机械设计(第八版)第9章链传动

宁夏大学专用作者：潘存云教授第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链传动的受力分析宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制§9-1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靠现平行轴之间的同向传动。宁夏大学专用作者：潘存云教授特点：与带传动相比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；与传齿轮动相比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：瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声。应用：广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。宁夏大学专用作者：潘存云教授工作范围：传动比：i≤8中心距：a≤5~6m传递功率：P≤100kw圆周速度：v≤15m/s传动效率：η≈0.95~0.98宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制销轴与外链板铆牢，分别称为内外链节。内外链节构成一个铰链。当链条啮入啮出时，内外链节作相对转动。同时滚子沿链轮链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均做成8字形，以减轻重量，并保持各横截面的强度大致相等§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。齿形链滚子链套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合潘存云教授研制销轴滚子外链板套筒内链板内链板紧压在套筒两端，称为内链节。潘存云教授研制宁夏大学专用作者：潘存云教授链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。套筒滚子链的剖面结构：潘存云教授研制滚子套筒销轴内链板外链板宁夏大学专用作者：潘存云教授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.p潘存云教授研制潘存云教授研制ppt双排滚子链宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制表9—1A系列滚子链的规格和主要参数48A76.2087.8347.6347.3523.8072.39500.422.60链号08A12.7014.387.957.853.9612.0713.80.60节距P排距pt滚子链节销轴链板极限载荷米长质量外径d1内宽b1直径d2高度h2Q(单排)q(单排)/mm/mm/mm/mm/mm/mm/kN/(kg/m)10A15.87518.1110.169.405.0815.0921.81.0012A19.0522.7811.9112.575.9418.0831.11.5016A25.4029.2915.8815.757.9224.1355.62.6020A31.7535.7619.0518.909.5330.1886.73.8024A38.1045.4422.2325.2211.1036.20124.65.6028A44.4548.8725.4025.2212.7042.24169.07.5032A50.8058.5528.5831.5514.2748.26222.410.1040A63.5071.5539.6837.8519.8460.33347.016.1006B9.52510.246.355.723.288.268.90.4005B8.005.645.003.002.317.114.40.1808B12.7013.928.517.754.4511.8117.80.70宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制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。潘存云教授研制滚子链的标记：标记实例：08A-1×87GB1243.1—83A系列，节距12.7mm,单排，87节链号国标号排数链节数×过渡链节宁夏大学专用作者：潘存云教授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。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。齿形链是由许多齿形链板用铰链连接而成。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。p潘存云教授研制直边直边O60˚潘存云教授研制宁夏大学专用作者：潘存云教授应用实例：潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用作者：潘存云教授sin180pdz(一)基本参数及主要尺寸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：ααmin、αmax链轮的节距：p——弦长分度圆直径：潘存云教授研制df=d-d1齿顶圆直径：a0.54cot180dpz齿根圆直径：各种链轮的实际断面齿形介于最大最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线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。