设计说明书
题 目: 自行车链轮传动系统设计
学生姓名 : 专 业 : 机械设计制造及其自动化 学 号 : 班 级 : 指导教师 :
######信息工程学院
一、设计任务书
1、设计题目：设计自行车变速链轮系统
根据变速自行车的一般要求速度级为3-5级，综合考虑人体的机能确定链传动的功率大约为P=0.2kw，主动轮转速为n 1=25r/min。 2、原始数据：
二、 链传动的主要参数选择 1、初定链轮齿数
为减小链传动的动载荷，提高链传动的平稳性，小链轮不宜过少， 小链轮齿数Z 不少于15，而大链轮齿数也不宜过多通常打链轮最大齿数不超过114. 由于链节数常为偶数，考虑到链条和链轮的均匀磨损，链轮齿数一般应取于链节数互为质数的奇数，优先选用的链轮齿数系列为：17,19,21,23,25,38,57,76,95,114 2、传动比i
传动比过大，链条在小链轮上的包角就会过小，参与的啮合齿数减小，每个齿轮承受的载荷过大，从而加剧齿轮的磨损，易出现跳齿和脱链现象。推荐传动比i=10:6,10:5,10:4,10:3.5 3、中心距a
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，传动外廓尺寸以造成松边垂度太大而产生抖动。一般初选中心距a 0=(30～50)p, 最大可为a max =80p. 4、链的节距和排数
满足一定的承载能力下，为使结构紧凑和延长寿命，应尽量选用较小节距的单排链。 三、链传动的设计步骤
1. 取大链轮齿数Z=43 根据i=Z/Zi得到飞轮的各齿数
Z I
=Z/i=43/10×6=25
Z Z Z
II III IV
=Z/i=43/10×5=21
=Z/i=43/10×4=17 =Z/i=43/10×3.5=15
2. 确定计算功率
由表的K A =1.0，由图查得Kz=0.56，由于是单排链，所以计算功率为Pca=KA *Kz*P= 1.0*0.56*0.2=0.112kw 3. 选择链条型号和节距
根据Pca=0.112kw和n 1=25r/min，查图得，可选08A-1，链的节距为p=12.7mm，滚子链滚子直径为d 1=7.92mm，内节宽度为 b1=7.85mm，销轴直径为d 2=3.98mm，内链板高度为h 2=12.07mm。 4. 计算链节数和中心距
初定中心距a 0=(30～50)p=(30～50) ×12.7=381～635mm 取a0=500mm 相应的链节数L p 0
=2
a 0p +Z +Z 1
2
+(Z -Z 1
2π
) p a 0
=2
50012.7
+
43+252
+(
43-2512.7
) 2π500
=114.2
同理可算出L p02，L p0，由于是多级传速，所以有张紧轮，故，选用链接数最大的为标准，取链长节数Lp=114 链传动的实际中心距a =
⎤f 1p ⎡⎣2L p -(Z +Z 1)⎦
=4.94⨯12.7⎡⎣2⨯114-(43+25)⎤⎦=507 5. 计算链速v 和润滑方式 主动轮的转速n=42r/min
V =
znp
60⨯1000
=V =
42⨯43⨯12.760⨯1000
=0.38m/s
由v=0.38m/s 和链号08A-1-114 应采用定期人工润滑 6. 计算压轴力Fp 有效圆周力为：F e P=(100-500)w
链水平布置时的压轴力系数K 则压轴力F
p
Fp
=1000
p
V
=1000⨯
0.30.38
=789.47N
=1.15
，
=K FP F e =1.15⨯789.47=1044N
7. 小轮的包角 α
1
=180-
o
Z Z 1
πa
p ⨯57.3=180-
o o
43⨯25
π⨯507
⨯12.7⨯57.3=141.36
o o
大于120o 满足
小链轮包角。
四、各级链轮的参数设计 Ⅰ级链轮的参数计算
1. 分度圆直径：d 2.齿顶圆直径：d 3. 齿根圆直径：d
=
p sin 180
o Z
=
12.7sin 180
o
o 25
=101.33m m
o
a
=p (0.54+cot 180
