链条设计

3.齿轮链条的设计
3.1选择链轮齿数
取小链轮齿数z 1=18，大链轮齿数3612==iz z
3.2确定计算功率
由教材表9-6得K A =1.0,由教材图9-13查得K Z =1.5,单排链，则计算功率为：P ca =K A K Z P=0.105
3.3选择链条型号和节距
根据P ca =0.105W 及n=70 r/min ，查教材图9-11得，可选08A ，
链条节距为p=12.7
3.4计算链节数和中心距
初选中心距
a 0=（30～50）p=35
相应的链长节数为 89.384)(2)(20
22122100=-+++=a p z z z z p a L P π 取链长节数L p =40 节，查教材表9-7得到中心距计算系数
f 1=0.22185 ,则链传动的最大中心距为：
201](2[211=+-=）
z z L p f a p
3.5计算链速υ，确定润滑方式 735.060000
11==p z n υ 由υ=0.735 和链号08A ，查教材图9-14得，应采用定期人工润滑
3.6计算压轴力Fp
有效圆周力为23.951000==υp
F e
假设链轮水平布置时的压轴力系数K Fp =1.15，则压轴力为
F P =K Fp F e =109.52
4. 齿轮传动的设计计算
4.1 选定齿轮的类型，精度等级，材料及齿数
(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。

(2)新型多功能健身器为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。

(3)材料选择。

由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为280HBS ，大齿轮为45钢（正火），硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。

(4)选小齿轮齿数181=z ，则大齿轮齿数3612==I I z i z
4.2 按齿面接触强度设计
按齿面接触疲劳强度设计，即 2311)]
[(132.2H E d t Z u u KT d σ±⋅Φ≥ 1> 确定公式内的各计算数值
Ⅰ.试选载荷系数3.1=t K 。

Ⅱ.计算小齿轮传递的转矩 Nm 412.37105.951
51=⨯=n P T Ⅲ.由《机械设计》表10-7选取齿宽系数1=Φd 。

Ⅳ.由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数21188MPa Z E =。

Ⅴ.由《机械设计》图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPa H 6001lim =σ；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 5502lim =σ。

Ⅵ.计算应力循环次数
9211043.160⨯==h jL n N
812101⨯==I I
i N N Ⅶ.由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数97.01=HN K ；25.12=HN K 。

Ⅷ.计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1.1 MPa MPa S K HN H 52960097.0][1
lim 11=⨯==σσ
MPa MPa S
K HN H 62555025.1][2lim 22=⨯==σσ 2>.计算
Ⅰ. 试算小齿轮分度圆直径t d 1，代入][H σ中较小的值。

mm Z u u KT d H E d t 45)][(132.223
11=+⋅Φ≥σ Ⅱ.计算圆周速度v 。

s m n d v t 03.11000602
1=⨯=π
Ⅲ.计算齿宽b 。

mm d b t d 9.461=⨯Φ=
Ⅳ.计算齿宽与齿高之比h
b 模数 mm z d m t t 96.11
1== 齿高 mm m h t 41.425.2==
67.1041
.405.47==h b Ⅴ.计算载荷系数
根据s m v 09.1=，7级精度，由《机械设计》图10-8查得动载系数11.1=V K ；
直齿轮，1==ααF H K K ；
由《机械设计》表10-2查得使用系数1=A K ；
由《机械设计》表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑对称分布时，310.1=βH K ；
由67.10=h
b ，310.1=βH K 查《机械设计》图10-13得27.1=βF K 故载荷系数
454.1==βαH H V A K K K K K
Ⅵ.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 mm K K d d t t t 84.383
1== Ⅶ.计算模数 mm z d m t 14.21
== 4.3 按齿根弯曲强度设计
4.3.1确定计算参数
弯曲强度的设计公式
3211)]
[(2F Sa Fa d Y Y z KT m σΦ≥ 1>.确定公式内的各计算数值
Ⅰ.由《机械设计》图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa FE 5001=σ；大齿轮的弯曲强度极限MPa FE 3802=σ；
Ⅱ.由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数87.01=FN K ，90.02=FN K ； Ⅲ.计算弯曲疲劳许用应力；
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，有 MPa S K FE FN F 311][111==
σσ
Ⅳ.计算载荷系数K ； 41.1==βαF F V A K K K K K
Ⅴ.查取齿形系数；
由《机械设计》表10-5查得65.21=Fa Y ；20.22=Fa Y
MPa S
K FE FN F 3.244][222==σσ
Ⅵ.查取应力校正系数；
由《机械设计》表10-5查得58.11=Sa Y ；78.12=Sa Y
Ⅶ.计算大、小齿轮的]
[F Sa Fa Y Y σ并加以比较； 0135.0][1
11=F Sa Fa Y Y σ 016.0][2
22=F Sa Fa Y Y σ 大齿轮的数值较大。

4.3.2设计计算
mm Y Y z KT m F Sa Fa d 56.1)]
[(23211=Φ≥σ
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮的模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.56并就近圆整为标准值mm m 2=，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数
1911≈=
m
d z 大齿轮齿数，取362=z 。

这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。

4.4 几何尺寸的计算
4.4.1计算中心距
(4).几个尺寸计算
1>.计算分度圆直径
mm m z d 5011==
mm m z d 7622==
2>.计算中心距
mm d d a 632
21=+= 3>.计算齿轮宽度
mm d b d 501=Φ=
取mm B 502=，mm B 551=。

(5).结构设计及绘制齿轮零件图
首先考虑大齿轮，因齿轮齿顶圆直径大于20mm ，而又小于160mm ，故以选用腹板式结构为宜。

-------放图。