简单自行车链轮设计

自行车链轮设计说明书

姓名：

学号：

学院：机械工程学院

专业：机械工程及自动化

指导教师：

2009.12

目录

第一章设计题目及材料选择 (3)

1.1设计题目 (3)

1.2设计要求 (3)

1.3链轮的常用材料 (3)

第二章链条选型及链轮设计 (3)

2.1选择链轮齿数 (3)

2.2确定计算功率 (3)

2.3选择链条型号及节距 (4)

2.4计算链节数和中心距 (4)

2.5计算链速v，确定润滑方式 (4)

第三章链轮尺寸设计 (5)

3.1滚子链链轮的齿槽形状参数 (5)

3.2滚子链链轮的主要尺寸 (5)

3.3滚子链链轮轴向齿廓尺寸 (6)

第四章总结 (6)

第一章 设计题目及材料选择

1.1设计题目

设计普通简单自行车的链传动装置，包括所需要的链条传动参数，即链条型号，节数，中心距，链速以及压轴力。其中人的重量为60kg ，蹬脚速度n 1=40r/min ；车子重量约10kg ，车胎标号8

3126⨯，约车胎直径为66cm ，骑车的速度为12km/h ，约3.3m/s 。

体重测量:是在11月17号下午于体军部通过人站在电子秤上测得，实测60.2kg ，为数据处理方便，取体重60kg ，从数据方面分析，对计算的结果影响不大。

车速测量，骑车以正常骑速绕操场2圈，共800m ，共用去4min ，则通过计算知我的时速为12km/h 。

1.2设计要求

自行车为简单的助行机械，根据我本人正常的蹬脚速度，设计的自行车链轮装置，应该 使自行车达到每小时12公里的速度。

1.3链轮的常用材料

链轮：40

第二章 链条选型及链轮设计

2.1选择链轮齿数

取小链轮齿数16z 2= 由后轮转速轮车πd 60n v 2=

得min /r 965.9566

.014.33

.360d v 60n 2≈=⨯⨯==轮车π 传动比42.096

40n n i 21===

因此大链轮齿数1.3842

.016i z z 21===

，取38z 1= 2.2确定计算功率

人和车对地面的总压力()

()N F N 700101060g m m =⨯+=+=车人 地面对人和车的总摩擦力N F F N 4907007.0f f =⨯=⋅= 注：车胎与地面摩擦系数f=0.7~0.8

则要传递的功率kw 617.116173.3490v f ==⨯=⋅=W F P

查得0.1=A K ,49.0=Z K ，单排链，则计算功率为

kw 79.0617.149.00.1ca =⨯⨯==P K K P Z A

2.3选择链条型号及节距

根据kw 79.0ca =P 及n 1=40r/min 查得链条型号可取12A-1，则节距p=19.05mm

2.4计算链节数和中心距

初选中心距()()m m 5.952~5.57105.1950~30p 50~30a 0=⨯==，取m m 600a 0= 相应的链长节数为

4.9060005

.1914.3238162163805.196002a p 2z z 2z z p a 22

212210po =⨯

⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-+++⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=πL

取链长节数90=P L

查表得中心距计算系数24639.0f 1=，则链传动的最大中心距为

()[]()[]m m 591163890205.1924639.0z z 2p f a 211=+-⨯⨯⨯=+-=P L

2.5计算链速v ，确定润滑方式

s /m 4826.01000

6005

.193840100060p z n v 11=⨯⨯⨯=⨯=

由v=0.4826m/s 及链号查得，应采用定期人工润滑

2.5计算压轴力P F

有效圆周力N P F 33514826

.0617.11000v 1000

e =⨯== 链轮水平布置时的压轴力系数15.1=FP K 则压轴力N F K F FP P 38533.248015.1e =⨯==

第三章链轮尺寸设计

第四章总结

通过自行车链轮的设计，将课堂知识运用于设计实践,加深对课堂知识的印象以及理解，并且初步地掌握了链轮的设计流程，为以后其他零件甚至机械的设计打下的基础。

本次设计，不同于前面那次千斤顶的设计，此次链轮的设计，需要自己亲手去测量一些元件，并且以这些实测参数去进行计算，最后将自己设计的链轮与实际中的自行车链轮进行对比，可以很好的检验自己的设计的实用性，在这样一个流程中，自己的动手能力得到一定的提高，并且锻炼了自己的查取信息的能力，提高自己分析问题的能力。

在设计中，大链轮当初采用孔板式，计算质量时，发现质量大的吓人，后来采用轮辐式，很好的解决了这个问题，这件小事中，足以反应我们学生在学习中的欠缺——只学课本知识，缺少动手设计的能力，以致缺少设计一些简单零件的经验，这也从另一方面反映出我们在平时生活中缺少发现，缺少洞察事物的能力。

自行车用链轮不用齿轮传动及带传动的原因：齿轮传动需要很高的安装精度，切且容易磨损，用于自行车还会造成结构庞大，重量增加，价格昂贵。

带传动虽然也鞥达到远距离传动的效果，但是带传动存在打滑现象，载荷不宜过大，并且相对于链轮传动，预紧力要很大，对轴造成很大的径向载荷，还有不易在潮湿环境下工作。