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1、9-2 传动链的结构特点,9-1 链传动的特点及应用,9-3 滚子链链轮的结构和材料,9-4 链传动的运动特性,9-5 链传动的受力分析,9-6 滚子链传动的设计计算,9-7 链传动的布置、张紧和润滑,第九章 链传动,特点及应用1,链传动的特点及应用,链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。, 与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低 速情况下工作。 与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。 链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。 链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其他不 宜采用齿轮传动的场合。,特点及应用
2、1,传动链的结构特点1,传动链的结构特点,传动链是链传动中的主要元件，传动链有滚子链和齿形链等类型。, 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。 内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈连接； 滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。,滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成正比， 但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。,虚拟现实中的滚子链,一、滚子链,传动链的结构特点2,链条的接头处的固定形式有：,传动链的结构特点,用开口销固定，多用于大节距链,弹簧卡片固定，多用于小节距链,设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可 避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链
3、的承 载能力下降。,滚子链的规格和主要参数,传动链的结构特点3,传动链的结构特点,二、齿形链,齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而成。工作时链齿板与链 轮轮齿相啮合而传递运动。,与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠， 多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。,齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。,齿形链上设有导板，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导 板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的 链轮结构简单。,详细说明,更多说明,链轮的结构和材料1,滚子链链轮的结构和材料,一、链轮的参数和齿形,链轮是链传动的主要零件，其齿形已
4、经标准化。链轮设计的主要内容是：,链轮的基本参数： 配用链条的节距 p、滚子的最大外径 d1、排距 pt、齿数z。, 确定链轮的结构和尺寸；, 选择链轮的材料和热处理方式；,链轮的主要尺寸见下图，链轮毂孔的直径应小于其最大许用直径dkmax。,链轮尺寸计算公式见,链轮的结构和材料2,滚子链链轮的结构和材料,链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直 线的齿形（如左图所示）。图中，齿廓上 的aa、ab、cd线段为三段圆弧，半径依 次为 r1、r2和 r3；bc线段为直线。,二、链轮的结构和材料, 小直径的链轮可制成整体式； 中等尺寸的链轮可制成孔板式； 大直径的链轮可制成组装式。, 链轮的轴向齿廓及尺寸应
5、符合国标GB/T 12432006的规定。,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。,链轮材料表,运动特性1,链传动的运动特性,一、链传动的速度分析,在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形 的边长等于链条的节距 p。,链的平均速度为：,链传动的平均传动比为：,链条铰链点A的前进分速度,上下运动分速度,动画演示,运动特性2,二、链传动的运动不均匀性,由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期 性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。,链传动的运动特性,当主动链轮匀
6、速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比 都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。,链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边 形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形效应。,因为从动链轮的角速度为：,所以链传动瞬时传动比为：,运动特性3,链传动的运动特性,三、链传动的动载荷,链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，从而 引起动载荷。,链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。链 节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷。链节距越大，链 轮的转速越高，则冲击越强烈。,链条前进的加速度引起的动载荷为：,从动
7、链轮的角加速度引起的动载荷为：,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 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。,受力分析1,链传动的受力分析,链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目的主要是使松 边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象。,链的紧边拉力为：,链的松边拉力为：,其中： Fe为有效圆周力：,Fc为离心力引起的拉力：,在上述各式中，P 为传递的功率，单位为kW ；v为链速，单位为m/s；q为 单位长度链条的质量，单位为kg/m。,Ff为悬垂拉力，与链条松边的垂度和传动的布
8、置方式有关。,设计计算1,滚子链传动的设计计算,一、失效形式和额定功率,链传动的失效形式有链的疲劳破环、链条铰链的磨损、链条铰链的胶 合以及链条的静力拉断。,上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，在中等速 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；随着链轮 转速的增高，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，传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象， 使链条迅速失效。,失效图片,设计计算2,滚子链传动的设计计算,二、滚子链传动的设计方法和步骤,1链轮齿数,通常限制链传动的传动比i6，推荐的传动比i23.5。,选择小链轮齿数z1 计
9、算大链轮齿数z2=iz1。,小链轮齿数z1过少运动不平稳严重。 小链轮齿数z1过大增大了传动的尺寸和质量 。,详细说明,2确定单排链计算功率Pca,单排链计算功率Pca应根据所传递的额定功率P和实际工作情况等，引入相关修正系数后，按下式确定：,KA 链传动的工作情况系数；,式中：,Kz 主动链轮齿数系数；,KP 多排链系数。,设计计算3,滚子链传动的设计计算,链条节距 p可根据计算功率Pca和小链轮转速 n1由额定功率曲线选取。,4链传动的中心距a和链节数Lp,链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。 设计时一般取中心距a0=(3050)p，最大取a0max=80p。,3确定链的型号和
10、节距p,链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，振动冲击和噪声也越严重。设计时，一般尽量选取小节距的链。,链条的长度以链节数Lp来表示，链节数估算公式为,计算的Lp0应圆整为Lp，最好取为偶数。链传动的最大中心距为,f1为中心距计算系数，参见,设计计算4,滚子链传动的设计计算,6计算链传动作用在轴上的压力,链传动的压轴力FP可近似为：FP= KFPFe 式中：Fe有效圆周力，N； KFP压轴力系数，对于水平传动， KFP=1.15； 对于垂直传动，KFP=1.05。,7低速链传动的静力强度计算,对于链速v0.6 m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大，故应进
11、行抗拉静力强度计算。,详细说明,5确定润滑方式,润滑方式应根据计算得到的平均链速v，再查取推荐的润滑方式。,推荐的润滑方式,布置张紧和润滑1,链传动的布置、张紧和润滑,一、链传动的布置,链传动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。 链传动的紧边在上方或在下方都可以，但在上方好一些 。 应尽量保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链 。,二、链传动的张紧,链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过大时产生啮合不 良和链条的振动现象；同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。,布置张紧和润滑2,三、链传动的润滑,链传动的布置、张紧和润滑,链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动 寿命的最主要因素。因而，润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑 的作用对高速重载的链传动尤为重要。,详细说明,
