鏈傳動

本計算用于普通滾子鏈傳動進行幾何和強度設計。

程序可以解決以下問題：

1. 選擇適合功率的鏈的類型；
2. 根據功率，幾何參數及重量選擇最佳設計方案；
3. 計算幾何參數，強度及工作參數；
4. 計算功率參數及軸上載荷；
5. 提供二維繪圖及三維建模。

程序與CAD系統一起工作，包括滾子鏈對應的數據庫。本計算引用了以下標准或參考文檔中的程序、算法及數據。

標准列表: ANSI/ASME B29.1M (Dec2001), ANSI/ASME B29.3, DIN 8187, DIN 8181, DIN 8181, DIN 8164, DIN 8150, ISO R606, ISO 1275, BS 228, JIS B1801, JIS B1803.

提示：您可以參照比較文檔"傳動選擇"選擇一個合適的傳動類型。

控制結構及語法.

相關控制結構與語法部分的內容請查看 "控制結構與語法"。

項目信息.

本項目的相關信息請查看 "項目信息".

計算過程

典型的滾子鏈傳動設計計算包含以下步驟：

1. 輸入傳動的功率參數（傳遞功率，速度）； [1]
2. 設置載荷方式、設計工作參數（驅動類型等）； [1]
3. 選擇鏈的類型或標准； [2.2]
4. 在[2.3]中選擇軸距的設計方法並點擊按鈕“自動設計”[2.4]；
5. 如果結果不能滿足需要，請從表[2.8]中根據其他條件選取另一個方案；
6. 校核或者手動修改行[3.1,3.3,3.5和3.7]中的傳動；
7. 校驗功率，速度系數和安全系數； [3.8 - 3.17]
8. 校驗計算系數 [4.2 to 4.9]或者修改不合適的參數並重新進行計算；
9. 以新的文件名保存當前工作簿。

備注：計算基于標准條件進行，其中使用壽命爲15000小時，工作溫度最多爲80 °C / 175 °F。如果在非標准條件下使用，請修改章[4]中的各系數，並與産品制造商聯系。

載荷方式及工作參數 [1]

本段中可以設置計算單位，輸入功率參數，載荷方式及其他用于計算的參數。

1.1 計算單位

從彈出列表中可以選擇單位系統，已輸入的值將自動進行轉換。

1.2 傳遞功率

輸入主動輪（輪1）所需的功率，從動輪的功率將自動根據滾子鏈傳動的效率（一般在98%左右）進行計算。

備注：對于套筒滾子鏈，傳遞的功率範圍爲0.2 to 300kW / 0.3 to 450 HP。

提示：不同類型鏈的效率可以在表“Table”中進行修改。

1.3 鏈輪速度 (需求值).

輸入主動輪的速度及從動輪所需的速度，所需傳動比及實際傳動比將據此進行計算[1.5]。根據需求的傳動比，鏈輪的齒數將被進行設計，並最終決定實際傳動比及從動輪速度。[1.4]

備注：最大轉速根據鏈的理論速度決定。[3.9]

1.4 鏈輪速度 (實際值).

根據輸入速度及鏈輪的齒數進行計算。

1.5 需求傳動比/實際傳動比

所需的傳動比將根據所需的輸入和輸出速度決定，實際的傳動比根據兩個鏈輪的齒數進行計算。紅色數值表示傳動比超過了推薦範圍。

備注：鏈傳動的傳動比最佳爲1到6，最大可以到10到12。

1.6 扭矩

根據實際速度[1.4]和傳遞功率[1.2]進行計算。

1.7 主動機類型 (載荷).

選擇最適合你的設計的主動機類型：

1. 低啓動力矩的電動機；

2. 中啓動扭矩的電動機, 高速多缸引擎 (2到6缸)；

3. 內燃機(低速, 1到2缸)。

1.8 從動機類型 (載荷).

