中各零件的尺寸也要相应增大，可传递的功率也随之增大。
链传动的设计计算
机械设计基础
Machine Design Foundation
4．链条铰链的胶合。当润滑不良、速度过高或 载荷过大时，链节啮入时受到的冲击能量增大， 销轴与套筒间润滑油膜破坏，使两者的工作表面 在很高温度和压力下直接接触，从而导致胶合。 因此，胶合在一定程度上限制了链传动的极限转 速。
机械设计基础
机械设计基础
Machine Design Foundation
链传动的设计计算
1.1 链传动的失效形式
主要失效形式有：
1．链条的疲劳破坏。链条在工作时，周而复始地由松 边到紧边不断运动着，因而它的各个元件都是在交 变应力作用下工作，经过一定的循环次数后，链条 各零件将发生疲劳破坏，其中链板的疲劳破坏是链 传动的主要失效形式之一。
5．链条的静力拉断。在低速（v＜ 0.6m/s）、 重载的传动中，如突然出现过大载荷，使链条所 受拉力超过链条的极限拉伸载荷，链条就会被拉 断。
机械设计基础
Machine Design Foundation
1.2 额定功率P
在特定的实验条件下，链传动不发生失效破坏时所能传递的功率， 称为链传动的额定功率，用P0表示
机械设计基础
Machine Design Foundation
1.4 低速链传动（v ＜ 0.6m/s）的设计
对于低速链传动（v ＜ 0.6m/s），其主要的失效形式是链
条的过载拉断，所以应按静强度条件确定链条的链节距和
排数。其静强度的安全系数S为
S Flim n (4 ~ 8) （9-31）
机械设计第七章 链传动
（B）偶数 （D）任意的奇、偶数
5.在滚子链中尽量避免使用过度链节的主要原因是什么？
（A）过渡链节制造困难 （C）要使用较长的销轴
（B）装配较困难 （D）链板要受到附加弯矩
6.已知节距p、齿数z，滚子链链轮的分度圆直径d按哪一式计算？ (A) d=2p/sin（360°/z） (B) d=2p/sin（180°/z） (C) d=p/sin（180°/z） (D) d=p/tg（180°/z）
动载特性
况
分 析
离心拉力、
悬垂拉力
7.4 链传动工作情况分析
链传动的运动特性—运动不均匀性（多边形效应） 在链传动中，链条包在链轮上如同包在正多边形的轮子上， 正多边形的边长等于链条的节距 p，链轮旋转一周，链条移动距 离为多边形的周长zp，z为齿数。 链条的平均速度为：
滚子链
齿形链
7.2 滚子链和链轮
7.2.1 滚子链
滚子链的结构 滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。
过盈配合的有：内链板1与套筒4之间；外链板2与销轴3之间。
间隙配合的有：滚子5与套筒4之间；套筒4与销轴3之间。 工作时内外链板之间发生相对转动：内链板1与套筒4相对于 销轴3与外链板2转动。 工作时进出链轮时，滚子沿链轮齿滚动， 以减少磨损。 内、外链板为8字形，使链板各横截面强度 均匀，且轻量化，惯性力小。
11.图示为当i,a是任意值的四种链传动布置形式，试问有几种是
不正的或不妥的？
12.多排链排数一般不超过3或4排，主要是为了 （A）不使安装困难；（B）使各排受力均匀； （C）不使轴向过宽；（D）减轻链的重量；
。
13.链传动只能用于轴线
的传动。
（A）相交成90；（B）相交成任意角度； （C）空间90交错；（D）平行；
链传动设计计算
链传动设计
数据
单位
0.55
kW
32
r/min
10
r/min
17
3.00
51.00
21
1
1.5
0.83
kw
1
1.75
0.47
kw
链选型
12A
19.05
mm
11.91
mm
12.57
mm
18.08
mm
22.78
mm
链计算
0.4057
a 初定中心距 0 a 以节距计的初定中心距 0p
p0=p*(1+(2ri-d1)/d)
轴面齿廓
单排:bf1=0.93*b1(p≤12.7) bf1=0.95*b1(p＞12.7)
