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1、第第1313章章 链传动链传动 13-8 链传动的特点和应用链传动的特点和应用13-9 链条和链轮链条和链轮13-11 链传动的主要及其选择链传动的主要及其选择13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算13-10 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析13-13 链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置13-8 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律一、凸轮机构设计的基本任务一、凸轮机构设计的基本任务 (1) (1)根据工作要求选定凸轮机构的形式；根据工作要求选定凸轮机构的形式； (2) (2)确定从动件运动规律；确定从动件运动规律； (3) (3)合理确定结构尺寸；合理确定结构
2、尺寸； (4) (4)设计凸轮轮廓曲线。设计凸轮轮廓曲线。13-8 链传动的特点和应用链传动的特点和应用组成：链轮、环形链条组成：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。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。设计：潘存云从动链轮从动链轮链条链条主动链轮主动链轮主动轴主动轴被动轴被动轴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；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，作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失 ；3. 结构紧凑；结构紧凑
3、；4. 能在高温，有油污等恶劣环境下工作；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；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。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的特点和应用链传动特点：链传动特点：链传动缺点：链传动缺点：应用范围：应用范围：设计：潘存云传动比传动比 i 8
4、中心距中心距 a 56 m传递功率传递功率 P 100 kW圆周速度圆周速度 v 15 m/s传动效率传动效率 0.950.98 常用参数：常用参数：当链条啮入啮出时，内外链节当链条啮入啮出时，内外链节作相对转动；滚子沿链轮齿滚动，作相对转动；滚子沿链轮齿滚动，可减少磨损。可减少磨损。13-9 链条和链轮链条和链轮一、链条一、链条类型类型 滚子链组成滚子链组成滚子、套筒、销轴、滚子、套筒、销轴、内链板、外链板内链板、外链板 齿形链齿形链滚子链滚子链套筒与销轴、滚子与套筒均为套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合间隙配合销轴销轴滚子滚子外链板外链板套筒套筒内链板内链板内链板紧压在套筒两端内链板紧压在
5、套筒两端外链板与销轴铆牢外链板与销轴铆牢分别称为内外链节，内外链节构分别称为内外链节，内外链节构成一个铰链。成一个铰链。ppt链条主要参数：链条主要参数：节距节距p 相邻两滚子的中心距离。相邻两滚子的中心距离。 p 越大，链条构件尺寸越大，所能传递越大，链条构件尺寸越大，所能传递的功率也越大。的功率也越大。结构类型：单排链和多排链。结构类型：单排链和多排链。滚子链已标准化，分为滚子链已标准化，分为A、B两个系两个系列，常用列，常用A系列系列.p双排滚子链双排滚子链 链条材料：碳素钢或合金钢，经链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。热处理，以提高强度和耐磨性。13-9 链条和链
6、轮链条和链轮一、链条一、链条链链 号号08A 12.70 14.38 7.95 13800 0.60表表13-11 A系列滚子链的主要参数系列滚子链的主要参数节距节距p 排距排距pt 滚子外径滚子外径d1 极限载荷极限载荷Q(单排单排) 每米长质量每米长质量q(单排单排) mm mm mm N kg/m10A 15.875 18.11 10.16 21800 1.0012A 19.05 22.78 11.91 31100 1.0016A 25.40 29.29 15.88 55600 2.6020A 31.75 35.76 19.05 86700 3.8024A 38.10 45.44 22.
