第五章链传动.

第五章第二节链传动学习要求了解链传动的类型、特点和应用场合链传动的工作情况分析重点掌握链传动的工作原理、受力分析，滚子链传动的失效形式、设计准则、设计方法和步骤滚子链传动设计计算熟悉滚子链的结构及标准，链传动的张紧和润滑概述1.工作原理两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动2.组成主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等一、链传动工作原理与特点概述二、传动特点1.优点与带传动相比：2）η高3）结构紧凑（∵带传动要求α1＞120°—a↑）4）压轴力小（啮合传动——张紧力小）5）可在高温、潮湿等恶劣环境下工作无弹性滑动1）1221zznni平均准确概述与齿轮传动相比：1）适于远距离传动2）成本低（制造、安装精度↓）2.缺点1）只能用于平行轴间的传动，且同向转动2）瞬i不准确，振动、平稳性差、噪音大3）成本比带传动高概述三、应用Pmax→5000kW，vmax→40m/s，imax→15，amax→8m一般：P＜100kW，v＜15m/s，i＜81.不宜用于载荷变化大和急促反向的传动2.用于a较大，要求i平均不变，而不宜采用齿轮或带传动场合广泛应用在其它低速重载场合叉车自行车、摩托车概述四、链的种类传动链——一般机械传动，v≤20m/s传动链起重链——提升重物，v≤0.25m/s起重链曳引链——移动重物，v=2~4m/s曳引链传动链的结构特点一、传动链的结构按结构分为：滚子链齿形链传动链的结构特点1、滚子链■结构自由滚动，减小摩擦，磨损内、外链板呈“8”字形：?等强度，↓惯性力内链节外链节形成铰链传动链的结构特点phdzb1b2dτ内链板外链板销轴套筒滚子传动链的结构特点传动链的结构特点■接头形式：连接链节：过渡链节：产生附加弯矩,承载↓∴避免采用奇数链节偶数节：奇数节：弹簧卡片开口销、传动链的结构特点■主要参数●链节距p——基本参数p↑——尺寸↑p=链号×25.4/16（mm）●链节数Lp整数，一般为偶数●排数zp单排链排数↑—承载↑排数↑↑—承载不均，∴zp≯3-4多排链传动链的结构特点■标准化滚子链已标准化GB1243.1—83×链号排数链节数标准编号例：08A—1×87GB2431—83A系列、节距p=12.7mm，单排，87节传动链的结构特点2、齿形链承受冲击能力比滚子链好，噪音低，平稳——“无声链”带外导板带内导板圆销式轴瓦式滚柱式铰链形式：传动链的结构特点二、链轮滚子链链轮齿形已标准化，设计时主要确定结构及尺寸常用“三圆弧一直线”“齿形按3RGB1244-85规定制造”zpd180sin分度圆直径：传动链的结构特点滚子链链轮轴面齿形ddfLxdadgdkdg传动链的结构特点链轮结构：轮辐式（轮毂处采用了胀紧联结）整体式孔板式组合式传动链的结构特点三、链和链轮材料要求有足够的强度、耐磨性链传动的运动特性整条链：挠性体单个链节：刚性体链条绕上链轮时，链节与链轮轮齿啮合，形成正多边形一部分。链条与链轮分度圆在运动中交替呈现相割和相切∵链轮转一周，链条转过长度为zp∴平均链速：smpnzpnzv/1000601000602211平均传动比：122112zznni一、链传动的运动不均匀性——多边形效应链传动的运动特性实际上：ω1=常数时，ω2、v是变化的假设：紧边在传动时总是处于水平位置sin11Rv—水平分速度,即链速,使链条前进,传递功率—垂直分速度,使链条上下移动,消耗功率cos11Rv主动轮：在某一时刻，销轴的圆周速度为11R链传动的运动特性由：2211可见常数1时，常数v1——链节距对应的中心角，111802z两个特殊位置：21时：111min180coszRv111max180sinzRv0时：111maxvRv0minv链传动的运动特性如图：vv、均作周期性变化每转一个链节为周期v——“忽快忽慢”v——“忽上忽下”1z21不平稳、有规律振动↓↑运动不均匀性↑链传动的运动特性从动轮：cos22Rv2222)1802(22zcos22Rv∵v、γ变化∴ω2变化由coscos1122RRvcoscos1221RRi瞬时后果：◆i瞬时变化◆链速不均匀紧边长度为链节距的整数倍i瞬时=1z1=z2使i瞬时=常数的条件：链传动的运动特性二、链传动的动载荷1.