双排、三排：bf1=0.91*b1(p≤12.7) bf1=0.93*b1(p＞12.7)
bfn=(m-1)*pt+bf1
rx(公称）=P
适用于链号：081、083、084、085 ,ba=0.06*p 其余链号ba=0.13*p ra=0.04*p
a0p=a0/p Lp=2a0p+(z1+z2)/2+f3/a0p
取成偶数
p L= *Lp/1000
f3=(Lp-Z1)/(Z2-Z1) 见表13-2-5
由表13-2-5查取
a p 当z1≠z2时， c= *[2Lp-(z1+z2)]*f4 a p 当z1=z2时， c= *(Lp-z1）/2
a a a a a = c-Δ c Δ c =(0.002～0.004) c 对中心
mm
91.76
mm
5.14
链传动设计计算
Lp2ap0z1 2z2ap0z22 z12
计算结果应圆整，并取偶数！
6 计算实际中心距a
1.计算公式
6 计算实际中心距a
a4 p L pz1 2z2 L pz1 2z2 28 z2 2 z1 2
6 计算实际中心距a 2.说明
（1）为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。
υ z1n1p z2n2p 601000601000
2. 链速的修正
4 校核链速V并确定润滑方式
如果与第（1）步估算的链速范围不符，则返回第（1）步，重新设计。
4 校核链速V并确定润滑方式
P79 图3-27
链速 节距
交点
交点所在区域的润滑方 式即为所求
5 计算链节数
4. 计算链节数Lp
5 计算链节数
3
4
5
6
2.5
3.3
4.0
5.0
P79表3-20
3 确定链型号
3. 实际能传递功率P（5）--工作情况系数KA
P0
KA KZKm
P
考虑实际工况与试验工况的不同。
P78表3-18
4. 确定链号（P77图3-26）
3 确定链型号
4 校核链速V并确定润滑方式
1. 链速的计算公式
4 校核链速V并确定润滑方式
P0
KA KZKm
P
考虑实际链轮齿数与试验齿数的不同。
Z
17
19
21
23
25
….
35
KZ 0.887 1.000
1.11
1.23
1.34
确定链型号
3. 实际能传递功率P（4）--多排链系数Km
P0
链传动的设计计算
链传动的设计计算一.传动比的计算总传动比的计算：；—AQ77nmax*^rImin-U∙o((― -------v maximin一最小的传动比；rιmax-峰值转速；R「车轮的半径；VmSX一设计的最高时速；当电机最高转速为9000r∕min,设计的最高时速为130km∕h,车轮的半径为0.266m,因此传动系的最小传动比为6.94.链传动时，传动功率PnOokW,传动效率为0.92〜0.96,工作链速为v≤15m∕s,传动比i≤8.丫_ZPn60*1000V-链条的速度；Z-链轮齿数；P-链条的节距；n-转速；切记：链轮齿数越少，运动不均匀性越大，节距也就越大转速越高动载荷越大。
当Zι=13时，链节的节距p=15.875,链速V2=31m∕s;考虑到低速级链速的大小iι≥2.4,由于布置空间的大小因此取i1=2.4,i2-2.89,z2-31.二.中心距及链节数的确定中心距a0m in zzθ∙2z1(i+l)p,a0≥140mm;链节数LP=等+叁言+(嚎¥V,L p MO;三.确定链长L和实际中心距a链长L~Lp*P,L=0.6m100O实际中心距a= LP—弩)+J(LP-弩A(三⅛a=135mm四.作用在轴上的力工作拉力F=100OS,我们在驾驶赛车时时速大多数控制在50km∕h,电机输出轴的转速为3470r∕min,链速为12m∕s,F为3266N,压轴力为3919N.当电机功率由零达到40kw时，电机输出功率为39.2kw,电机转速为2000r∕min,链速为6.879m∕s,F=5698.5N,压轴力为6838.2No低速级的计算一.中间轴的最高转速为3750r∕min,为了使链速降低我们选用低速级的小链轮为15齿,大齿轮为43,链速为V2=14.9m∕s o二.