7、23 124600 5.6028A 44.45 48.87 25.40 169000 7.5032A 50.80 58.55 28.58 222400 10.1040A 63.50 71.55 39.68 347000 16.1048A 76.20 87.83 47.63 500400 22.6013-9 链条和链轮链条和链轮链条长度以链节数表示。链节数最好取链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数偶数，以便链条联成环形时正好，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。是外链板与内链板相接。若链节数为若链节数为奇数奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承时，则采用过渡链节，在链条受
8、拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。过渡链节过渡链节13-9 链条和链轮链条和链轮一、链条一、链条开口销锁开口销锁紧紧弹簧夹弹簧夹锁紧锁紧O60 齿形链板的两侧齿形链板的两侧是直边，工作时链是直边，工作时链板的侧边与链轮齿板的侧边与链轮齿廓相啮合。廓相啮合。齿形链齿形链许多齿形链板用铰链联接而成。许多齿形链板用铰链联接而成。优点：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。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：缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。结构复杂、价格较贵、比较重。应用场合：应用场合：多
9、应用于高速（链速可达多应用于高速（链速可达40m/s）或运动精度要求较高的场合。）或运动精度要求较高的场合。p直边直边直边直边13-9 链条和链轮链条和链轮一、链条一、链条 链板的成形孔内链板的成形孔内装入棱柱，两棱柱装入棱柱，两棱柱相互滚动，可减小相互滚动，可减小摩擦和磨损。摩擦和磨损。二、链轮二、链轮标准参数：标准参数： 滚子链链滚子链链轮的参数轮的参数齿面圆弧半径：齿面圆弧半径：r re e 齿沟圆弧半径：齿沟圆弧半径：r ri i 齿沟角：齿沟角： 链轮的节距：链轮的节距：p p 弦长弦长 分度圆直径（链轮上被链条节分度圆直径（链轮上被链条节距等分的圆）：距等分的圆）：pd1dreri
10、360360 Z Z df = d - - d1 齿顶圆直径：齿顶圆直径：da齿根圆直径：齿根圆直径：各种链轮的实际端面齿形介于最大最小齿槽各种链轮的实际端面齿形介于最大最小齿槽形状之间形状之间链轮齿廓曲线设计灵活。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。合，并便于加工。国标仅规定了最大值和最小值国标仅规定了最大值和最小值 链轮主要尺寸计算公式：链轮主要尺寸计算公式：df13-9 链条和链轮链条和链轮d180180 Z Z 端面齿形端面齿形最常用最常用3圆弧圆弧1直线直线这种这种3 3圆弧圆弧1 1直线直线齿形基本上符合
11、齿形基本上符合标准齿槽形状范标准齿槽形状范围，且具有较好围，且具有较好的啮合性能，并的啮合性能，并便于加工。便于加工。r2bdcr3r1aa二、链轮二、链轮13-9 链条和链轮链条和链轮bg(h)r5gbB2B3ptptr5轴面齿形轴面齿形圆弧圆弧+ +直线（便于进入或退出啮合）直线（便于进入或退出啮合）单排链轮轴面齿形单排链轮轴面齿形多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。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。齿面需经热处材料与热处理：碳素钢、铸铁等，重要链轮可
12、用合金钢。齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。理以提高接触强度和耐磨性。直线直线r4二、链轮二、链轮13-9 链条和链轮链条和链轮链轮的结构链轮的结构实心式实心式小直径链轮小直径链轮二、链轮二、链轮13-9 链条和链轮链条和链轮孔板式孔板式中等直径链轮中等直径链轮组合式组合式大直径链轮大直径链轮13-10 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析 链条平均链条平均线速度：线速度：平均传动比：平均传动比：d121分度圆瞬时线速度：分度圆瞬时线速度：链条的瞬时线速度链条的瞬时线速度v沿沿AB方向（水平）：方向（水平）：AB180z1180z1为
13、相位角：为相位角：链条进入链轮后形成折线，相当链条进入链轮后形成折线，相当于一对多边形轮间的传动。于一对多边形轮间的传动。变化范围变化范围d11滚子子进入和退出入和退出啮合合时滚子在子在进出出啮合之合之间的中点的中点时链条垂直方向分速度：链条垂直方向分速度： 链条在垂直方向的分速度也作周期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。性变化，导致链条上下抖动。改善链传动运动改善链传动运动不均匀性措施不均匀性措施:13-10 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析 d121AB180z1180z1d11 链轮每转过一齿，链速链轮每转
14、过一齿，链速慢慢快快慢慢变化一次。因此，当链轮等速变化一次。因此，当链轮等速1回转时，回转时，链条瞬时速度作周期性变化。链条瞬时速度作周期性变化。瞬时传动比：瞬时传动比：链轮链轮2相位角相位角链轮链轮1相位角相位角 瞬时传动比作周期性变化。瞬时传动比作周期性变化。选用较小的链节距选用较小的链节距增加链轮齿数增加链轮齿数限制链轮转速限制链轮转速P，Z增加，相位角增加，相位角变化范化范围减小，减小，链速速变化范化范围减小减小为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应:适当张紧适当张紧 y作用在链上的作用在链上的力有：力有：圆周拉力圆周拉力: 离心拉力离