Z
) =12.7⨯(0.54+cot 180
25
)
9 =107. 3mm
f
=d -d 1=101.33-7.92=93.41mm
4. 分度圆弦齿高：h a 5. 最大齿根距：
=0.27p =0.27⨯12.7=3.43
o
L x =d cos 90
Z
-d 1
-7.92=93.21mm
=101.33cos 90
o
25
6. 齿的圆弧：r 1=0.502d 1+0.05=0.502⨯7.92+0.05=4.03mm 7. 齿沟半角：
α
2
o
=55-60
o
Z
=55-60
o
o
25
=52.6
o
o
8. 工作圆弧中心：
M =0.8d 1sin T =0.8d 1cos
α
2
=0.8⨯7.92⨯sin 52.6=5.03
α
2
=0.8⨯7.92⨯cos 52.6=3.85
o
9. 工作圆弧：r 2=1.3025d 1+0.05=1.3025⨯7.92+0.05=10.37mm
10. 工作圆弧中心角：β
=180-
o
56Z
o
=180-
o
o
56
o
25
=15.76
o
o
W =1.3d 1cos 180
Z Z
=1.3⨯7.92⨯cos 180=1.3⨯7.92⨯sin 180
o
2525
=10.21
11. 齿顶圆弧中心：V 12. 齿形半角：
γ
2
=1.3d 1sin 180
o
=1.29
o
=17-64
o
Z
o
=17-64
o
25
=14.44
o
13. 齿顶圆弧：r 3=d 1⎛ 1.3cos
⎝⎫
+0.8cos β-1.3025⎪-0.05 2⎭
r
=7.92⨯(1.3cos14.44o +0.8cos15.76o -1.3025)-0.05=5.7mm
14. 工作段直线长：b c
r ⎛⎫=d 1 1.3sin -0.8sin β⎪
2⎝⎭
=7.92⨯(1.3sin 14.44o -0.8sin 15.76o )=0.85mm
五、ⅠⅡⅢⅣ链轮和主动轮的参数计算依次分配
六、图纸的绘制
设计说明书
题 目: 自行车链轮传动系统设计
学生姓名 : 专 业 : 机械设计制造及其自动化 学 号 : 班 级 : 指导教师 :
######信息工程学院
一、设计任务书
1、设计题目：设计自行车变速链轮系统
根据变速自行车的一般要求速度级为3-5级，综合考虑人体的机能确定链传动的功率大约为P=0.2kw，主动轮转速为n 1=25r/min。 2、原始数据：
二、 链传动的主要参数选择 1、初定链轮齿数
为减小链传动的动载荷，提高链传动的平稳性，小链轮不宜过少， 小链轮齿数Z 不少于15，而大链轮齿数也不宜过多通常打链轮最大齿数不超过114. 由于链节数常为偶数，考虑到链条和链轮的均匀磨损，链轮齿数一般应取于链节数互为质数的奇数，优先选用的链轮齿数系列为：17,19,21,23,25,38,57,76,95,114 2、传动比i
传动比过大，链条在小链轮上的包角就会过小，参与的啮合齿数减小，每个齿轮承受的载荷过大，从而加剧齿轮的磨损，易出现跳齿和脱链现象。推荐传动比i=10:6,10:5,10:4,10:3.5 3、中心距a
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，传动外廓尺寸以造成松边垂度太大而产生抖动。一般初选中心距a 0=(30～50)p, 最大可为a max =80p. 4、链的节距和排数
满足一定的承载能力下，为使结构紧凑和延长寿命，应尽量选用较小节距的单排链。 三、链传动的设计步骤
1. 取大链轮齿数Z=43 根据i=Z/Zi得到飞轮的各齿数
Z I
=Z/i=43/10×6=25
Z Z Z
II III IV
=Z/i=43/10×5=21
=Z/i=43/10×4=17 =Z/i=43/10×3.5=15
2. 确定计算功率
由表的K A =1.0，由图查得Kz=0.56，由于是单排链，所以计算功率为Pca=KA *Kz*P= 1.0*0.56*0.2=0.112kw 3. 选择链条型号和节距