中心距及链节数的确定中心距a0m i n-θ∙2z1（i+l）p,a0≥185mm;链节数LP=等+叁言+（嚎¥V,Lp=54;五.确定链长L和实际中心距a链长L上空,L=0.857m1000实际中心距a=/（LP—弩）+J（LP-空）2-8（笨）1,a=184.89mm六.作用在轴上的力工作拉力FnOOol,根据赛车的时速为50km∕h,中间轴的转速为1445.8r∕min,链速为5.738m∕s,P=36.9kw,F=6430.8N,压轴力为7717N.当电机的功率为40kw,转速为2000r∕min,中间轴的转速为833r∕min,链速为3.3m∕s,F=11182N,压轴力为13418N.。
第七章链传动
a fa p 2Lp z1 z2
第四节 链传动的布置、张紧和润滑
1、链传动的合理布置
（1）两链轮的回转平面必须布置在同一垂直平面内，不 能布置在水平或倾斜平面内；
（2）两链轮中心连线最好是水平的，也可以与水平面成 45
（3）一般应使链的紧边在上、松边在下。
2、链传动的张紧
4．计算链长和中心距
（1）初定中心距a0=40p，链节数LP为
L p
2a 0 p
z 1
2
z 2
p a
0
z z
2
1
2
2
2 40p 23 58
p
58
23
2
p
2 40 p 2 3.14
121.3
a fa p 2Lp z1 z2 的前进速度和上下抖动速度是周期
性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就 越大。因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场
合。
这种由于多边形啮合给链传动带来的速度不均匀性， 称为链传动的多边形效应。
（3）从动链轮的角速度ω2
2
r
v
cos
r cos 11 r cos
中心距调整量 a 2 p 2 25.4 50.8
5．计算作用在轴上的压轴力
F 1000P 100010.04 5941N
v
1.69
FQ 1.15K AF 1.151 5941 6832N
6．链轮结构设计从略
2
2
（4）瞬时传动比为：
i 1 r2 cos 2 r1 cos
滚子链传动的设计计算
滚子链传动的设计计算首先，我们需要明确设计滚子链传动的目标，即输入转速、输出转速、传动比和传动功率等参数。
这些参数将直接影响到滚子链传动的设计计算。
接下来，我们需要根据传动比和轴间距等参数来选择适当的滚子链规格。
滚子链的规格包括链节宽度、链板厚度、滚子直径等。
根据设计要求，我们可以选择合适的滚子链规格。
然后，我们需要计算滚子链传动的中心距。
中心距是滚子链传动的关键参数之一，决定了传动效率和工作寿命。
一般来说，中心距的选择应满足以下公式：C=2*a+(N1+N2)/2+(L1+L2)/2其中，C表示中心距，a表示两个轴心之间的距离，N1和N2表示输入和输出链节数量，L1和L2表示链节宽度。
接下来，我们需要计算滚子链传动的带载能力。
滚子链传动的带载能力取决于链条的强度和滚子的负荷分布。
一般来说，滚子链传动的带载能力可以根据以下公式计算：Pd=F*V*Kv*Kt其中，Pd表示滚子链传动的带载能力，F表示传动所需的最大拉力，V表示链条的平均线速度，Kv为速度系数，Kt为工作系数。
然后，我们需要计算滚子链传动的传动效率。
滚子链传动的传动效率主要取决于滚子的嵌入深度和润滑情况。
一般来说，传动效率可以根据以下公式计算：η = (1 - ea - eo) * 100%其中，η表示传动效率，ea表示链节弯曲弹性损失的传动损失，eo 表示滚子与链节摩擦的传动损失。
最后，我们还需要根据设计要求计算滚子链传动的寿命。
滚子链传动的寿命可以根据以下公式计算：L10 = (Cn * f1 * f2 * ... * fm) / P其中，L10表示滚子链传动的额定寿命，Cn表示额定动载荷，f1、f2、..、fm表示载荷系数，P表示滚子链传动的传动功率。
