带传动和链传动(链)

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1、第13章 链传动,13-8 链传动的特点和应用,13-9 链条和链轮,13-11 链传动的主要及其选择,13-12 滚子链传动的计算,13-10 链传动的运动分析和受力分析,13-13 链传动的润滑和布置,13-8 从动件的常用运动规律,一、凸轮机构设计的基本任务 (1)根据工作要求选定凸轮机构的形式； (2)确定从动件运动规律； (3)合理确定结构尺寸； (4)设计凸轮轮廓曲线。,13-8 链传动的特点和应用,组成：链轮、环形链条,作用：链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同向传动。,1. 没有弹性滑动和打滑（与带传动相比），能保持准确的平均传动比； 2. 需要的张紧力小，作用在轴上的压力

2、小，可减少轴承的摩擦损失 ； 3. 结构紧凑； 4. 能在高温，有油污等恶劣环境下工作； 5. 制造和安装精度较低（与齿轮相比），中心距较大时其传动结构简单；,瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差，有一定冲击和噪声。,轻工、食品、包装、物流、农业等机械行业，以及自行车及摩托车等,13-8 链传动的特点和应用,链传动特点：,链传动缺点：,应用范围：,传动比 i 8 中心距 a 56 m 传递功率 P 100 kW 圆周速度 v 15 m/s 传动效率 0.950.98,常用参数：,当链条啮入啮出时，内外链节作相对转动；滚子沿链轮齿滚动，可减少磨损。,13-9 链条和链轮,一、链条,类型,

3、滚子链组成 滚子、套筒、销轴、 内链板、外链板,齿形链,滚子链,套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合,内链板紧压在套筒两端,外链板与销轴铆牢 分别称为内外链节，内外链节构成一个铰链。,链条主要参数： 节距p 相邻两滚子的中心距离。 p 越大，链条构件尺寸越大，所能传递的功率也越大。,结构类型：单排链和多排链。,滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用A系列.,双排滚子链,链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。,13-9 链条和链轮,一、链条,13-9 链条和链轮,链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。,若链节数为奇数时，则采用过渡链

4、节，在链条受拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。,过渡链节,13-9 链条和链轮,一、链条,开口销锁紧,弹簧夹 锁紧, 齿形链板的两侧是直边，工作时链板的侧边与链轮齿廓相啮合。,齿形链许多齿形链板用铰链联接而成。,优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高。,缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。,应用场合：多应用于高速（链速可达40m/s）或运动精度要求较高的场合。,13-9 链条和链轮,一、链条, 链板的成形孔内装入棱柱，两棱柱相互滚动，可减小摩擦和磨损。,二、链轮,标准参数：,滚子链链轮的参数,齿面圆弧半径：re,齿沟圆弧半径：ri,齿沟角：,链轮的节

5、距：p 弦长,分度圆直径（链轮上被链条节距等分的圆）：,df = d - d1,齿顶圆直径：,齿根圆直径：,各种链轮的实际端面齿形介于最大最小齿槽形状之间链轮齿廓曲线设计灵活。 齿形应保证链节能平稳自如地进入或推出啮合，并便于加工。,国标仅规定了最大值和最小值,链轮主要尺寸计算公式：,13-9 链条和链轮,端面齿形最常用3圆弧1直线,这种3圆弧1直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围，且具有较好的啮合性能，并便于加工。,二、链轮,13-9 链条和链轮,轴面齿形圆弧+直线（便于进入或退出啮合）,单排链轮轴面齿形,多排链轮轴面齿形,齿形可用标准刀具加工，其工作图不必绘制端面齿形，只绘制轴面齿形。,材料

6、与热处理：碳素钢、铸铁等，重要链轮可用合金钢。齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。,二、链轮,13-9 链条和链轮,链轮的结构,实心式小直径链轮,二、链轮,13-9 链条和链轮,孔板式中等直径链轮,组合式大直径链轮,13-10 链传动的运动分析和受力分析,一、链传动的运动分析,链条平均线速度：,平均传动比：,分度圆瞬时线速度：,链条的瞬时线速度v沿AB方向（水平）：,为相位角：,链条进入链轮后形成折线，相当于一对多边形轮间的传动。,变化范围,滚子进入和退出啮合时,滚子在进出啮合之间的中点时,链条垂直方向分速度：, 链条在垂直方向的分速度也作周期性变化，导致链条上下抖动。,改善链传动运动不均匀

7、性措施:,13-10 链传动的运动分析和受力分析,一、链传动的运动分析, 链轮每转过一齿，链速慢快慢变化一次。因此，当链轮等速1回转时，链条瞬时速度作周期性变化。,瞬时传动比：, 瞬时传动比作周期性变化。,选用较小的链节距 增加链轮齿数 限制链轮转速,P，Z增加，相位角变化范围减小，链速变化范围减小,为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应:适当张紧,作用在链上的力有：,圆周拉力:,离心拉力:,悬垂拉力:,紧边拉力为：,F1 = F + Fc + Fy N,松边拉力为：,F2 = Fc + Fy N,F = 1000P/ v N,Fc= qv2 N,Fy=Kyqga N,q为链条米长质量,

