1. 已知條件
鍊傳動設計通常已知的條件是:傳動的用途、工作情況、 原動機和工作機種類、傳遞的功率和載荷性質、鍊輪的轉速n1、 n2或傳動比i,以及對結構尺寸的要求。
2. 鍊傳動主要參數的選擇
(1)傳動比i。通常鍊傳動傳動比i≤7,推薦i=2~3.5。當工作速度較低(v<2m/s)且載荷平穩、傳動外廓尺寸不受限制時, 允許i≤10。
(2) 鍊輪齒數z1、z2。為減小鍊傳動的動載荷,提高傳動平穩性,小鍊輪齒數不宜過少,可參照鍊速(見表7-11)和傳動比i選取(見表7-12),推薦z1 =29-2i。當鍊速很低并要求結構緊湊時, 也可取小鍊輪最少齒數zmin=9。
小鍊輪齒數z1與鍊速υ
小鍊輪齒數z1與傳動比i
當z1确定後,則大鍊輪齒數z2=iz1,并圓整為整數。為避免跳齒和脫鍊現象,減小傳動外廓尺寸和重量, 大鍊輪齒數不宜太多,一般應使z2≤120。
從減小傳動速度不均勻性和動載荷考慮,小鍊輪齒數z1應受到鍊速的限制(見表7-11);而從限定大鍊輪齒數和減小傳動尺寸出發,小鍊輪齒數z1亦受到傳動比的制約(見表7-12)。通常在設計中,可先由表7-12按傳動比選定小鍊輪齒數z1,表7-11用于鍊速的核驗。
由于鍊節數常為偶數,考慮到鍊條和鍊輪輪齒的均勻磨損, 鍊輪齒數一般應取與鍊節數互為質數的奇數。鍊輪齒數優選數列: 17、 19、 21、 23、 25、 38、 57、 76、 95、 114。
(3) 鍊節距p和排數。在一定條件下,鍊節距越大,承載能力越高,但傳動平穩性降低,動載荷及噪音随之加大。因此設計時應盡量選用小節距的單排鍊,高速重載時可選用小節距的多排鍊。
适宜選用的鍊節距p可根據單排鍊的額定功率Po和小鍊輪轉速n1從圖7-25查出。但當鍊傳動實際工作條件與額定功率Po值的制定條件不相同時,需引入一系列相應的系數對Po 值加以修正,才能得到鍊傳動的設計功率PC(kW)。
式中: P——傳遞的功率;
KA——工況系數, 見表;
Kz——小鍊輪齒數系數,見表;
Kp——多排鍊系數,見表。
工作情況系數
小鍊輪齒數系數Kz
(4) 中心距a和鍊節數Lp。中心距的大小對鍊傳動的工作性能也有較大的影響。中心距過小,鍊在小鍊輪上的包角減小, 且鍊的循環頻率增加而影響傳動壽命;中心距過大,傳動外廓尺寸加大,且易因鍊條松邊垂度太大而産生抖動。一般初選中心距a0=(30~50)p,最大可為amax=80p。
鍊條的長度一般用節數Lp表示,Lp=L/p,L為鍊長。根據帶長的計算公式(式(7-20)),可導出鍊節數的計算公式。
初算出的鍊節數Lp0,必須圓整為相近的整數Lp,最好為偶數, 以避免使用過渡鍊節。根據鍊節數Lp,就能算出鍊傳動的實際中心距
一般情況下,a和a0相差很小,亦可由下式近似計算
為了便于鍊條的安裝和保證合理的松邊下垂量,實際安裝中心距應比計算中心距小2~5mm。中心距一般設計成可以調節的,以便鍊節鉸鍊磨損變長後能調節鍊條的張緊程度;否則應設有張緊裝置。
(5) 鍊條作用在軸上的拉力FQ。鍊傳動和帶傳動相似,在安裝時鍊條也有一定的張緊力,其目的是使鍊條工作時松邊不緻過松,防止跳齒和脫鍊現象。由于張緊力的存在,所以鍊條對軸也存在作用力FQ ,一般取
式中:F——圓周力,即鍊的工作拉力(由式(7-4)計算得到), 有沖擊、振動時取較大值。
【例7-2】試設計一鍊式輸送機上的滾子鍊傳動。已知電機額定功率P=7.5kW,主動鍊輪轉速n1=960r/min,從動鍊輪轉速n2=320 r/min,載荷平穩,中心距可以調整。要求設計此鍊傳動。
解 選擇鍊輪的齒數設計步驟和方法如下:
(1) 确定鍊輪齒數z1,z2。
傳動比
假定鍊速v=3~8m/s,并參考i=3,由表7-12,表7-11選取小鍊輪齒數z1=23;
大鍊輪齒數 z2=iz1=3×23=69。
(2) 确定鍊條節距p。
式中:小鍊輪齒數系數Kz由表7-14查得,Kz=1.23;
多排鍊系數Kp(按雙排鍊考慮),由表7-15查得,Kp=1.7;
工作情況系數KA,由表7-13查得, KA =1.0。
根據PC=4.66 kW,n1=970 r/min,由圖7-25選定鍊号為10A,節距p=15.875mm。
(3) 驗算鍊速v。由式(7-30)
由表7-11知,鍊速合适;按圖7-26,傳動采用油浴潤滑。
(4) 确定中心距a和鍊條節數Lp。
① 初選中心距a0:取a0 =40p=635 mm。
② 确定鍊條節數Lp:
取鍊節數Lp=126。
③ 計算實際中心距a:
考慮安裝垂度,取a=625mm。
5) 計算壓軸力FQ。
由式(7-4),并考慮鍊的工作情況系數KA=1.3,得鍊的實際拉力F
由式(7-38),得壓軸力FQ
(6) 鍊輪的材料及熱處理。
鍊輪材料選用45鋼, 經熱處理後硬度為40~50HRC。
(7) 鍊輪的結構和技術設計(略)。
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