综上所述，滚子链传动的设计计算包括中心距的选择、带载能力的计算、传动效率的计算和寿命的计算。
只有全面考虑各种因素，才能设计出稳定可靠的滚子链传动。
机械设计-链传动的设计计算
目 录
1 链传动的失效形式 2 链传动的设计准则 3 设计计算步骤和内容
链传动的失效形式
(1) 链条铰链磨损。压力较大且滑动，产生磨损，导致跳齿和脱链。 (2) 链的疲劳破坏。拉力在变化，应力循环后，发生疲劳断裂、点蚀。 (3) 冲击破断。链条、销轴、套筒发生疲劳断裂。 (4) 链条铰链的胶合。瞬时高温，表面粘结并金属撕下。 (5) 链条的静力拉断。在低速（v < 0.6m/s）重载或突然过载，拉断。
设计计算步骤和内容
2.确定链条型号、节距p和排数
在满足传递功率的情况下，应尽量选用小节距的单排链
高速重载时可选用小节距的多排链
低速重载时可选用大节距排数较少的多排链
设计计算步骤和内容
3.计算链节数和中心距a
一般初选中心距 a=（30～50） p，最大可为 a max=80 p。按下式计算 ]，而必须对其进行修正，故有
Pca=KAP≤KZKLKPP0，即：
P0
P
KZ
KA KL
KM
A系列滚子链的额定功率曲线
链传动的设计准则
2.低速链传动（v＜0.6m/s）
低速链传动v＜0.6m/s，链条常因静强度不够而破坏，除了进行以上步骤的 设计计算，还需进行静强度计算，即：
1.确定链轮的齿数z1、z2和传动比
滚子链传动的小链轮齿数z1应根据链速v和传动比i 由下表选取, 大链轮齿数z2 =iz1， 并圆整为整数，不宜太多，一般应使z2≤120。
链 速 v （ m/s ） 0.6~3 3~8
＞8
Z1
≥15~17 ≥19~21 ≥23~25
通常链传动传动比i≤7，推荐i=2～3.5。 当工作速度较低 （v <2m/s） 且载荷平稳、传动外廓尺寸不受限制时， 允许 i≤10。
链传动的设计计算
链传动的设计计算1、主要参数的确定链传动各参数对传动的影响及确定如下：齿数、和传动比i的影响及选取：小链轮齿数少，动载荷增大，传动平衡性差。
因此需要限制小链轮最少齿数,一般=17。
链速很低时，可取为9，也不可过多，以免增大传动尺寸。
推荐范围：≈292i。
=i 链轮齿数=120，因为链轮齿数过多时，链的使用寿命将缩短，链条稍有摩损即从链轮上脱落。
另外，为避免使用过度链节，链节数一般为偶数，考虑到均匀摩损，链轮齿数、最好选用与链节数互为质数的奇数，并优先选用数列17、19、21、23、25、38、57、76、85、114。
通常，链传动传动比i≤6。
推荐i=23.5。
链节距P的选择：链节距P越大，承载能力越大，但引起的冲击，振动和噪音也越大。
为使传动平稳和结构紧凑，应尽量选用节距较小的单排链，高速重载时，可选用小节距的多排链。
中心距a和链节数:中心距a取大些，链长度增加，链条应力循环次数减少，疲劳寿命增加，同时，链的磨损较慢，有利于提高链的寿命；中心距a取大些，则小链轮上包角增大，同时啮合轮齿多，对传动有利。
但中心距Q过大时，松边也易于上、下颤动，使传动平稳性下降，因此，一般取初定中心距=（30-50）P，最大中心距=80p ，且保证小链轮包角≥120°。
链条长度常以链节数来表示，L=p:Lp计算后园整为偶数。
然后根据Lp计算理论中心距a:为保证链条松边有适当垂度f=(0.010.02)a，实际中心距a′要比理论中心距a略小些。
△a=a-a ′=(0.0020.004)a, 中心距可调时，取较大值；否则取较小值。
链速v：链速的提高受到动载荷的限制，一般不宜超过12m/s 。
如果链和链轮制造质量很高，链节距较小，链轮齿数较多，安装精度很高，以及采用合金钢制造链，链速可以达到2030m/s．2、额定功率和计算功率在规定试验条件下，把标准中不同节距的链条在不同转速时所能传递的功率，称为额定功率，滚子链额定功率曲线如图所示。
链 传 动