8、kg/m,a为中心距，,=90 Ky= 1,g为重力加速度，,Ky为下垂量y=0.02a时的垂度系数。其值与链轮中心线与水平夹角有关,=0 Ky= 6,=75 Ky= 1.2,=60 Ky= 2.8,=30 Ky= 5,有效拉力。P(kW) ,v(m/s),13-10 链传动的运动分析和受力分析,二、链传动的受力分析,节距增长量p与节圆外移量d 之间的关系：,13-11链传动的主要参数及其选择,一、链轮的齿数,链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向齿顶移动。,p一定时: 齿数Z越多, d 越大, 越容易发生跳齿和脱链现象。,一般取： z2 120,因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿

9、数不宜过少。 按传动比由表13-12选取Z1 再计算大链轮齿数：Z2=iZ1,一般链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数，以使磨损均匀。,二、链的节距, 节距越大，链轮转速越高时，啮合瞬间的冲击也越大。, 高速重载时，应选用小节距多排链。, 链的节距越大，其承载能力越高。根据相对原理，当链轮以运动时，链节以-进入轮齿而产生冲击。,13-11链传动的主要参数及其选择,一般取： a=(3050)p，最大中心距amax= 80p,三、中心距,a 过小小链轮包角也小同时啮合的齿数减少,a 过大链条易抖动,链条节数：,中心距：,计算结果应圆整， 并取偶数！,为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的

10、。,若中心距不能调整，而又没有张紧装置时，应将计算中心距减小(0.0020.004)a,作为实际中心距，这样可使链条有合适的初垂度，保持链传动的张紧。,13-11链传动的主要参数及其选择,13-12 滚子链传动的计算,一、失效形式,1.链板疲劳破坏 2.滚子套筒的冲击疲劳破坏 3.销轴与套筒的胶合 4.链条铰链磨损 5.过载拉断,二、功率曲线图,曲线1 正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；,曲线2 链板疲劳强度限定的极限功率；,曲线3 滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；,曲线4 铰链胶合限定的极限功率；,极限功率大幅下降,设计：潘存云,单排A 系列滚子链的功率曲线 图,上述功率曲

11、线的特定条件:,1.两轮共面; 2. 小链轮的齿数Z1=19； 3. 链节数 Lp=100； 4.载荷平稳; 5. 按推荐的润滑方式；6. 工作寿命为15000 h； 7. 链条因磨损而引起的相对伸长量3%,表 13-13 修正系数Kz,小链轮齿数系数Kz,位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳）,位 置,位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）,表 13-14 多排链系数Km,排 数,1,2,3,4,5,6,Km,1.0,1.7,2.5,3.3,4.0,4.6,三、链传动的计算,当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正：,许用功率：P0 = P0KzKm,13-12 滚子链传动的计算,

12、链传动的设计准则：,计算功率：Pc=KAP，KA为工作情况系数，P为名义功率。,表 13-15 工作情况系数KA,载 荷 种 类,载 荷 平 稳 1.0 1.2,中 等 冲 击 1.3 1.4,较 大 冲 击 1.5 1.7,原 动 机,电动机或汽轮机,内 燃 机,当v 0.6 m/s时，链条的主要失效形式是拉断，设计时需验算静力强度安全系数：,Q极限载荷，F1是紧边拉力，S是安全系数：S=48,PcP0 = P0KzKm 或 Pc/KzKm P0,三、链传动的计算,13-12 滚子链传动的计算,一、链传动的润滑,润滑方式,1. 人工给油,2. 油杯滴油,3. 油浴润滑、飞溅给油,4. 用油泵

13、强制润滑和冷却,润滑油牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN48,环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取低的。,13-13链传动的润滑和布置,二、链传动的布置,布置原则：链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方。,i2 a 30p,两轮轴不在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后链条与链轮容易卡死。,传动参数 正确布置 不正确布置 说 明,i=23 a =(3050)p,两轮轴在同一水平面，紧边在上、在下均能正常工作。,13-13链传动的润滑和布置,i 、a 为任意值,两轮轴在同一铅垂面内，下垂量增大会减少下链轮的有效啮合齿数，降低传动能力

14、，为此应采用： 1)中心距可调； 2)设张紧装置； 3)上下两轮错开。,传动参数 正确布置 不正确布置 说 明,i 60p,两轮轴在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后松边与紧边相碰，须经常调整中心距。,三、张紧装置,动力0.75kW 链节距31.75,链轨,链轨,13-9解,由教材表 13-11 得 p =15.875mm ，滚子外径d1=10.16,13-9解（续）,= 493.43 mm,13-10解,（1）由图 13-33查得单排额定功率 P0 = 6 kW,查教材表 13-13，得,修正系数： 工况点在功率曲线左侧,多排链系数 Km = 1，工作情况系数 KA=1,由计算功率 Pc = KAP P0,得 P P0 /KA =6.66/1=6.66 kW,因此，实际条件下许用功率： P0 = P0KzKm = 61.111=6.66 kW,（2）由图 13-33 查得，工况点在功率曲线左侧，可能出现链板疲劳破坏,由图 13-34 查得，10A链条、3.33m/s，落在第3区，可用油浴润滑,13-10解（续）,（3）由图 13-34可知润滑方式跟链号和链速有关,