15、心拉力:悬垂拉力悬垂拉力:紧边拉力为：紧边拉力为：F1 = F + Fc + Fy N松边拉力为：松边拉力为：F2 = Fc + Fy NF = 1000P/ v NFc= qv2 NFy=Kyqga N q为链条米长质量为链条米长质量,kg/ma为中心距，为中心距，=90 Ky= 1g为重力加速度，为重力加速度，Ky为下垂量为下垂量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= 5n1n2有效拉力。有效拉力。P(kW) ,v(m/s)F1F1F2F213-10 链
16、传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析二、链传动的受力分析二、链传动的受力分析 d180z节距增长量节距增长量p与节圆外移量与节圆外移量d 之间的关系：之间的关系：13-11链传动的主要参数及其选择链传动的主要参数及其选择一、链轮的齿数一、链轮的齿数P+p链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向齿顶移动。齿顶移动。p一定时一定时: 齿数齿数Z越多越多 d 越大越大 越容易发生跳齿和脱链现象。越容易发生跳齿和脱链现象。一般取：一般取： z2 120因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮
17、齿数不宜过少。按传动比由表按传动比由表13-1213-12选取选取Z1再计算大链轮齿数：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，一般链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数，以使磨损均匀。以使磨损均匀。pd+d二、链的节距二、链的节距 节距越大，链轮转速越高时，啮节距越大，链轮转速越高时，啮合瞬间的冲击也越大。合瞬间的冲击也越大。- 高速重载时，应选用小节距多排链。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。链的节距越大，其承载能力越高。根据相对原理，当链轮以根据相对原理，当链轮以运动时，运动时，链节以链节以- -进入轮齿而产生冲击。进入轮齿而产生冲击。
18、d1p13-11链传动的主要参数及其选择链传动的主要参数及其选择一般取：一般取： a=(3050)p，最大中心距，最大中心距amax= 80p三、中心距三、中心距a 过小过小小链轮包角也小小链轮包角也小同时啮合的齿数减少同时啮合的齿数减少a 过大过大链条易抖动链条易抖动链条节数：链条节数：中心距：中心距：计算结果应圆整，计算结果应圆整，并取偶数！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。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。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
19、)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。的张紧。 13-11链传动的主要参数及其选择链传动的主要参数及其选择实际使用区域实际使用区域13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算一、失效形式一、失效形式1.1.链板疲劳破坏链板疲劳破坏2.2.滚子套筒的冲击疲滚子套筒的冲击疲劳破坏劳破坏3.3.销轴与套筒的胶合销轴与套筒的胶合4.4.链条铰链磨损链条铰链磨损5.5.过载拉断过载拉断二、功率曲线图二、功率曲线图4321极限功率曲线极限功率曲线n1P曲线曲线1 1 正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；正常润滑
20、条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；曲线曲线2 2 链板疲劳强度限定的极限功率；链板疲劳强度限定的极限功率；曲线曲线3 3 滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；曲线曲线4 4 铰链胶合限定的极限功率；铰链胶合限定的极限功率；密封润滑不良密封润滑不良极限功率大幅下降极限功率大幅下降设计：潘存云1015 20406080 100150 200400 600800100015002000 40006000小链轮转速小链轮转速n1(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率功率P0(
21、kw)48A单单排排A系系列列滚滚子子链链的的功功率率曲曲线线图图 链号 节距08A 12.710A 15.87512A 19.0516A 25.420A 31.7524A 38.128A 44.4532A 50.840A 63.548A 76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A3油浴或油浴或 飞溅润滑滑3上述功率曲线的特定条件上述功率曲线的特定条件: 1.两轮共面两轮共面; 2. 小链轮的齿数小链轮的齿数Z1=19； 3. 链节数链节数 Lp=100；4.载荷平稳载荷平稳; 5. 按推荐的润滑方式；按推荐的润滑方式；6. 工作寿命为工作寿命为15000 h；7. 链条因