(1）传动比I 传动比受链轮最小齿数和最大齿数的限制，且外廓尺寸也不能过大，传动比 过大时，小链轮上的包角α1将会太小，同时啮合的齿数也太少，将加速轮齿的 磨损。因此，通常要求包角α1不小于120°。一般取传动比i≤7，推荐i=2～ 3.5。当工作速度较低(v<2m/s)，且载荷平稳、传动外廓尺寸不受限制时，允 许i≤10。
1.1 概述
(2）滚子链链轮 滚子链链轮是链传动的主要零件。链轮齿形满足下列要求： 1)保证链条能平稳而顺利地进入和退出啮合。 2)受力均匀，不易脱链。 3)便于加工。 链轮的齿形有国家标准。GB 1244—1985规定了滚子链链轮的端面齿槽形 状，如图11.5所示，即为三圆弧(dc、ba、aa′)和一直线(cb)齿形。 由于链轮采用标准齿形，所以在链轮工作图上不必绘制其端面齿形，只需在 图的右上角注明基本参数和“齿形GB 1244—1985制造”字样即可。
1.2 链传动的运动特性
链条绕上链轮后，在啮合区域的部分链将折成正多边形，因此链传动相当于 一对多边形轮子之间的传动，见图11.9。设z1、z2为两链轮的齿数，p为节距 （mm），n1、n2为两链轮的转速（r/min），则链条线速度（简称链速）为
图11.9 链传动的运动分析
1.3 滚子链传动设计
1.1 概述
图1.1 传动链的类型
1.1 概述
1.滚子链传动
(1）滚子链的结构和标准 滚子链由内链板1、套筒4、外链板2和销轴3组成，见图1.2。内链板与套筒 、外链板与销轴均为过盈配合，套筒与销轴、滚子与套筒之间均采用间隙配合 ，因此，内、外链板在链节屈伸时可相对转动。当链与链轮啮合时，链轮齿面 与滚子之间形成滚动摩擦，可减轻链条与链轮轮齿的磨损。内、外链板制成 “∞”字形，可使其剖面的抗拉强度大致相等，同时亦可减小链条的自重和惯 性力。组成链条的各零件，由碳钢或合金钢制成，并进行热处理，以提高强度 和耐磨性。 滚子链相邻两滚子中心的距离称为链节距，用p表示，它是链条的主要参数 。节距p越大，链条各零件的尺寸越大，所能承受的载荷越大。 滚子链可制成单排链和多排链（如双排链或三排链)，见图1.2和图1.3。排数 越多，承载能力越大。由于制造和装配精度，会使各排链受力不均匀，故一般 不超过4排。
链传动设计步骤及计算公式
从动链轮的功率比系数[-]
η
效率[-]
T i
作用于从动链轮的转矩[Nm]
F 1
单个链轮接触链处链范围内的力[N]
F 2
单个链轮离开链处链范围内的力[N]
F 1(i+1)
下一个链轮逻辑上接触链处链范围内的力[N]
F R
每个链轮的结果轴载荷[N]
β
每个链轮的接触角度[deg]
确定每个链轮紧边和松边处的力。该程序定义了每个链轮的输入上的力F 1 和输出上的力 F 2 。这些力是针对于链运动定义的。输入上的力 F 1 是链接触给定链轮的链范围内的力。输出上的力 F 2 是链离开给定链轮的链范围内的力。
驱动链轮紧边上的链范围内的力
F 1 = F Tmax
驱动链轮松边上的链范围内的力
F 2 = F 1 - F p
每个从动链轮紧边上的链范围内的力
每个从动链轮紧边处链范围内的力被链逻辑上接触下一个链轮处的力（相对于链运动方向）消耗。
F = F 1(i+1)
每个从动链轮松边上的链范围内的力
F 1 = F 2 - F p P X
每个链轮的结果轴载荷
其中：
P
功率[W]
T
转矩[Nm]
n
链轮的速度[rpm]
n 1
驱动链轮的速度[rpm]
n i
从动链轮或空转轮的速度[rpm]
i
从动链轮或空转轮的传动比[-]
v
链速度[m/s]
D P
链轮的节径[m]
F P
有效链拔模或拉伸载荷[N]
F C
离心力[N]
m
特定链质量[kg/m]
F Tmax
教学链范围内的最大拉伸[N]
链传动设计计算
链传动设计计算
链传动设计计算可以涉及以下几个方面：
1. 传动比的计算：传动比是指驱动轮与被驱动轮的周速比。
可以通过计算链条的齿数比来确定传动比，公式为：
传动比 = 驱动轮齿数 / 被驱动轮齿数
2. 链条长度的计算：链条长度可以通过链条齿数和链节的长度来计算，公式为：
链条长度 = （链节数 - 1）* 链节长度 + 2 * 预紧量
