3 滚子链传动的设计
3.1 滚子链传动选择指导
国家标准GB/T 18150—2006《滚子链传动选择指导》，是链传动设计选择标准，也是确保链条质量的标准，而且是对链条质量最低要求的标准。此标准等同采用ISO10823—2004。
3.2 滚子链传动的设计计算
设计链传动的已知条件：
1）所传递的功率P（kW）。
2）主动和从动机械的类型。
3）主、从动轴的转速n1、n2（r·min-1）和直径。
4）中心距要求和布置。
5）环境条件。
滚子链传动的一般设计计算方法见表3.2-3。
图3.2-2～图3.2-4是在下列条件下建立的典型链条承载能力图。
图3.2-2 符合GB/T 1243A系列单排链条的典型承载能力图
nS—小链轮转速PC—修正功率
注：1.双排链的额定功率可由单排链的PC值乘以1.7得到。
2.三排链的额定功率可由单排链的PC值乘以2.5得到。
1）安装在水平平行轴上的两链轮传动。
2）小链轮齿数z1=19。
3）无过渡链节的单排链。
4）链长为120链节（链长小于此长度时，使用寿命将按比例减少）。
5）传动比为从1：3到3：1。
6）链条预期使用寿命为15000h。
7）工作环境温度在-5～70℃之间。
8）链轮正确对中，链条调节保持正确。
9）平稳运转，绝无过载、振动或频繁起动。
10）清洁和合适的润滑。
图3.2-2～图3.2-4给出的是在一些链条制造厂发布的此类图表中具有代表性的承载能力图表。各厂的链条有不同的等级，建议使用者向厂方咨询他们自己的承载能力图表。
图3.2-3 符合GB/T 1243B系列链条的典型承载能力图
nS—小链轮转速PC—修正功率
注：1.双排链的额定功率可由单排链的PC值乘以1.7得到。
2.三排链的额定功率可由单排链的PC值乘以2.5得到。
图3.2-4 符合GB/T 1243H系列重载单排链条的典型承载能力图
nS—小链轮转速 PC—修正功率
注：1.双排链的额定功率可由单排链的PC值乘以1.7得到。
2.三排链的额定功率可由单排链的PC值乘以2.5得到。
表3.2-3 滚子链传动的设计计算（摘自GB/T 18150—2006）
3.3 润滑范围选择
（见图3.2-6）
范围1：用油壶或油刷定期人工润滑；
范围2：滴油润滑；
范围3：油池润滑或油盘飞溅润滑；
范围4：油泵压力供油润滑，带过滤器；必要时带油冷却器。
当链传动为密闭传动，并作高速、大功率传动时，则有必要使用油冷却器。
不同工作环境温度下的滚子链传动用润滑油黏度等级见表3.2-7。
表3.2-4 工况系数f1（摘自GB/T 18150—2006）
表3.2-5 系数f3的计算值（摘自GB/T 18150—2006）
图3.2-5 小链轮齿数系数f2
表3.2-6 f4的计算值（摘自GB/T 18150—2006）
图3.2-6 润滑范围选择图（摘自GB/T 18150—2006）
表3.2-7 滚子链传动用润滑油的黏度等级（摘自GB/T 18150—2006）
注：应保证润滑油不被污染，特别不能有磨料性微粒存在。
3.4 滚子链的静强度计算
在低速重载链传动中，链条的静强度占有主要地位。通常v＜0.6m·s-1视为低速传动。如果低速链也按疲劳考虑，用额定功率曲线选择和计算，结果常不经济。因为额定功率曲线上各点其相应的条件性安全系数n大于8～20，比静强度安全系数大。
链条的静强度计算式为
式中 n——静强度安全系数；
Fu——链条极限拉伸载荷（N），查表3.2-2；
f1——工况系数，查表3.2-4；
F——有效拉力（即有效圆周力）（N），见表3.2-3；
Fc——离心力引起的拉力（N），其计算式为Fc=qv2；q为链条每米质量（kg·m-1），见表3.2-8；v为链速（m·s-1）；当v＜4m·s-1时，Fc可忽略不计；
Ff——悬垂拉力（N），在Ff′和F″f中选用大者；
Ff′=Kfqa×10-2 （3.2-2）
F″f=（Kf十sinα）qa×10-2 （3.2-3）
Kf——系数，见图3.2-7；
a——链传动中心距（mm）；
α——两轮中心连线对水平面倾角；
[n]——许用安全系数，一般为4～8；如果按最大尖峰载荷Fmax来代替f1F进行计算，则可为3～6；对于速度较低、从动系统惯性较小、不太重要的传动或作用力的确定比较准确时，[n]可取较小值。
图3.2-7 悬垂拉力的确定
表3.2-8 滚子链每米质量
