链轮传动以其中心距适应范围广、传动比准确、环境适应性强等优点,在多种机械中广泛应用。其设计制造的优劣,直接关系到链条寿命、传动效率及运行平稳性。
一、链轮设计要点
1. 齿形选择:常见的齿形有标准齿形(如GB/T 1243规定的齿形) 和优化齿形。优化齿形(如ISO 606规定的齿形)具有更大的齿沟圆弧半径和修正的齿廓,能改善链条滚子的啮入与退出条件,减少冲击、磨损和噪声,是现代设计的首选。
2. 主要参数计算:分度圆直径 (d):d = p / sin(180°/z),其中p为链条节距,z为链轮齿数。
3. 齿顶圆直径 (da) 和齿根圆直径 (df):根据标准公式计算,需保证链条滚子能顺利啮入和脱出。
4. 齿槽形状:重点控制齿沟圆弧半径(re)、齿沟角(α)等,这些参数影响链条与链轮的接触应力和磨损。
5. 材料与热处理:轻载、低速链轮可采用45钢调质处理(HB220-250);中高速、重载链轮常采用40Cr、42CrMo等合金钢,齿面经高频淬火或渗碳淬火,硬度达到HRC45-55或更高,以提高耐磨性和抗疲劳能力。铸铁链轮成本低,适用于低速场合。
二、制造与质量控制要点
1. 精密加工:齿形加工是关键工序,一般采用数控插齿机或专用链轮滚刀在滚齿机上加工。必须保证齿距累积误差、齿形误差和齿向误差在标准允许范围内,特别是多排链轮,各排齿形的相位一致性至关重要。
2. 动平衡:对于高速链轮(线速度 > 20m/s),必须进行动平衡校正,以避免因质量不均引起的周期性离心力,从而减少振动和轴承附加载荷。
3. 热处理变形控制:热处理易导致内孔和齿形变形,需通过优化工艺(如采用压淬)和预留精加工余量来控制。对于高精度链轮,热处理后常需对齿面进行精加工(如磨齿或刮削)。