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1、第9章 链传动,9-1 链传动的特点及应用,9-2 传动链的结构特点,9-6 滚子链传动的计算,9-4 链传动的运动特性,9-7 链传动的布置、张紧和润滑,9-3 滚子链链轮的结构和材料,9-5 链传动的受力分析,9-1 链传动的特点和应用,组成：链轮、环形链条,作用：链条链节与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同 向传动。,特点： 1. 链轮传动没有弹性滑动和打滑， 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，中心距较大时其传动结构简单；,缺点： 只能实现同向传
2、动；瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性 较差；磨损后易出现跳齿；有一定的冲击和噪声，不宜应用于载荷变化大、高速和急速反向的传动中。,工作范围：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： 0.950.98,9-2 传动链的结构特点,一、 链条,类型,滚子链的组成： 滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。,齿形链,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和耐冲击性。,套筒滚子链的剖面结构：,链条的主要参数节距p：,节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。 p 越大，链条各零件尺寸越大，所能传递的
3、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， 常用的是A系列.,双排滚子链,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。,滚子链的标记：,标记实例： 08A-1 88 GB1243.1-83 A系列，节距12.7mm,单排，87节,链号,国标号,(一)基本参数及主要尺寸,滚子链链轮的参数,链轮的节距：p -弦长,分度圆直径：,df=d-d1,齿顶圆直径：,齿根圆直径：,只规定了最小和最大齿槽形状及其极限参数，实际齿形介于最大
4、最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿设计具有很大的灵活性。但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。,链轮主要尺寸计算公式：,9-3 滚子链链轮的结构和材料,链轮的结构,实心式-小直径,孔板式-中等直径,链轮的结构,实心式-小直径,组合式-大直径，齿圈可更换。,孔板式-中等直径,链轮的结构,实心式-小直径,链轮的材料,链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。,材料与热处理：碳素钢、铸铁、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。,作者： 潘存云教授,链由许多刚性链节联接而成，当链与链轮啮合
5、时，链呈折线包在链轮上，形成一个局部正多边形。该正多边形的边长为链节距P，链轮回转一周，链移动的距离为zP，故链的平均速度和平均传动比为：,一、链传动的速度分析,9-4 链传动的运动特性,一、链传动的速度分析,链条的平均线速度：,平均传动比为：,分度圆瞬时线速度：,链条的瞬时线速度沿AB方向，,链条进入链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮之间的传动。,其大小为：,9-4 链传动的运动特性,在链条垂直方向的分量为：,为相位角：,链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。由此可知，当链轮等速回转时，瞬时链速和顺时传动比都作周期性变化。,变化范围,R1 1,链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖
6、动。,链速分量:,同理，对于从动轮，也有：,R1 1,上式表明，当主动链轮作等速转动时，从动链轮随、的变化作周期性的变速转动。,链传动的瞬时传动比：,链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。链速是变化的，,链传动在工作时，会产生振动和动载荷！,这种特性被称为链传动的多边形效应。,二、链传动的动载荷,链传动中的多边形效应造成链条和从动链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷。,链条前进的加速度引起的动载荷为：,从动链轮的角加速度引起的动载荷为：,n 、p 、z , 则Fd1 ,冲击力为：,n 、p , 则相对冲击动载荷,当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度作圆周运动的链轮轮
7、齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。,链传动速度的变化，使链条和链轮具有加速度和角加速度，从而产生附加的动载荷； 链节进入啮合的瞬间，与轮齿产生冲击； 链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，传动的动载荷就越大，冲击也越强烈。,小结,作者： 潘存云教授,工作拉力Fe 离心拉力Fc 悬垂拉力Ff 上悬垂点拉力 下悬垂点拉力,三。链传动的受力分析,为保证松边垂度不至过大，安装链传动时，应:,适当张紧,悬垂拉力Ff :,Ff =Kf qa10-2 N,a-为中心距，,Kf -为垂度系数,F”f =(Ky +sin ) qa 10-2 N,F f = max F
