滚子链传动的设计计算编辑版

1、第四节 滚子链传动的设计计算决定链的型号、合链是标准件，因而链传动的设计计算主要是根据传动要求选择链的类型、 理地选择参数、链轮设计、确定润滑方式等。、链运动的主要失效形式1皎链磨损链节在进入和退出啮合时， 相邻链节发生相对转动， 因而在皎链的销轴与套筒间有相对转动 动，引 起磨损，使链的实际节距变长，啮合点沿链轮齿高方向外移。当达到一定程度后，就会破坏链与链轮的正确啮合，导致跳齿或脱链，使传动失效。链条磨损后节距变长的情况如图8-12a所示。图中Dp为链节距的平均伸长量。皎链磨损后实际上只是外链节节距伸长了2Dp,即P2=p+2Dp。而内链节距是不变的，即pi = p如图8 T2b所示，可知

2、链轮节圆直径的增量为Dd=Dp/sin(180心 由此可见，若 Dp 一定(通常许用伸长率 Dp/p< 3%),贝U Dd随链轮齿数z的增多而增大。因此，为了保证链的使用寿命，不致过早产生跳齿或脱链，除应满足规定的润滑状态外，还有必要限制链轮的最大齿肉44事外园仃 R® V 1数。图8-12链条磨损皎链磨损，过去是链传动的主要失效形式。近年来，由于链和链轮的材料、热处理工艺、防护与润滑状况都有了很大的改进，链因皎链磨损而失效的形式已经退居次要地位。只有那些不能保证所要求的润滑状态或防护装置不当的传动，磨损才会成为主要的失效原因。a)b)8 T3所示就是链在一定寿命1是在良好而充

3、分润滑条由于链在运转过程中所受载荷不断改变，因而链是在变应力状态下工作的。经过一定循环次数后，链的元件将产生疲劳破坏。滚子链在中、低速时，链板首先疲劳断裂；高速时，由于套筒或滚子啮合时所受冲击载荷急剧增加，因而套筒或滚子先于链板产生 冲击疲劳破坏。在润滑充分和设计、安装正确 的条件下，疲劳强 度是决定链传动承载能力的主要因素。图8-13各种条件下的极隅功率曲线3皎链胶合皎链在进入主动轮和离开从动轮时，都要承受较大的载荷和产生相对转动，当链轮转速超过一定数值时，销轴与套筒之间的承载油膜破裂，使金属表面直接接触并产生很大的摩擦，由摩擦产生的热量足以使销轴和套筒胶合。在这种情况下，或者销轴被剪断，或

4、者导致销轴、套筒与链板的紧配合松动，从而造成链传动迅速失效。试验表明，皎链胶合与链轮转速关系极大，因此，链轮的转速应受胶合失效的限制。4.链被拉断在低速（v<0.6m/s ）、重载或尖峰载荷过大时，链会被拉断。链传动的承载能力受链元件静拉力强度的限制。少量的轮齿磨损或塑性变形并不产生严重问题。但当链轮轮齿的磨损和塑性变形超过一定程度后，链的寿命将显著下降。通常，链轮的寿命为链条寿命的23倍以上。故链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。】、链传动的承载能力链传动在不同的工作情况下，其主要的失效形式也不同，如图 下，小链轮在不同转速下由于各种失效形式限定的极限功率曲线。件下由磨损破坏限

5、定的极限功率曲线；2是在变应力作用下链板疲劳破坏限定的极限功率曲线；3是由滚子套筒冲击疲劳强度限定的极限功率曲线；4是由销轴与套筒胶合限定的极限功率曲线；5是良好润滑情况下的额定功率曲线，它是设计时实际使用的功率曲线；6是润滑条件不好或工作环境恶劣情况下的极限功率曲线，在这种情况下链磨损严重，所能传递的功率比良好润滑情况下的功率低得多。如图8-14所示为A系列滚子链的实用功率曲线图，它是在 平稳、按照推荐的润滑方式润滑（见图8T5 ）、工作寿命为长率不超过3%的情况下由实验得到的极限功率曲线（即在如图基础上作了一些修正得到的）。根据小链轮转速链速v>0.6m/s情况下允许传递的额定功率P

