滚动螺旋传动设计计算步骤(机械设计滚子链传动的设计计算)(1)

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。

(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

滚动螺旋传动设计计算步骤(机械设计滚子链传动的设计计算)(11)

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

滚动螺旋传动设计计算步骤(机械设计滚子链传动的设计计算)(17)

由式(7-38),得压轴力FQ

滚动螺旋传动设计计算步骤(机械设计滚子链传动的设计计算)(18)

(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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