22、磨损而引起的相对伸长量链条因磨损而引起的相对伸长量3%当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将P0值降低。值降低。链速链速 v m/s1.5v 7 而又润滑不当而又润滑不当P0降低降低50%传动不可靠传动不可靠1.5 725%推荐的润滑方式推荐的润滑方式0.20.3 0.40.6 0.8 12345681020链速链速v(m/s)50.844.4538.131.7525.419.0515.87512.7链链节节距距p(mm)1人工定期人工定期润滑滑12滴油滴油润滑滑24压力力喷 油滑油滑润4表表 13-13 修正系数修正系数Kz小链轮齿数系数小链轮齿
23、数系数Kz位于功率曲线顶点左侧时位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳）（链板疲劳）位位 置置位于功率曲线顶点右侧时位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）（滚子套筒冲击疲劳）表表 13-14 多排链系数多排链系数Km排排 数数1234 56Km1.01.72.53.34.04.6三、链传动的计算三、链传动的计算当实际工作条件与特定条件不同时，应对当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正：值加以修正：许用功率：许用功率：P0 = P0KzKm19z11.0819z11.513-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算链传动的设计准则：链传动的设计准则：计算功率：计算功率：Pc=KAP，KA
24、为工作情况系数，为工作情况系数，P为名义功率。为名义功率。表表 13-15 工作情况系数工作情况系数KA载载 荷荷 种种 类类载载 荷荷 平平 稳稳 1.0 1.2中中 等等 冲冲 击击 1.3 1.4 较较 大大 冲冲 击击 1.5 1.7原原 动动 机机电动机或汽轮机电动机或汽轮机内内 燃燃 机机当当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：数：Q极限载荷，极限载荷，F1是紧边拉力，是紧边拉力，S是安全系数：是安全系数：S=48PcP0 = P0KzKm 或或 Pc/KzKm P0 三、链传动的计算
25、三、链传动的计算13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算一、链传动的润滑一、链传动的润滑润滑方式润滑方式 1.1. 人工给油人工给油2.2. 油杯滴油油杯滴油3.3. 油浴润滑、飞溅给油油浴润滑、飞溅给油4.4. 用油泵强制润滑和冷却用油泵强制润滑和冷却润滑油牌号：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，反之取环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取低的。低的。甩油环甩油环13-13链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置二、链传动的布置二、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；一般宜水平布置原则：链传动的两轴应平行，两链轮应
26、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。或接近水平布置，并使松边在下方。i2a 30p两轮轴不在同一水两轮轴不在同一水平面，松边应在下平面，松边应在下面。否则松边下垂面。否则松边下垂量增大后链条与链量增大后链条与链轮容易卡死。轮容易卡死。传动参数传动参数 正确布置正确布置 不正确布置不正确布置 说说 明明 i=23a =(3050)p两轮轴在同一水平两轮轴在同一水平面，紧边在上、在面，紧边在上、在下均能正常工作。下均能正常工作。13-13链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置i 、a 为任意值为任意值两轮轴在同一铅垂两轮轴在同一铅垂面内，下垂量增大面内，下垂量增大会减少下链轮的
27、有会减少下链轮的有效啮合齿数，降低效啮合齿数，降低传动能力，为此应传动能力，为此应采用：采用：1)中心距可调；中心距可调；2)设张紧装置；设张紧装置；3)上下两轮错开。上下两轮错开。传动参数传动参数 正确布置正确布置 不正确布置不正确布置 说说 明明 i 60p两轮轴在同一水平两轮轴在同一水平面，松边应在下面。面，松边应在下面。否则松边下垂量增否则松边下垂量增大后松边与紧边相大后松边与紧边相碰，须经常调整中碰，须经常调整中心距。心距。三、张紧装置三、张紧装置 弹簧力弹簧力 重力重力 调整位置调整位置 调整位置调整位置 动力动力0.75kW 链节距链节距31.75链轨链轨链轨链轨13-9解解由教
28、材表由教材表 13-11 得得 p =15.875mm ，滚子外径，滚子外径d1=10.16 15.875(0.54+cot =113.90mm 15.875(0.54+cot =276.08mm 13-9解（续）解（续）= 493.43 mm 13-10解解 （1）由图）由图 13-33查得单排额定功率查得单排额定功率 P0 = 6 kW 查教材表查教材表 13-13，得，得 19z11.0819211.08Kz = = = 1.11修正系数：修正系数：工况点在功率曲线左侧工况点在功率曲线左侧多排链系数多排链系数 Km = 1，工作情况系数，工作情况系数 KA=1由计算功率由计算功率 Pc = KAP P0 得得 P P0 /KA =6.66/1=6.66 kW因此，实际条件下许用功率：因此，实际条件下许用功率： P0 = P0KzKm = 61.111=6.66 kW（2）由图）由图 13-33 查得，查得，工况点在功率曲线左侧工况点在功率曲线左侧，可能，可能出现链板疲劳破坏出现链板疲劳破坏 由图由图 13-34 查得，查得，10A链条、链条、3.33m/s，落在第，落在第3区，可区，可用油浴润滑用油浴润滑 13-10解（续）解（续）（3）由图）由图 13-34可知可知润滑方式跟链号和链速有关润滑方式跟链号和链速有关
