关于简单的普通的自行车链轮的设计!

第七章 链传动§7-1 链传动的特点和应用1．组成：链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。

工作时，靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力。

2．特点：1）由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的平均传动比；2）与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作；3）与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。

4）链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。

3．应用：适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。

传动链传递的功率一般在100kW 以下，最大传动比8max i ，链速不超过15m/s 。

本章主要讨论滚子链。

§7-2 传动链的结构特点一．滚子链滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5组成。

内链板和套筒之间、外链板与销轴之间分别用过盈联接固联。

滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。

当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。

滚子活套在套筒上，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，减轻了齿廓的磨损。

链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。

因此，内、外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。

内、外链板制成8字形，是为了使链的各剖面具有相近的抗拉强度，也可减轻链的质量和运动时的惯性力。

传动链使用时首尾相连成环形，当链节数为偶数时，接头处可用内、外链板搭接，插入开口销或弹簧夹锁住。

若链节为奇数，需采用一个过渡链节才能首尾相连，链条受拉时，过渡链节将受附加弯矩，所以应尽量采用偶数链节的链条。

滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p 、滚子外径d 1和内链节内宽b 1。

其中，节距是滚子链的主要参数。

节距增大时，链条中各零件的尺寸也要相应增大，可传递的功率也随之增大。

自行车多速传动链轮系统设计报告姓名:学号:日期:设计内容:1.设计任务2.设计参数3.原理结构4.设计过程5.绘制链轮的图纸6.变速机构设计7.自行车架1.设计内容设计3-5级链轮传动自行车轮系,选择3级链轮传动自行车轮系. 2.设计参数1.传动比(主动/从动)选择,选择的传动比分别是10:3 ,10:6, 10:8.齿数分别为17(10:3) 34(10:6) 46 (10:8) 57(主动轮).2.链条选择05B-1-152 GB/T 1243-1997:节距p=8mm,滚子直径d1=5mm,内链节内宽b1=3mm,销轴直径d2=2.31mm,内链板高h2=7.11mm,排距p t=5.6mm,单排.3.链轮齿形3.链轮的基本参数和主要尺寸4.原理结构图1.两轮的中心距为a=400mm.2.链节数:x=2a/p+(z1+z2)+f3p/a=1523.链速v=z1n1p/(60×1000)=0.152m/min n1=20r/min p=8mmz1=574.圆周力F=1000p/v=2kN p=0.1kw5.设计过程1.市场调查现有产品结构.2.确定主动轮尺寸.3.查资料确定链型.4.分配传动比,初步设计.5.设计各级链轮的尺寸.6.精确计算.7.绘制轮的图纸1.主动轮主视图2.齿数为57，齿侧圆弧半径r e取35.4mm.3.滚子定位角a取118°.25′，分度圆直径d为145.45mm,齿顶圆直径d a取150mm，齿根圆直径d f为140.45mm,最大轴凸缘直径d g取137mm，齿高h a取2.61mm.该图缩放了10倍.2.剖视图3.其他齿轮参数4.标题栏8.变数结构设计基本图形9.自行车架。

