1. 滚子链已知条件

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.

小链轮齿数z1与链速υ

(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,链速和传动比i选取，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.

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;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。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.

(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可查出.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).

式中: P——传递的功率;

KA——工况系数, 见表7-13;

Kz——小链轮齿数系数,见表7-14;

Kp——多排链系数,见表7-15.

(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 。

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。

一般情况下,a和a0相差很小,亦可由下式近似计算

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 FQ=(1.2～1.3)F (7-38)

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

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.

由式式中:小链轮齿数系数Kz得,Kz=1.23;

多排链系数Kp(按双排链考虑),得,Kp=1.7;

工作情况系数KA,得, KA =1.0.

根据PC=4.66 kW,n1=970 r/min,选定链号为10A,节距p=15.875mm.

(3) 验算链速v.由式知,链速合适;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:

取链节数Lp=126.

③ 计算实际中心距a:

考虑安装垂度,取a=625mm.

(5) 计算压轴力FQ.

并考虑链的工作情况系数KA=1.3,得链的实际拉力F

得压轴力FQ

FQ=1.3F=1.3×1669.5=2170.4N

(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).