選擇最適合你的設計的從動機類型：

1. 辦公機械，定量裝置，木工機械；

2. 二沖程離心壓縮機，粉料輸送機，車床，鑽床等；

3. 專用機床，水壓機，泵，塊料輸送機；

4. 偏心壓縮機，多沖程壓縮機，碾碎機。

1.9 潤滑類型

計算建立在預定的潤滑條件[4.10和4.11]的基礎上，可以從彈出列表中選擇其他潤滑類型。

1.10 鏈節數

通過開關控制鏈節數爲偶數或隨機數，對于奇數鏈節，需要使用特殊的鏈節來鏈接兩個端部，將使得鏈的破壞力[3.2]下降大概20%，因爲我們推薦使用偶數鏈節。

提示：降低鏈的破壞力的系數可以在鏈的表格中進行設置，見列22。

備注：建議您使用制造商推薦的系數。

1.11 鏈輪齒數

通過開關控制在“自動設計”中設計鏈輪使用奇數齒數或者隨機齒數，一般情況下，推薦鏈輪齒數使用奇數，鏈節數使用偶數。

自動設計 [2]

自動設計將完成一系列選定鏈的尺寸設計，包括小鏈輪齒數範圍[2.4]。 自動設計在任何改動後都將自動進行，最適合所需輸入輸出參數的方案將被保存在結果列表中，其中總重量最輕的方案將被作爲最佳方案，並被導入到計算[3]中。

過程:

自動設計的過程如下：

1. 輸入段[1]中所需的各數據；
2. 設置段[2]中用于自動設計的參數；
3. 點擊行[2.5]中的按鈕“自動設計”,計算的狀態將以文本顯示。

2.1 鏈類型

列表中包含一系列根據ANSI/AGMA，DIN，ISO，BS標准的常用套筒滾子鏈，並在名稱後面的括號中包含其所用標准，您可以按照以下參考標准能進行選擇：

• 鏈 A, B, D, E 用于高速高載；
• 鏈 C 與 F 用于大軸距，中速，中低載荷；
• 鏈 G 用于低速，高載荷；
• 鏈 H 用于低速低載。

2.3 自動設計用軸距

如果您不知道如何具體軸距或者隊軸距沒有特殊要求，點擊列表中的“優化”，則自動設計將提供一個推薦的最佳軸距。

如果您知道具體軸距，點擊列表中的“手動”並輸入所需值。

備注：如果選擇的軸距不適合（太小），那麽自動設計可能將無法得到任何解決方案。

2.4 鏈輪齒數取值範圍

此處設置“自動設計”選擇的解決方案的範圍，齒數的推薦值見[3.3]。

備注：如果選擇的範圍較寬，可能需要計算較長時間。

2.5 自動設計 - 點擊按鈕

點擊“自動設計”按鈕開始初始化自動設計過程，具體過程將有指針顯示。

2.6 根據參數對結果分類

方案列表中的結果可以在任意時刻通過彈出菜單中選擇的條件進行重新分類。

2.7, 2.8, 2.9 解決方案列表

對于自動設計，表格中包含了所有可能的設計方案，這樣可以手動根據某些條件進行選擇並修改，選定某方案後，其中的數據將自動被導入計算[3]中。

解決方案列表中包含以下值:

設計及計算 [3]