8、f F”f ,紧边拉力为：,F1 = Fe + Fc + Ff N,松边拉力为：,F2 = Fc + Ff N,作者： 潘存云教授,9-6 滚子链传动的设计计算,一、失效形式,1.链的疲劳破坏:在工作过程中，链条上的各个元件都在变应力作用下工作，经过一定的循环次数后，链板将会因疲劳而断裂；套筒、滚子表面将会因为冲击而产生疲劳点蚀；链条的疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。,2.链条铰链的磨损：铰链中的销轴和套筒既承受较大的压力又存在相对转动，导致铰链磨损。磨损是开式链传动的主要失效形式。铰链磨损后，其结果是链节距增加，链条总长度增加，从而使链的松边垂度发生变化，同时增加了运动的不均匀性和动
9、载荷，引起跳齿。 3.链条铰链的胶合：链速较高，铰链收到的冲击增大，铰链中的销轴和套筒在高压下直接接触，同时两者相对转动产生摩擦热，从而导致胶合。胶合在一定程度上限制了链传动的极限转速。 4.链条静力拉断：在低速（v0.6m/s） 时，如果链条载荷不增加而变形持续增加，即认为链条正在被破坏.导致链条变形持续增加的最小负载将限制链条能够承受的最大载荷。,9-6 滚子链传动的设计计算,二、链传动的额定功率,一。极限功率曲线： 在润滑良好、中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着转速增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度；转速越高，传动能力
10、就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。,二、额定功率曲线 为了保证传动的可靠性，常采用额定功率来限制链传动的实际 工作能力。,上述功率曲线的特定条件: 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;,7. 链条因磨损而引起的相对伸长量3%,5. 按推荐的润滑方式,6. 工作寿命为15000 h,单排A 系列滚子链的额定功率曲线,作者： 潘存云教授,链传动的参数选择,1.链轮齿数Z1和Z2 （1）小链轮齿数Z1少，可以减小外廓尺寸； （2）但齿数过少，会增加运动的不均匀性和动载荷；链条在进入 和退出啮合时，链节间的相对转角增大；链传动的圆周力增大
11、， 从总体上增加链条和链轮的磨损。,（3）小链轮齿数Z1也不宜取的过大，在传动比给定的情况小， Z2也相应地增大，传动的总体尺寸增大；易发生跳齿和脱链， 缩短了链条的使用寿命。,通常z19，而z2 114，此外，由于链节数一般为偶数，故链轮齿数最好选用与链节数互质的奇数，以减少同一链节与轮齿周期性啮合的机会，使磨损趋于均匀。,p与d 之间的关系：,大链轮的齿数: z2 =i z1,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: z , d , 越容易发生跳齿和脱链现象。,一般取： z2 114,一般 链节数为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数最好取与链节数互为质数的奇数。,优选数列：
12、17、19、21、23、25、38、57、76、95, 114,传动比：,i 6 - 一般情况下,2 i 3.5 - 推荐值,6 i 10 -当v2m/s且载荷平稳时,2.传动比的选择 传动比过大时，由于链条在小链轮上的包角过小，将减少啮合齿数，每个轮齿承受的载荷增加，加速轮齿的磨损，因而易出现跳齿或加速齿的磨损。,作者： 潘存云教授,4、中心距和链节数,一般取： a=(3050)p,amax= 80p,（2）中心距过大，松边垂度过大，传动时造成松边颤动。,（1）中心距过小，单位时间内链条的绕转次数增多，链条 屈伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损 和疲劳；中心距小，链条在小链轮上的包
13、角小，每个齿 所受的载荷增大，易出现跳齿和脱链,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。,按带传动公式导出此式,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25mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。,3、链的节距,2）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，但总体尺寸增大，多变性效应显著，振动、冲击和噪声也严重。,确定节距的原则：,1）为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选用较小节 距的单排链；,3）中心距小，传动比大时，应选用小节距多排链。,4）中心距大，传动比小时，应选用大节距单排
14、链。,作者： 潘存云教授,滚子链传动的设计计算,1.选择齿数和传动比 2.计算当量的单排链的计算功率 3.确定链的型号和节距:PcaPc 4.计算链节数和中心距 5.计算链速和润滑方式 6。计算链传动作用在轴上的压轴力,一、链传动的布置,布置原则： 1) 链传动时链轮一般应布置在铅垂面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。,9-7 链传动的布置、张紧和润滑,2)中心线一般宜水平或接近水平布置，一般链传动的紧边在上方，松边在下，以免在上的松边下垂量过大而阻碍链轮的顺利运转 。,二、张紧装置,三、 链传动的润滑,润滑方式,人工给油：松边内、 外链板间隙中注油,2. 油杯滴油；,3. 油浴润滑、飞溅给油；,4. 用油泵强制润滑和冷却。,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。,
