链轮寿命计算

如题所述

链传动设计中,链轮的正常使用寿命通常无需特别校核,但面对特殊条件,精确计算至关重要。我研发了一套实用的链轮寿命计算方法,旨在确保其在维护中的表现。接下来,我们将深入探讨链轮尺寸和弯曲强度的校核细节,以及它们对链轮寿命的影响。

链轮尺寸,不容忽视:
齿数: 18.00
分度圆直径: 146.27mm
齿顶圆直径: 157.00mm
齿根圆直径: 130.39mm
工作段半径: 20.73mm
齿形压力角: 20.89°
齿宽: 14.65mm

链轮的弯曲强度校核,关乎耐用性:
链轮圆周力: 2957.5kg * 4.9N/kg (作用在齿顶)
齿宽: 14.65mm
齿高: (齿顶圆径-齿根圆径) * 0.5mm
齿厚: 齿根圆径 * sin(π/z)mm
弯曲应力: (作用力 * 齿高) / 齿宽 * (齿厚^3 / 6) (σ1)

让我们深入分析两个关键断面的应力情况:
- 断面1-1:

    齿高h1: 13.30mm
    齿厚a1: 22.64mm
    弯曲应力σ1: 154.04MPa

- 断面2-2:

    齿高h2: 5.36mm
    齿厚a2: 7.53mm
    弯曲应力σ2: 561.82MPa


链轮的接触强度同样重要:
最大接触应力σj: 1607.96MPa

计算链轮的寿命,我们考虑齿面接触疲劳和齿根弯曲疲劳:
- 齿面接触疲劳寿命: min(409.46小时, 2767.13小时) (N0_j: 720-990MPa)
- 齿根弯曲疲劳寿命: 59.25小时 (σ_max: 561.82MPa)

更进一步,我们利用等效对称循环变应力求解函数来综合考虑所有因素:
- 强度影响系数 K_σ: [计算值]
- 不对称循环度系数 ψσ: [计算值]
- 疲劳极限的应力幅值 σ_m: [计算值]
- 疲劳极限的平均应力 σ_a: [计算值]
- 最终等效对称循环变应力 σ_ad: [计算值]

通过这些精密计算,我们可以确保链轮在各种工况下的稳健表现和持久寿命。请根据实际应用调整参数,以获得最准确的链轮寿命预测。李自厚的深入分析为我们提供了更为全面的理论支持,确保链轮设计的科学性和可靠性。
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