自動設計的結果[2.5]或用戶手動選擇的方案[2.7]在本段中進行校驗。

3.1 鏈選擇 - 標准鏈標號（節距）

在列表中選擇用于計算的鏈的尺寸，該列表中的數據根據選定的鏈的類型[2.2]而定。 鏈的規格在破折號後加以說明並在括號中給出鏈的節距。

3.2 鏈節距/鏈節數

選定鏈的間距及鏈節數的相關信息。

3.3 鏈輪 - 齒數 / 推薦值

在行中輸入從動輪的齒數，右側的綠色單元格中爲推薦值，采用以下規則：

• 高圓周速度 -> 高齒數
• 高傳動比 -> 低齒數
• 大間距 -> 高齒數
• 高速下的傳動比 -> 高齒數
• 一般情況下，應該選擇z1和z2爲奇數。

備注：在低速下可以選擇更小的z1（可達7），主要用于傳遞運動而不是功率。最大限值爲120齒。

3.4 節距直徑

兩個鏈輪的間距。

3.5 所需軸距 / 推薦值

輸入所需軸距，根據鏈的間距得到的推薦值顯示在右側的綠色單元格中，一般爲節距的40倍。

例圖: 軸距, 間距, 鏈的松弛

3.6 實際軸距 / 取值範圍

實際軸距由鏈的齒數及鏈節數決定，其中鏈節數根據所需軸距及鏈輪齒數計算而定並取整，同時實際軸距因此而定，右側的綠色單元格爲軸距的取值範圍。

3.7 鏈節數

鏈節數必須滿足軸距要求，如果複選框被選中，該值將被用于計算，如果您希望輸入自己的數據，請取消複選框並輸入數據。

3.8 鏈長度

該單元格給出了鏈的實際長度。

3.9 鏈速 / 最大值

左側單元格爲鏈的實際理論速度，右側綠色單元格爲給定類型的鏈在當前條件下的理論最大速度，超過該值的數值將以紅色顯示，達到臨界時單元格將改變背景色。

提示：通過減少齒數或者選擇更短的間距可以減少理論速度。

備注：鏈的最大速度可以通過結構調整及工作參數設置獲得，此時建議您從制造商處獲得技術支持。

3.10 設計功率 / 額定功率

設計功率根據需求功率進行計算，並根據一系列系數[4.2 到 4.8]進行調整，然後根據各鏈的額定功率進行選擇。額定功率根據功率方程進行計算，如果設計功率超過額定功率，數值將以紅色顯示，如果超出1.5倍，則單元格背景將變爲紅色。

備注：本計算中鏈的額定功率根據各自的標准而定（ANSI B 29.1M，ISO 10823）。不同制造商的鏈的額定功率可能不同，因此建議您參考産品技術目錄進行比較。

計算常用功率

功率方程用于計算額定功率，其中包含一系列對計算結果有影響的系數，爲了更准確地對于特殊鏈所使用的系數的進行計算，我們可以向有需要的注冊用戶提供程序“功率方程編輯器”。

功率方程: 變量Exp1 ... Exp6爲特定鏈的參數定義。

3.11 張力 / 離心力

張力是鏈傳動中鏈輪直徑及速度計算、傳遞功率的重要助成部分，張力作用來軸及軸承上，離心力一般出現在告訴鏈傳動中，與張力共同作用在鏈上。

3.12 破壞力 (表格) / 鏈上作用力

當作用在鏈上的力不斷增大時，導致鏈斷裂時的值稱爲破壞力，爲拉力和離心力的合力。

3.13 靜態安全系數

左側爲實際值，右側爲通常條件下的推薦值，低于推薦值將以紅色數值表示，達到臨界時，整個單元格將成爲紅色。

提示：在輕載，低沖擊，幹淨的工作條件下，安全系數可以取6到8。

3.14 動態安全系數

工作狀態下的安全系數，類似于靜態安全系數。

3.15 鏈節處計算壓力/許用壓力

左側爲鏈的實際壓力值，右側爲最大值，不允許超過最大值，否則將以紅色數字顯示，表示超出了推薦值的範圍。

3.16 鏈節處安全等級

此爲鏈節處計算壓力與許用壓力的比率，一般應該大于1，否則將以紅色數值顯示。

3.17 鏈傳動的總重量。

總重量是所有鏈輪及鏈的估計重量之和，默認材料爲鑄鐵，鏈的重量根據額定值進行計算。

雖然估計重量可能與最終實際重量有一定的區別，但在設計中仍然可以起到優化設計作用。

鏈輪的重量根據右邊的簡單例圖進行計算。

計算結果及系數 [4]

