链轮设计

§7-6 滚子链传动的设计计算
一．滚子链传动的设计计算
已知；传动用途、工作情况、原动机种类、传递的功率P 、链轮转速n 1、n 2（或i ），结构尺寸要求等。

设计内容：链条节距p 、列数、链条链节数L p 、传动中心距a ；大、小链轮齿数z 1 、z 2；轴压力Q ；润滑方式。

设计步骤：
1．链轮齿数z 1 、z 2和传动比i
小链轮齿数z 1对链传动的平稳性和使用寿命有较大影响。

齿数少，外廓尺寸小，但齿数过少，运动不均匀性加剧，动载荷和冲击加大；链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰链的磨损加剧；链传递的圆周力增大，加速了链条和链轮的损坏。

齿数过多，将增大传动尺寸和质量，链条磨损后节距的伸长容易发生跳齿和脱链，同样会缩短链条的使用寿命。

齿数的选取原则：（1）链传动速度高时，齿数多些；（2）为考虑磨损均匀，链轮齿数应取与链节数互为质数的奇数，并优先选用以下数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。

12m in 1,17iz z z ==（取整）
，且1202≤z 。

由表9-8，试选v —选取z 1，z 1尽量用奇数。

6≤i ，推荐=2~3.5。

当v<2m/s 且载荷平稳时，可达10。

过大时，链条在小链轮上的包角过小，将减少啮合齿数，因而易出现跳齿或加速轮齿的磨损，故可用二级或二级以上的传动。

2．确定计算功率P ca
计算功率P ca 是根据传递的功率P ，并考虑到载荷性质和原动机的种类而确定，即 P K P A ca = kW
3．初选中心距a 0
a 小，传动结构紧凑，但a 太小，链条总长太短，单位时间里每一链节参与啮合次数过多，加剧链的磨损和疲劳。

a 过大，承载好，但链条长，横向振动大。

一般 ()p a p a 80,50~30m ax 00==（张紧或托板），中心距不可调时，p a 30m ax 0≈。

4．链节数L p
2
12210.222a p z z z z p a L p ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=π 取整，最好取偶数。

5．节距和排数的确定
一定条件下，节距越大，链传动承载能力越强，但节距越大，链传动的多边形效应越严重，动载荷、冲击、振动越严重。

所以，为使链传动结构紧凑、寿命长，尽量取小节距的单排链。

若传动速度高，传递的功率大；或传动中心距小，传动比大，取小节距的多排链。

若传动中心距大而传动比小，取大节距的单排链。

p L z ca
p L z A ca K K K P P P K K K P K P ===00
设计时，先定传动的列数—查表9-11得K p —由上式计算得P 0—由图9-13查得链号—查表9-1得节距p 。

6．验算链速 1000
*6011p z n v = 判断是否与假设符。

7．确定实际中心距 ⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣
⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=2122212128224πz z z z L z z L p a p p 为保证松边有合适的垂度 ()a f 02.0~01.0= 实际中心距 ()a a a
a a 004.0~002.0'=∆∆-=
若传动中心距可调，△a 取大值；若中心距不可调，△a 取小值。

8．小链轮毂孔最大直径
当确定了链条节距和小链轮齿数后，链轮的结构和各部分尺寸已可定出（表9-3），毂孔的最大直径d kmax 也可定出，但d kmax 不小于安装链轮处的轴径；若不能满足要求时，可采用特殊结构的链轮（如链轮轴）或重新选择链传动参数（增大z 1或p ）。

9．计算压轴力Q
e Q F K Q ≈
式中：F e ---链传递的有效圆周力，N ；
K Q ---压轴力系数，对于水平传动，K Q =1.15；对于垂直传动K Q =1.05。

10． 链轮的结构设计，材料和尺寸。

11． 链传动的润滑和防护。

二．低速链传动的静力强度计算
对于链速的低速链传动，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
8~41
≥=F K Qn S A ca 式中：S ca ---链的抗拉静力强度的计算安全系数；
Q---单排链的极限拉伸载荷，kN ，查表9-1；
n---排数；
K A ---工作情况系数，查表9-9；
F 1 ---链的紧边工作拉力，kN 。

低速链传动，小链轮齿数可少于17，但不能小于9。

§7-7 链传动的布置、张紧和润滑
一．链传动的布置
链传动一般应布置在铅垂平面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。

如确有需要，则应考虑加托板或张紧轮等装置，并且设计较紧凑的中心距。

参表9-12。

二．链传动的张紧
目的：避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象；同时增加链条和链轮的包角。

当两轮中心连线倾斜角大于600时，通常设有张紧装置。

张紧的方法：链传动中心距可调时，调节中心距以控制张紧程度；中心距不可调时，可设置张紧轮或在链条磨损变长后取掉1~2个链节，以恢复原来的长度。

张紧轮一般紧压在松边靠近小链轮处。

张紧轮可以是链轮，也可以是无齿的滚轮。

张紧轮的直径与小链轮的直径接近。

张紧轮有自动张紧（用弹簧、吊重等自动张紧装置）及定期调整（用螺旋、偏心等调整装置）。

另外还可用压板和托板张紧。

三．链传动的润滑
链传动的润滑十分重要，对高速、重载的链传动更为重要。

良好的润滑可缓和冲击，减轻磨损，延长链条寿命。

滚子链的润滑方法和要求参表9-13。

润滑油推荐采用牌号为L-AN32、L-AN46、L-AN68的全损耗系统用油。

温度低时取前者。

对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入MoS2，WS2等抗胶合添加剂。

对用润滑油不便的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。