动载荷产生主要原因■由于v、ω2周期性变化附加动载荷链的加速度：sinsin21111RdtdRdtdva21时：2180sin2sin2112111211maxpzRRap↑z1↓a↑动载荷↑可见：n1↑—ω1↑链传动的运动特性■链条进入链轮瞬间，产生冲击附加动载荷可见：q↑p↑n↑—↑Ek为↓Ek→↓p，n＜nlim■由于链张紧不好、链条松弛——在起动、制动、载荷变化等情况下——惯性冲击cnqpEk23常数冲击动能：∴链传动的运动不均匀性和动载荷是链传动的固有特性■链条的垂直分速度v周期性变化（大小、方向）链条横向振动链传动的运动特性3.降低动载荷的措施■n1nlim;■链传动尽量放在低速级■选用小p，多z的链传动思考：链传动为什么布置在低速级?带传动应布置在多级传动的高速级还是低速级？为什么？■链的节距越大，多边形效应越严重■链轮转速越高，多边形效应越严重2.结论滚子链的选择与计算210qaKFff一、紧边拉力fceFFFF11、有效圆周力Fe)(1000NPFeP——kWv——m/s2、离心力Fc)(2NqFcq——kg/m3、悬垂拉力Ff——布置方式、垂度大小),max(fffFFFkf——垂度系数210)sin(qaKFff滚子链的选择与计算二、松边拉力fcFFF2三、压轴力eFPpFkF注意：1）链传动紧边布置与带传动相反2）张紧力：链传动张紧力不决定工作能力防止脱链、跳齿3）因张紧力小，压轴力比带传动小控制松边垂度而是滚子链的选择与计算一、失效形式1.链条元件的疲劳破坏（∵交变应力下工作）2.铰链铰链磨损→p↑—脱链3.胶合：销轴与套筒（高速或润滑不良）4.冲击破坏：起动、制动、反转6.链轮轮齿磨损5.静力拉断：smv/6.0下，过载拉断滚子链的选择与计算二、额定功率针对各种失效形式——极限额定功率曲线（帐篷曲线）冲击胶合Plimn1Plim——kWn1——r/min1——链板疲劳强度限定2——滚子、套筒冲击疲劳强度限定3——销轴、套筒胶合限定单排链极限功率曲线滚子链的选择与计算三、额定功率Pca为避免上述失效形式——特定条件下，作试验曲线特定条件：水平安装z1=25单排Lp=120链节i=3Lh=15000h实际使用时，额定功率要加以修正滚子链的选择与计算955.420-A滚子链的选择与计算三、参数选择1.传动比ia一定时，i↑—α↓—同时啮合齿数少—磨损↑—跳齿∴821nni，通常：α1≥120°，i=2～3.52.链轮齿数1）不宜过少z↓1maxmin180coszvv—↑运动不均匀性、↑动载荷111max180sinzRv—↑垂直分速度，↑功率消耗z↓，同时啮合齿数↓，磨损↑z↓，链节间相对转角↑，↑功率消耗∴限制zmin滚子链的选择与计算p+Δppφd+Δdd2）不宜过多z1↑→z2↑↑─→d+Δd↑→跳齿、脱链↑→寿命↓磨损由于：zpd180sin磨损后：p→p+Δpzppdd180sin即：zpd180sin当Δp相同时：z↑—Δd↑—链节外移(爬齿)↑—脱链可能性↑∴zmax=120问：自行车链传动，磨损后脱链从哪轮开始？前轮：z多滚子链的选择与计算3.链速、链轮极限转速v↑—动载荷↑∴v＜12m/s3）均匀磨损Lp为偶数→链轮齿数应采用与Lp互质的奇数4.链节距pp↑链传动尺寸↑—承载能力↑运动不均匀性↑、动载↑、振动噪音↑∴尽量采用小节距链条滚子链的选择与计算5.中心距和链长v一定：a↓—Lp↓—屈伸次数↑—磨损↑d一定：a↓—α1↓—同时啮合齿数↓—磨损↑a↑↑—松边上下颤动，传动不平稳。∴a=（30～50）pamax=80p重载、a小、i大：小节距、多排链；v小、a大、i小：大节距、单排链；一般a↓滚子链的性质与计算四、滚子链传动设计计算1.已知条件1)传递的功率2)转速或传动比3)传动对外廓尺寸的要求4)传动工作条件5)原动机类型等等2.设计内容1)确定链条型号、链节数和排数2)链轮齿数及链轮直径及结构尺寸3)中心距4)压轴力FP5)设计张紧装置、确定润滑方式滚子链的选择与计算21zziPKKKPpzAca3.设计步骤1)选择链轮齿数和传动比链轮齿数z:17～114传动比:2)计算单排链计算功率3)确定链条型号和节距根据Pca、n1由图5.12确定型号—p4)计算链节数和中心距初选a=（30～50）p02122100222apzzzzpaLp计算链节数Lp滚子链的选择与计算100061000602211pnzpnz5)计算链速、确定润滑方式根据链速由图5.14选择合适润滑方式6)计算压轴力FKQQ链传动的布置、张紧和润滑一、布置1、两轮回转面应在同一铅垂面内3、紧边在上2、两轮中心线最好水平，或与水平面≤45°夹角，尽量避免垂直布置加张紧轮两轮错开链传动的布置、张紧和润滑二、张紧张紧目的：不决定工作能力，决定垂度大小。方法：调整中心距；加张紧轮：靠近主动链轮的松边上。链传动的布置、张紧和润滑链传动的布置、张紧和润滑三、润滑飞溅润滑人工定期润滑滴油润滑油浴润滑压力喷油润滑