本段中給出用于計算“設計功率”[3.10]的相關系數及用于傳動設計的其他參數。

4.1 功率調整系數

標准條件下，額定功率已經在功率圖表中進行了定義，默認使用壽命爲15000小時。

• 從動輪的齒數爲19 ISO(17 ANSI)
• 傳動比1:3
• 鏈節數100
• 平穩無沖擊工作條件
• 良好潤滑條件
• 溫度小于80 °C
• 8小時工作

因此，需要根據實際工作條件，考慮一系列參數對所需傳遞功率進行修正。

4.2 齒數系數

齒數系數考慮了鏈輪齒數小于標准值的情況，本計算中取“K1=1.0”，齒數的影響在計算額定功率[3.10]已經包含在內。

備注：該系數僅僅用于比較設計功率與産品技術目錄中的額定功率。

4.3 傳動比系數

該系數考慮了不同于1:3的傳動比的影響。

4.4 沖擊系數（使用因數）

沖擊系數考慮了不同于標准無沖擊狀態，根據預置在行[1.7，1.8]中的段[1]插入計算中。

4.5 軸距系數

該系數考慮了不同于最佳方案的軸距。

4.6 潤滑系數

潤滑方式和質量將影響鏈的使用壽命，該系數同時考慮了預設潤滑質量下“設計功率”的計算。

4.7 溫度系數

一般情況下K6=1.0，高溫或低溫環境請聯系制造商，以下數據僅供參考：

4.8 使用壽命系數

考慮傳動日利用狀況，本計算中取K7=1.0.您可以聯系制造商獲得該系數，以下數據僅供參考：

4.9 計算及設置系數的依據

設計功率的計算根據標准的不同或制造廠商的不同而不同，本工作簿中的計算可以在ANSI/ISO兩種標准中進行選擇，或者根據制造商的建議自行進行選擇。

4.10 推薦潤滑方式

根據鏈的速度及其間距進行推薦。

4.11 許用潤滑方式

潤滑對于鏈傳動的使用壽命及質量都有重要影響，因此需要加以注意。紅色的文字表示選定的潤滑方式組合無法使用。

備注：高速鏈不允許工作在潤滑不足或者沒有潤滑的條件下。

4.12 鏈的最大松弛

給出了鏈輪在並行狀態下鏈的最大松弛的推薦值。

4.13 鏈輪2速度的最小值/最大值

見[4.14]

4.14 速度變化系數

鏈傳動中，由于鏈纏繞鏈輪運動的不規則，因此也將産生速度變化。從動輪的理論速度介于最小值和最大值之間，這種差異說明運動的不平穩並用百分比表示。

備注：這些沖擊能夠被大部分機器接受。

尺寸 [5]

本段提供兩種類型的尺寸：

• 鏈的尺寸 - 根據各自的標准而定，關于公差和其他補充數據請查看相關標准。
• 鏈輪尺寸 - 標准中包含了大部分鏈輪的尺寸取值範圍。爲了用于計算及CAD建模，將取中間值，同時大部分制造商都將提供推薦使用産品。

潤滑方式

一般情況下推薦使用制造商建議的潤滑方式，我們同樣給出了一個潤滑的推薦表。

圖形輸出及CAD系統.

關于如何導出二維或三維圖形及與CAD系統進行交互的內容請查看 "圖形輸出及CAD系統"。

備注：用于CAD模型的鏈輪尺寸是許用最小值和許用最大值的平均值。

設置及語言選項.

關于計算參數設置及語言選擇請查看 "設置及語言選項".

工作簿修改 (計算).

關于計算修改或擴展的相關內容請查看 "工作簿修改".

補充 - 當前計算:

所有可用鏈的參數都在頁“Table”中給出，計算的基本數據被保存在表格“鏈類型-主表格”中，其中每一行代表一種鏈類型，表中的每一列給出了簡單的定義描述。

爲了更准確地對于特殊鏈所使用的系數的進行計算，我們可以向有需要的用戶提供程序“功率方程編輯器”。