链轮设计简介链轮是一种常用的机械传动元件，通常由钢材制成，用于将动力传递给链条。

链轮的设计对机械传动的效率和稳定性起着重要的作用。

本文将介绍链轮设计的基本原理和要点。

链轮的基本结构链轮通常由轮辐、轮夹、轮盘等组成。

轮辐是链轮的主体部分，从链轮的中心向外延伸，用于传递动力。

轮夹是一种固定在轮辐上的环形零件，用于固定链条。

轮盘是链轮的外部边缘，与链条的齿相接触。

链轮的设计要点在链轮的设计过程中，有几个关键要点需要考虑。

齿数和模数的选择链轮的齿数和模数的选择直接影响链轮的传动效率和噪音水平。

更多的齿数通常可以提高传动效率，但也会增加噪音。

模数的选择则需要综合考虑切向载荷和齿面接触强度。

齿形设计链轮的齿形设计是确保链条正常工作的关键。

合理的齿形设计可以减少链条在链轮上的滑移和磨损，提高传动效率和使用寿命。

材料选择链轮通常采用高强度的钢材制作，以满足其在高速运行时的载荷要求。

合适的材料选择可以提高链轮的强度和耐磨性。

工艺要求链轮的制造工艺对链轮质量和性能的影响很大。

合理的工艺要求包括热处理、加工精度和表面处理等。

动平衡在链轮运转时，由于不可避免的制造误差或材料不均匀性等因素，链轮可能会产生振动。

动平衡是确保链轮运行平稳的关键措施之一。

设计案例分析以下是一个简单的链轮设计案例分析：假设需要设计一个用于自行车的链轮。

首先，根据实际需求确定链轮的齿数和模数。

假设齿数为50，模数为5mm。

根据齿数和模数，我们可以计算出链轮的直径为250mm。

接下来，进行齿形设计。

根据链条的要求和传动效率的要求，选择合适的齿形参数，如压力角、齿高、齿宽等。

然后，选择合适的材料。

对于自行车链轮来说，通常选择高强度的钢材。

最后，制定适当的工艺要求，如热处理、加工精度和表面处理等。

结论链轮设计是机械传动的关键环节之一。

通过合理的齿数和模数选择、齿形设计、材料选择和工艺要求，可以提高链轮的传动效率、使用寿命和平稳性。

本文介绍了链轮设计的基本原理和要点，并通过一个简单的设计案例分析进行了说明。

第一级传动主传动及二级传动链第二级传动一、链轮Z1的设计计算：1）材料选择：采用45#调质处理表面硬度40-50HRC2）分度圆直径：d=p/(sina180°/z)=19.05/(sina180°/25)=151.995(mm)3）齿顶圆直径：d ad amax=d+1.25p-d1=151.995+1.25×19.05-11.91=163.8975(mm) (查表：d1=11.91)d amin=d+(1-1.6/z1)p-d1=151.995+(1-1.6/25) ×19.05-11.91=157.9158(mm)取d a=1600-0.03(mm)4）齿根圆直径d f:d f=d-d1=151.995-11.91=140.085(mm)5）分度圆弦齿高：h ah amax=(0.625+0.8/z1)p-0.5d1=(0.625+0.8/25)×19.05-0.5×11.91=6.561(mm)h amin=0.5(p- d1)=0.5×(19.05-11.91)=3.570(mm)取h a=4.5(mm)6）最大齿根距离：L xL x=dcos(90°/z1)-d1=151.995×cos(90°/25)-11.91=139.785(mm)7）齿侧凸缘直径：d g （查表：h为链的内连扳高度；h=18.08）d g=pcot(180°/z1)-1.04h-0.76=19.05×cot(180°/25)-1.04×18.08-0.76=131.233(mm);取d g =131mm8）齿侧圆弧半径：r er emax=0.008d1(180+z12)=0.008×11.91×(180+252)=76.7004(mm)r emin=0.12d1(2+z1)=0.12×11.91×(2+25)=38.5884(mm)9）滚子定位圆弧半径：r ir imax=0.505d1+0.06931d=0.505×11.91+0.069×3√11.91=6.172(mm) r imin=0.505d1=0.505×11.91=6.015(mm)10）滚子定位角：ααmax=140°-90°/z1=140°-90°/25=136.4°αmin=120°-90°/z1=120°-90°/25=116.4°11）齿宽：b f1 （b1内链节内宽）b f1=0.95b1=0.95×12.57=11.9415(mm)12）齿侧倒角：b ab a=0.13p=0.13×19.05=2.4765(mm)13）齿侧半径：r xr x=p=19.05(mm)14）齿全宽:b fm (m排数)b fm=(m-1)p t+ b f1=(1-1)p t+11.9415=11.9415(mm)15）轴毂厚度：h（假设轴孔为50mm,<152mm范围内取值）h=K+d k/6+0.01d=9.5+ d k/6+0.01×151.995=19.353(mm)16）轮毂长度：ll max=3.3h=3.3×19.353=63.866(mm)l min=2.6h=2.6×19.353=50.319(mm)17）轮毂直径：d hd h=d k+2h=50+2×19.353=88.706(mm)二、Z1对应轴的设计计算1)材料选45#，[]30τMp(空心轴)=2) 按需用应力计算轴的直径:d (T=9550P/n=9550×0.24/30=76.4(Nm),M=考虑链传动在轴上产生的弯矩) 3][5τT d ≥()3411v -=2.648×1.3=3.5(mm) ()3411v -查表得1.3。

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83126⨯，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42.09640n 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 A2.3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=19.05mm2.4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 22212210po =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-+++⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=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 L2.5计算链速v ，确定润滑方式s /m 4826.010006005.193840100060p 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 1000e =⨯== 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。

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n1=25r/min。

2、原始数据：ISO链号节距P 滚子直径d1 内宽b1 销轴直径d2 套筒d308A 12.7 7.92 7.85 3.98 4.0010A 15.875 10.16 9.40 5.09 5.12二、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：17,19,21,23,25,38,57,76,95,1142、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=10:6,10:5,10:4,10:3.53、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IZ =Z/i=43/10×6=25II Z =Z/i=43/10×5=21III Z =Z/i=43/10×4=17 IVZ=Z/i=43/10×3.5=152.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=K A *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 。