6、当实际情况不符合实验规定的条件时， 如图 8-14 所示，查得的 PO 值应乘以一系列修正系数， 如小 链轮齿数系数 Kz、链长系数Kl、多排链系数Kp和工作情况系数 Ka等（系数值见下节 图表）。zi=19 、 L=100p 、单排链、载荷15000h 、链因磨损而引起的伸8T3所示的2、3、4曲线ni由此图可查出该情况下各种型号的链在当不能按如图8-15所示的方式润滑而使润滑不良时，贝V磨损加剧。此时，链主要是磨损破坏，额定功率Po值应降低，当 W 1.5m/s且润滑不良时，为图值的 30%60%;无润滑时为15% (寿命不能保 证15000h);当1.5m/s<W 7m/s且润滑不

7、良时，为图值的 15%30%。当v>7m/s且润滑不良时，该传 动不可靠，不宜采用。光t7卜-1舅*图8-14 A系列滚子链实用功率曲线Si1< I0 iftna. I34 AK 19 40 4图8-15推荐的润滑方式I 一人工定期润滑n 一滴油润滑m一油浴或飞溅润滑W一压力喷油润滑当v<0.6m/s时，链传动的主要失效形式是过载拉断，此时应进行静强度校核。静强度安全系数S应满足下式要求（8书）Q见表8 -1;工况系数Ka见链的极限拉伸载荷 Qn=nQ, n为排数，单排链的极限拉伸载荷 表8与；链的总拉力Fi按式(8 -6)计算。当实际工作寿命低于15000h时，则按有限寿命

8、进行设计，其允许传递的功率可高些。设计时可参考 有关资料。三、链传动主要参数的选择F面就这些参数的选择进行分析。1.链的节距和排数链的节距大小反映了链节和链轮齿的各部分尺寸的大小，在一定条件下，链的节距越大，承载能力越高，但传动不平稳性、动载荷和噪声越严重，传动尺寸也增大。因此设计时，在承载能力足够的条件下，尽量选取较小节距的单排链，高速重载时可采用小节距的多排链。一般载荷大、中心距小、传动比大时，选小节距多排链；中心距大、传动比小，而速度不太高时，选大节距单排链。链条所能传递的功率 Po可由下式确定R好A必户(8 -9)Pc=KaP(8 -10)式中P。-加寺定条件下，单排链所能传递的功率P

9、C-链传动的计算功率 （kW）;Ka-王况系数（表8W），若工作情况特别恶劣时，(kW)(见图 8T4)Ka值应比表值大得多表8 W工况系数Ka载何种类输入动力种类内燃机一液力传动电动机或汽轮机内燃机一机械传动平稳载荷1.01.01.2中等冲击载荷1.21.31.4较大冲击载何1.41.51.7KZ-链轮齿数系数（表8-6）,当工作在如图8T4所示的曲线顶点左侧时（链板疲劳），查表中的Kz,当工作在右侧时（滚子套筒冲击疲劳），查表中的K 0;KP-多排链系数（表 8成）；KL-链长系数（见图8T6）,链板疲劳查曲线1,滚子套筒冲击疲劳查曲线 2。 根据式（8 9求出所需传递的功率，再由图8T4

10、查出合适的链号和链节距Zi91011121314151617表8-6小链轮齿数系数KzKz0.4460.5000.5540.6090.6640.7190.7750.8310.887K00.3260.3820.4410.5020.5660.6330.7010.7730.846Z192123252729313335Kz1.001.111.231.341.461.581.701.821.93KQ1.001.161.331.511.691.892.082.292.50表8成多排链系数Kp排数123456Kp11.72.53.34.04.6图8-16链长系数2传动比i链传动的传动比一般应小于6,在低速和

11、外廓尺寸不受限制的地方允许到10,推荐i=23.5传动比过大将使链在小链轮上的包角过小，因而使同时啮合的齿数少，这将加速链条和轮齿的磨损，并使传动外廓尺寸增大。3.链轮齿数z链轮齿数不宜过多或过少。齿数太少时，1）增加传动的不均匀性和动载荷；2）增加链节间的相对转角，从而增大功率消耗；3）增加链的工作拉力（当小链轮转速n、转矩Ti和节距p 一定时，齿数少时链轮直径小，链的工作拉力增加），从而加速链和链轮的损坏。但链轮的齿数太多，除增大传动尺寸和重量外，还会因磨损而实际节距增长后发生跳齿或脱链现象机率增加，从而缩短链的使用寿命。通常限定最大齿数谿 v 120从提高传动均匀性和减少动载荷考虑，建议