3. 弯曲直径的计算：弯曲直径是指链条在链轮上弯曲时的最小直径。
弯曲直径与链节的长度和链条的弯曲半径有关，可以通过以下公式计算：
弯曲直径 = 链节长度 / sin(链条弯曲半径的一半)
4. 驱动轮的选型计算：根据所需的传动比和要传递的功率，可以计算出最合适的驱动轮尺寸。
具体计算方式可以根据传动系统的具体要求来确定。
5. 链条轴距的选择：链条轴距是指链条两个相邻链节中心之间的距离。
可以根据驱动轮和被驱动轮的齿数及传动比来确定链条轴距。
一般来说，链条轴距的选择应使链条呈现适度的张紧状态。
以上只是链传动设计计算的一些基本内容，具体的计算方法还需要根据具体的传动系统要求和设计约束来确定。
不同类型的
链传动系统（如滚子链传动、齿形链传动等）可能还需要额外的计算因素。
机械设计试题及答案第七章链传动
答案： a0 ＝（30～50）P
7－38 计算链条速度V（ m／s）的公式是下面所列的哪一个？
(1)V=d1w1/2000; (2) V=d1n1/6000; (3) V= d2w2/6000;(4) V=z1n1p/6000;
（l）12A—2X120 GB1243.1—83；（2）20A—1X120 GB1243.1—83； （3）20A—2X120 GB1243.1－83；（4）12A—1X120 GB1243.1—83。
答案： 20A—2 X 120 GB 1243.1—83。
7－20 有一标记为 08A—2 X 9 GB1243．l—83 的链条，下列主要尺寸和链条种类哪个正确？
7－34 链条在小链轮上的包角过小，对链传动有何不利影响？
（1）链条易从链轮上滑落；（2）链条易被拉断，承载能力低；（3）同时啮合的齿数少，链条和轮齿的磨损快；（4）链传动的运动不均匀，冲击作用大。
答案：同时啮合的齿数少，链条和轮齿的磨损快。
7－35链传动的中心距过小，对其运动有何不利影响？
（1）链条工作时颤动、运行不平稳；（2）链条运动不均匀性和冲击作用增强；（3）小链轮上的包角小，链条磨损快；（4）不利于安装。
计算题
问答题
第七章 链传动
判断题
填空题
答案：增大。 答案：不 答案：疲劳 答案：磨损。 答案：链条铰链的胶合。
7－1链条节距P是滚子链的主要参数，节距_______时，链条中各零件的尺寸及可传递的功率随着增大。 已知一滚子链的标记为 10A—2 X 110 GB1243.1—83，其中10表示_____， A表示____，节距为____ mm， 2X110表示_____、_____ 对相同直径的链轮，其转速越________，节距越_________，齿数越_______,则传动的动载荷就越大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、链传动的设计计算
已知条件：传递功率P，大、小链轮转速n1、 n2或传动比，原 动机种类，载荷性质、传动用途等。
设计的任务是：确定链的型号、节距p，链轮齿数z1,z2,,链节数Lp， 中心距a及链轮结构尺寸等。 按链速的不同，确定链节距p的方法有两种。 1、当链速v＞0.6m/s时：失效形式主要是疲劳破坏，应按图711的许用功率曲线进行计算。但考虑实际与实验条件不同，因 此要进行修正，即：
§7—4 链传动的设计计算
一、链传动的失效形式
1）链条铰链的磨损；
2）链板、销轴、套筒、 滚子的疲劳破坏； 3）冲击疲劳破坏；
4）链条铰链的胶合；
5）链条的静力拉断；
6）链节磨损后伸长。
二、滚子链传动的功率曲线和计算准则
1、极限功率曲线 分析：链传动的极限功率P受各种失效形式的限制，如下图。
1—由铰链磨损限定的极限功率曲线； 2—由链板疲劳破坏限定的极限功率曲线； 3—由套筒滚子冲击疲劳破坏限定的极限功率曲线； 4—销轴与套筒胶合限定的 极限功率曲线； 5—良好润滑情况下许用功 率曲线,是设计时实际使用 的功率曲线； 6—润滑密封不好或工作环 境恶劣的极限功率曲线,较 良好的润滑下低得多。