根据Pca=0.112kw和n 1=25r/min，查图得，可选08A-1，链的节距为p=12.7mm，滚子链滚子直径为d 1=7.92mm，内节宽度为 b1=7.85mm，销轴直径为d 2=3.98mm，内链板高度为h 2=12.07mm。 4. 计算链节数和中心距
初定中心距a 0=(30～50)p=(30～50) ×12.7=381～635mm 取a0=500mm 相应的链节数L p 0
=2
a 0p +Z +Z 1
2
+(Z -Z 1
2π
) p a 0
=2
50012.7
+
43+252
+(
43-2512.7
) 2π500
=114.2
同理可算出L p02，L p0，由于是多级传速，所以有张紧轮，故，选用链接数最大的为标准，取链长节数Lp=114 链传动的实际中心距a =
⎤f 1p ⎡⎣2L p -(Z +Z 1)⎦
=4.94⨯12.7⎡⎣2⨯114-(43+25)⎤⎦=507 5. 计算链速v 和润滑方式 主动轮的转速n=42r/min
V =
znp
60⨯1000
=V =
42⨯43⨯12.760⨯1000
=0.38m/s
由v=0.38m/s 和链号08A-1-114 应采用定期人工润滑 6. 计算压轴力Fp 有效圆周力为：F e P=(100-500)w
链水平布置时的压轴力系数K 则压轴力F
p
Fp
=1000
p
V
=1000⨯
0.30.38
=789.47N
=1.15
，
=K FP F e =1.15⨯789.47=1044N
7. 小轮的包角 α
1
=180-
o
Z Z 1
πa
p ⨯57.3=180-
o o
43⨯25
π⨯507
⨯12.7⨯57.3=141.36
o o
大于120o 满足
小链轮包角。
四、各级链轮的参数设计 Ⅰ级链轮的参数计算
1. 分度圆直径：d 2.齿顶圆直径：d 3. 齿根圆直径：d
=
p sin 180
o Z
=
12.7sin 180
o
o 25
=101.33m m
o
a
=p (0.54+cot 180
Z
) =12.7⨯(0.54+cot 180
25
)
9 =107. 3mm
f
=d -d 1=101.33-7.92=93.41mm
4. 分度圆弦齿高：h a 5. 最大齿根距：
=0.27p =0.27⨯12.7=3.43
o
L x =d cos 90
Z
-d 1
-7.92=93.21mm
=101.33cos 90
o
25
6. 齿的圆弧：r 1=0.502d 1+0.05=0.502⨯7.92+0.05=4.03mm 7. 齿沟半角：
α
2
o
=55-60
o
Z
=55-60
o
o
25
=52.6
o
o
8. 工作圆弧中心：
M =0.8d 1sin T =0.8d 1cos
α
2
=0.8⨯7.92⨯sin 52.6=5.03
α
2
=0.8⨯7.92⨯cos 52.6=3.85
o
9. 工作圆弧：r 2=1.3025d 1+0.05=1.3025⨯7.92+0.05=10.37mm
10. 工作圆弧中心角：β
=180-
o
56Z
o
=180-
o
o
56
o
25
=15.76
o
o
W =1.3d 1cos 180
Z Z
=1.3⨯7.92⨯cos 180=1.3⨯7.92⨯sin 180
o
2525
=10.21
11. 齿顶圆弧中心：V 12. 齿形半角：
γ
2
=1.3d 1sin 180
o
=1.29
o
=17-64
o
Z
o
=17-64
o
25
=14.44
o
13. 齿顶圆弧：r 3=d 1⎛ 1.3cos
⎝⎫
+0.8cos β-1.3025⎪-0.05 2⎭
r
=7.92⨯(1.3cos14.44o +0.8cos15.76o -1.3025)-0.05=5.7mm
14. 工作段直线长：b c
r ⎛⎫=d 1 1.3sin -0.8sin β⎪
2⎝⎭
=7.92⨯(1.3sin 14.44o -0.8sin 15.76o )=0.85mm
五、ⅠⅡⅢⅣ链轮和主动轮的参数计算依次分配
六、图纸的绘制