12、在动力传动中，滚子链的小链轮齿数按表8毛选取。表8书滚子链小链轮齿数 Z1链速v(m/s0.6338>8Z法17> 21> 25传动比大、链速较低的链传动建议选取较少的链轮从限制大链轮齿数和减小传动尺寸考虑， 齿数。滚子链最少齿数为Zmin =9。4.链节数Lp和链轮中心距a 在传动比ill时，链轮中心距过小，则链在小链轮上的包角小，与小链轮啮合的链节数少。同时，因总的链节数减少，链速一定时，单位时间链节的应力变化次数增加，使链的寿命降低。但中心距太大时，除结构不紧凑外，还会使链的松边颤动。在不受机器结构的限制时，一般情况可初选中心距ao=(3O5O)p,最大可取amax=8

13、0p,当有张紧装置或托板时，a。可大于80p。最小中心距amin可先按 i初步确7E。上L冬* +倒50) mm妇+必9 + i。顽=;皿当i > 3时式中dal、da2 -两链轮齿顶圆直径。链的长度常用链节数Lp表示，Lp= L/p, L为链长。链节数的计算公式为(8 T1)=包 +劫 "a + P_ f 癸 F p2企。I 2A计算出的L值应圆整为相近的整数，而且最好为偶数，以免使用过渡链节 根据链长就能计算最后中心距(8 -12)为了便于链的安装以及使松边有合理的垂度，安装中心距应较计算中心距略小。当链条磨损后，链节增长，垂度过大时，将引起啮合不良和链的振动。为了在工作过

14、程中能适当调整垂度，一般将中心距设计成可调，调整范围Da>2p,松边垂度f=(0.010.02)a。滚子链额定功率曲线1- 由链板疲劳强度限定；2- 由滚子、套筒冲击疲劳强度限JJ巴品率不0满足推Q 0 Q °e g co o q ncbscom小链轮转述nJ3/mia)在推荐的润滑方式下荐的润滑方式时，应滚子链传动的设计计算链传动知识2009-11-04 15:41 阅读40评论0字号：大中小一、失效形式和额定功率链传动的失效形式有链的疲劳破环、链条 皎 链的磨损、链条皎链的胶合以及链条的静力 拉 断。右图示为润滑良好的单排链的额定功率曲 线 图。由图可见，在中等速度的链传动

15、中，链 传动 的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应增 大，传动 能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转 速越高，传动能力就越低，并会出 现皎链胶合现 象，使链条迅速失效。二、A系列滚子链的额定功率曲线三、滚子链传动的设计步骤和方法1 .链轮齿数小链轮齿数Zi少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将会导致：1）传动的不均匀性和动载荷增大；2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，皎链磨损加剧；3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。增加小链轮齿数对传动有利，但如Zi选得太大时，大链轮齿数 Z2将更大，除增大了传动的尺寸和质量外，还易发生跳齿和脱

16、链，使链条寿命降低。链轮齿数的取值范围为17< zW 120。小链轮的齿数可根据链速选择不链就岳数的A选律苗牌"1- tn /s')0- 6-337>2E齿数Zk2U7A21A35由丁链节数通常是偶数，为考虑磨损均匀，小链轮齿数一般应取奇数。 通常限制链传动的传动比iAG推荐的传动比i = 23.5。2.确定计算功率计算功率是根据传递的功率，并考虑到载荷性质和原动机的种类而确定的I电习踊3. 链的节距链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，振动冲击和噪声也越严重。所以设计时应尽量选取小节距的单排链或多排链。考虑到链传动的实际工作条件与标准实验条件的不同，引入修正系数Kz,L和KP,则链所需传递的功率为：曲电心链条节距P可根据功率Po和小链轮转速n由额定功率曲线选取4. 链传动的中心距和链节数链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。设计时一般取中心距ao=（3050） p， 最大取 aOmax =80 p。链条的长度以链节Lp数来表示，链节数为：2%亏+社土，卫事一可7 P 2兀a?计算出的Lp应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的理论中心距为：虹1+ （）* p 2'5. 小链轮毂孔最大直径根据小链轮的节距和齿数由链轮毂孔直径表确定链轮毂孔的最大直径dkmax, 右 dkma