链轮设计公式链轮是链传动中的重要零件，链轮齿形、节距等与链条相关尺寸加工是否正确，将直接关系到链条的使用寿命。

因此，必须给于足够的重视。

一、常见链轮的形状与结构通常，链轮是由齿圈、轮毅和轮幅三部分组成。

常见链轮形状有:1．单片式单双排链轮。

2.单凸缘式单双排链轮。

3。

双凸缘式单双排链轮。

链轮的结构大致有:1.整体结构。

一般应用在标准链条P=38.1以下的单、双排，单、双凸缘链轮的加工。

2.焊接结构。

主要应用在中、大规格单、双凸缘链轮的加工。

加工时，凸缘部分采用棒料车成凸形。

齿圈部分可采用板材切割后加工外径与轴孔，孔一端车出焊接坡口套入凸缘部分进行焊接。

焊接时要两端焊，采用低氢焊条如T506焊条等。

3．铸造链轮。

主要应用在大型链轮的加工，加工时只加工齿圈、凸缘两端面、外径和内径及键槽，然后再加工齿形。

环链轮都是铸造的。

铸造链轮的材料一般有两种，铸铁和铸钢如HTl5O、HT2O0和ZG310-570(ZG45)。

4. 锻造链轮。

主要应用在受力较大的中、大规格链轮的生产上。

锻造时，不管是单凸缘式或双凸缘式，一般都锻成凸形，轴孔留出足够的加工余量，材料利用率较低，成本高。

二、链轮材料的选择对于不需要热处理的片式链轮，可采用Q235、Q345(16Mn)、或10、20钢制造。

一般硬度在HBl40以下，适于中速、中等功率、较大的链轮加工。

要求热处理的链轮一般选用45钢、45钢锻造、45铸钢或4OCr钢加工，适用于受力较大重要场合与高强度链条配套的主、从动链轮的加工。

铸铁链轮主要应用在精度要求不高或外形复杂的链轮，如环链轮等。

三、链轮的基本参数l、Z-齿数，2、P-链条节距，3、d-滚子直径，4、d分一分度圆直径，5、d顶一顶圆直径，6、d根一齿根圆直径，7、一节距角8、Q一压力角，R一齿沟圆弧半径。

前三个参数为用户提供的重要数据，后序参数为链轮设计参数可参照有关标准计算。

四、链轮齿形的几何形状与设计原则1. 链轮齿形的几何形状:常见链轮的几何形状有三圆弧一直线形、两圆弧一直线形、两圆弧凸齿形、一圆弧一直线形、齿槽中心有偏移的直线齿形和直线齿形。

1、首先确定齿数、节距、齿顶圆、节圆、齿根圆尺寸
齿数Z=18
节距P=19.05
根据公式：
分度圆直径d=109.70
齿顶圆直径da=118.32（由于取最大最小中间任意值，所以采用三圆弧计算）齿根圆直径df=97.79（此处dr=链条滚子直径，查设计手册表可得）
2、然后计算链轮的齿顶圆弧半径、滚子定位圆弧半径、滚子定位角
根据上述公式计算（最大最小值得平均值取用）齿侧圆弧半径re=38.30
滚子定位圆弧半径ri=6.09
滚子定位角α=125°
3、然后计算齿宽、齿侧倒角、齿侧半径、齿全宽
根据上述公式计算得（以上数值均可在设计手册查表得到）齿宽bf1=11.70 齿中心距pt=22.78(查表得)
齿侧倒角ba=2.48
齿侧半径rx=19.05 齿全宽bfm=34.48
4接下来计算轮毂长度、轮毂直径
根据上述公式计算
齿侧凸缘直径dg= 88(舍小数取整)
根据列一元一次不等式方程可得
dk最大等于54，考虑实际情
况，最大等于55
根据实际情况计算
已知轴孔直径dk=55
轮毂长度l=55（四舍五入向上取整）
4、然后计算滚子链链轮的量柱测量距MR
已知齿数Z=18、量柱dr=11.91(此处为d1最大值不确定是否取值正确)根据上述公式计算得
MR=163.9
5、各尺寸公差选择标准
待补充公差为：齿宽公差、键槽公差、其余粗糙度照图中所示，材料常用45钢，表面发黑处理防锈。

DIY之自行车手工编轮圈图解（图文并茂）一个有经验的编轮手可以在一小时内做好一个车轮，但作为初学者可能要花几个小时完成。

最好不要别尝试坐下来就一气完成所有的工作，因为你很可能由于缓慢的调圈和拉紧过程而落空。

与其做的马马虎虎或者犯错损坏一个好的半成品，不如先把工作放在一旁，甚至第二天再干。

本文集中写了关于后轮的制作，因为后轮要复杂一些。

对于前轮，只需要略去那些不适用的步骤。

这将会是一个36跟辐条，3交叉(cross 3)编织车轮。

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工具你需要一个平口螺丝刀，一个辐条扳手(我使用DT辐条扳手，但大多数人不会准备这类$50的辐条扳手。

我最喜欢的便宜的辐条扳手是一个带金属槽的塑料工具，叫“Spokey”)，一个调圈架和一个碟形条（碟形工具）。

另外，如果有辐条张力计或带适当小槽的电动螺丝刀(......略去一部分，写他如何用做了一个防止刀口滑脱的电动螺丝刀)会很有帮助。

这就是Spokey，老X好像有类似东东本文提到的碟形棍工具。

这是网上找到的另一种高级的碟形工具。

原料轮毂(Hubs)【叫花毂应该是国内的习惯，而花鼓多半属于错别字】所有现代的足够品质的花毂都是铝制的。

较好的轮鼓通常经锻造工艺制造，并且只有锻造花毂才能用于径向辐条前轮。

我建议尽量避免使用那些小商店的高价的数控机加(CNC)花毂，它们的轮缘通常没有锻造花毂的坚固耐用。

如果你打算买一个新花毂，大多数情况下Shimano的会让你的钱花得最值。

如果你要最好的，并不计成本，那应当是Phil Wood的。