滚子链传动效率 机械设计滚子链传动的设计计算
1. 已知条件
链传动设计通常已知的条件是:传动的用途、工作情况、 原动机和工作机种类、传递的功率和载荷性质、链轮的转速n1、 n2或传动比i,以及对结构尺寸的要求 。
2. 链传动主要参数的选择
(1)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 。
(2) 链轮齿数z1、z2 。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,可参照链速(见表7-11)和传动比i选取(见表7-12),推荐z1 =29-2i 。当链速很低并要求结构紧凑时,也可取小链轮最少齿数zmin=9 。

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小链轮齿数z1与链速υ

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小链轮齿数z1与传动比i
当z1确定后,则大链轮齿数z2=iz1,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z2≤120 。
从减小传动速度不均匀性和动载荷考虑,小链轮齿数z1应受到链速的限制(见表7-11);而从限定大链轮齿数和减小传动尺寸出发,小链轮齿数z1亦受到传动比的制约(见表7-12) 。通常在设计中,可先由表7-12按传动比选定小链轮齿数z1,表7-11用于链速的核验 。
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 。
【滚子链传动效率 机械设计滚子链传动的设计计算】(3) 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可根据单排链的额定功率Po和小链轮转速n1从图7-25查出 。但当链传动实际工作条件与额定功率Po值的制定条件不相同时,需引入一系列相应的系数对Po 值加以修正,才能得到链传动的设计功率PC(kW) 。

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式中: P——传递的功率;
KA——工况系数,见表;
Kz——小链轮齿数系数,见表;
Kp——多排链系数,见表 。

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工作情况系数
小链轮齿数系数Kz

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(4) 中心距a和链节数Lp 。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a0=(30~50)p,最大可为amax=80p 。
链条的长度一般用节数Lp表示,Lp=L/p,L为链长 。根据带长的计算公式(式(7-20)),可导出链节数的计算公式 。

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初算出的链节数Lp0,必须圆整为相近的整数Lp,最好为偶数,以避免使用过渡链节 。根据链节数Lp,就能算出链传动的实际中心距

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一般情况下,a和a0相差很小,亦可由下式近似计算

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为了便于链条的安装和保证合理的松边下垂量,实际安装中心距应比计算中心距小2~5mm 。中心距一般设计成可以调节的,以便链节铰链磨损变长后能调节链条的张紧程度;否则应设有张紧装置 。
(5) 链条作用在轴上的拉力FQ 。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FQ,一般取

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式中:F——圆周力,即链的工作拉力(由式(7-4)计算得到), 有冲击、振动时取较大值 。
【例7-2】试设计一链式输送机上的滚子链传动 。已知电机额定功率P=7.5kW,主动链轮转速n1=960r/min,从动链轮转速n2=320 r/min,载荷平稳,中心距可以调整 。要求设计此链传动 。
解 选择链轮的齿数设计步骤和方法如下:
(1) 确定链轮齿数z1,z2 。
传动比

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假定链速v=3~8m/s,并参考i=3,由表7-12,表7-11选取小链轮齿数z1=23;
大链轮齿数 z2=iz1=3×23=69 。
(2) 确定链条节距p 。

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式中:小链轮齿数系数Kz由表7-14查得,Kz=1.23;
多排链系数Kp(按双排链考虑),由表7-15查得,Kp=1.7;
工作情况系数KA,由表7-13查得,KA =1.0 。

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根据PC=4.66 kW,n1=970 r/min,由图7-25选定链号为10A,节距p=15.875mm 。
(3) 验算链速v 。由式(7-30)

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由表7-11知,链速合适;按图7-26,传动采用油浴润滑 。
(4) 确定中心距a和链条节数Lp 。
① 初选中心距a0:取a0 =40p=635 mm 。
② 确定链条节数Lp:

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取链节数Lp=126 。
③ 计算实际中心距a:

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考虑安装垂度,取a=625mm 。
5) 计算压轴力FQ 。
由式(7-4),并考虑链的工作情况系数KA=1.3,得链的实际拉力F

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由式(7-38),得压轴力FQ

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(6) 链轮的材料及热处理 。
链轮材料选用45钢,经热处理后硬度为40~50HRC 。
(7) 链轮的结构和技术设计(略) 。

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