国标规定最大值和最小值：链轮主要尺寸计算公式：§9-3滚子链链轮的结构和材料riα360˚zp宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制表9-2链轮毂孔最大许用直径dkmax/mm11131517192123258.0010131620252831349.525111520242933374212.70182228344147515715.875223037455159657319.05273646536272808825.4038516174849510912031.755064809310812213715238.1060799511212914816518444.45719111113215317519621750.808010512915217720022424963.5010313216319322425427831076.20127163201239276311343372zP/mm宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制表9-3链轮主要尺寸计算公式一览名称代号计算公式备注分度圆直径dd=p/sin(180/z)齿顶圆直径dadamax=d+1.25p-d1damin=d+(1-1.6/z)p-d1da=p[0.54+cot(180/z)]若为三圆弧一直线齿形，则有：分度圆弦齿高hahamax=(0.625-0.8/z)p-0.5d1hamin=0.5(p-d1)z若为三圆弧一直线齿形，则有：ha=0.27p齿根圆直径dfdf=d-d1齿侧凸缘圆直径或排间槽dz≤pcot(180/z)-1.04h2-0.76mmdgh2——内链板高度ha是为简化放大齿形的绘制而引入的辅助尺寸hamin相应daminhamax相应damax可在damax、damin范围内任意选取，但选用damax时，应考虑才用展成法加工有发生顶切的可能性。注：da、dg取整数，其它尺寸精确到0.01mm宁夏大学专用作者：潘存云教授表9-4链轮的结构尺寸计算公式倒角宽baba=(0.1~0.15)p倒角半径rxrx≥p名称代号计算公式备注齿宽双排、三排bn0.91b10.93b1单排0.93b10.95b1四排以上0.88b10.93b1链轮齿总宽bfnbfn=(n-1)pt+bf1倒角深hh=0.5p齿侧凸缘（或排间距）圆角半径rara≈0.04pp≤12.7mmp≥12.7mmP12.7mm时，经制造厂同意，也可以使用p≤12.7mm时的齿宽。b1为内链节内宽。仅适用于B型n——排数潘存云教授研制bf1bf2bf3ptptr5宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制180˚z滚子链链轮端面齿形（二）链轮齿形这种三圆弧一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。bdcaa端面齿形：三圆弧一直线宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制bg(h)r5g潘存云教授研制bB2B3ptptr5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零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。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。直线指采用标准刀具加工r4宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制链轮的结构实心式——小直径潘存云教授研制宁夏大学专用作者：潘存云教授孔板式——中等直径潘存云教授研制潘存云教授研制链轮的结构实心式——小直径潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制组合式——大直径，齿圈可更换。潘存云教授研制孔板式——中等直径链轮的结构实心式——小直径潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏大学专用作者：潘存云教授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。材料热处理热处理后硬度应用范围15、2050~60HRCz25，有冲击载荷的主从动轮35正火160~200HBS在正常工作条件下，齿数Z25的链轮40、50、ZG310-570淬火、回火40~50HRC无剧烈振动及冲击的链轮15Cr、20Cr50~60HRC渗碳、淬火、回火有动载荷及传递角大功率的重要链轮Z25Q235、Q23735SiMn、焊接后退火140HBS中等速度、传递较大功率的链轮35SiMn、40Cr35CrMo淬火、回火40~50HRC使用优质链条、重要的链轮灰铸铁(HT150以上)淬火、回火260~280HBSz50的从动链轮渗碳、淬火、回火功率小于6kW、速度较高、要求传动平稳和噪声小的脸轮夹布胶木宁夏大学专用作者：潘存云教授β122m/s60601000zzpn一、链传动的速度分析10006011pnzv1221zznni链条的平均线速度：平均传动比为：ω1分度圆瞬时线速度：链条的瞬时线速度沿AB方向，A111vRνAB11cosxvR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链传动的运动特性潘存云教授研制111sinyvR链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：宁夏大学专用作者：潘存云教授:18010时当zβ为相位角：10101800180zz1:0时当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ββνxAB潘存云教授研制111min180coszRvvxx11maxRvvxx0min11yyvv111max11180sinzRvvyy11111180cosxRvRz≤≤11111800sinyvRz≤≤链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。链速分量:ω1宁夏大学专用作者：潘存云教授同理，对于从动轮，也有：ββνxAB潘存云教授研制上式表明，当主动链轮作等速转动时，从动链轮随γ、β的变化作周期性的变速转动。cos22Rvxx22cosvR链传动的瞬时传动比：12s21coscosRiR链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。由于链速是变化的，链传动在工作时，会产生振动和动载荷！只有当z1=z2时，才有:i=1这种特性被称为链传动的多边形效应。ω1宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制速度不均匀系数：mxxvvvminmaxz11413121110987654321051015202530354045δ/(%)链速不均匀系数变化曲线ββνxAB链轮齿数越少，→δ↑，速度波动越明显。动画演示ω1宁夏大学专用作者：潘存云教授tJJdd2二、链传动的动载荷链传动中的多边