为使链轮和链条均匀磨损，Z应取与链节数互为质数的奇数 ， 链节数Lp应选偶数，并避免采用过渡链节。 2、传动比i i＝10 i ≤7 ,一般取 i＝2-3.5,当v＜2m/s，且载荷平稳时，
3、链的节距p和排数
由计算功率 P0= KA.P (KW)及小链轮转速n1查图7-11选择链 的节距p、链型号及排数。 注意：节距大，传动能力大，但运动不均匀性及冲击噪声也大。 所以，在满足一定功率条件下，P越小越好，高速链尤其如此 。
式中：S为静强度安全系数；Q为链条的极限拉伸载荷，见表71；F1为链条紧边拉力，可用工作拉力 F=1000 KAPC /v代替；[S] 为许用安全系数，一般取4-8，低速及不太重要的链传动可取较 小值；高速重载、较重要的传动可取较大值。
四、链传动的设计步骤及参数选择1、链轮齿 NhomakorabeaZ1、Z2
Z1过少— 1）传动不均性和动负荷增大；多边形效应会增大； 2）P增大后， 角 增大，功率损失增加，链绕进、出轮磨损加剧；3）当链节距P一定时，Z少，D 小，圆周力（=2T/D）↑加速轮与链的破坏。 Z2过多—外壳尺寸大、重量加大；容易脱链 。 因此，必须限制齿数，推荐 Z1=29-2 i, 且要满足表7-5中链速对 Z1的限 制。 Z 2= i Z1，且Z2 < 120。
3、掌握链传动的设计步骤及有关参数的选择方法。
布置作业：
7-4-1、链传动的失效形式有哪些？发生失效的原因各是什么？
7-4-2、链轮齿数对传动平稳性有什么影响？链轮齿数为什么不 能过少？ 7-4-3、节距对传动平稳性有什么影响？高速时选择大节距还是 小节距？
4、初定中心距 一般初选中心距a0=(30-50)p,最大可取80p。 5、链节数 根据初选中心距a0的大小，可求出初选链节数Lp0
7-12式
将上式计算出的Lp0圆整，并取偶数，得链传动的实际 链节数Lp。
6、中心距a
7-13式
或
7-14式
为保证合理的垂直度和便于安装，一般将中心距设计成 可调式，若中心距不能调节，安装时实际中心距应比计算中 心距减小2-5mm。 7、链速v 8、工作拉力F
式中，P为链传递的功率；KA为链传动的工作 情况系数，由表7-3定； Km为多排链系数，见 表7-4； Kz为小链轮系数 。当链传动工作有图 7-11中的高峰值的左侧时，
当链传动工作有图7-11中的高峰值的右侧时，
根据已知小链轮转速n1 和计算出的P0值，由图7-11选择合适的节 距确定链的型号。 2、当V<0.6m/s时，主要失效形式：过载拉断，链条的静强度 计算式为：
7-15式
9、轴压力FQ
7-16式
小结： 1、链传动的失效形式：1）链条铰链的磨损；2）链板、销轴、 套筒、滚子的疲劳破坏；3）冲击疲劳破坏；4）链条铰链的胶 合；5）链条的静力拉断；6）链节磨损后伸长。 2、理解滚子链传动的功率曲线和计算准则，懂得运用图7-11链 传动的许用功率图进行选择所需的链条型号。
P
1
2
3
5 6
4
n1
2、A系列套筒滚子链的许用功率曲线图
实验条件：单列,水平布置,载 荷平稳, Z1=19, i=3, a=40p, 工作寿命th=15000小时。
i. 当设计的Z、i、th、a等不 同时，应对P0进行修正。 ii. 当润滑不良时：允许的 P0值要下降。 iii.当V<0.6m/s时，主要失效 形式：过载拉断—按静强度 计算。 根据小轮n1，可查出链速 v＞0.6m/s时各种链条所能 传递的许用功率；或已知 许用功率反查各种链条的 链速。
第七章 链传动
链传动的设计计算
机械科教师：马少萍
2005年9月制作
复习旧课：
1、链传动的工作原理与特点是什么？
2、链传动的主要类型有哪几种？ 按工作特性分：起重链，牵引链，传动链。 按传动链接形式分：套筒链；滚子链；齿形链；成型链 。 3、什么情况下要采用过渡链节？ 当链节数Lp为奇数时，应采用过渡链节， 4、链传动的失效形式有哪些？ 链传动的失效形式有：1、链条铰链的磨损；2、链的疲劳破 坏；3、冲击疲劳破坏；4、链条铰链的胶合；5、链条的静力 拉断，