第九章链传动

第九章链传动基本要求：1）熟悉链传动的工作原理、传动特点及应用范围；2）熟悉滚子链的结构、规格及链轮的结构特点；3）掌握“多边形效应”所引起的运动不均匀性及其所产生的冲击载荷和动载荷，掌握改善措施；4）了解链传动的失效形式，掌握滚子链传动承载能力计算的方法；5）掌握链传动主要参数对传动性能的影响及其选择原则；6）了解链传动的张紧方式、润滑方法。重点：1.工作原理、特点2.多边形效应及所引起的运动不均匀性、并掌握改善措施；3.链传动主要参数的选择原则§9－1链传动的特点和应用链传动是依靠链轮轮齿与链条链节之间的啮合来传动运动和动力。啮合传动二、链传动的特点：优点：1.i平=常数；无滑动，效率高（=0.950.98）；2.在同样条件下，结构比较紧凑；（能传递更大的功率）3.对轴的压力小；4.能在高温、低速及恶劣环境下工作。一.链传动的组成及工作原理：1.组成：主动链轮、从动链轮、链条2.工作原理：5.中心距大；6.制造、安装精度低成本低与带传动相比与齿轮传动相比①要求工作可靠、平均传动比精确，瞬时传动比不精确的场合；②平行两轴，中心距a较大场合；③不宜用带传动和齿轮传动的场合，如摩托车；④用于低速重载和恶劣的工作条件，如挖掘机。100,15/8,0.95~0.98Pkwvmsi，三、应用范围：缺点：1.瞬时传动比不是常数，传动平稳性差；2.工作时有冲击、振动和噪音；适用于低速3.无过载保护作用。四、链的种类：按照工作性质的不同分：传动链、起重链、输送链传动链起重链输送链一、滚子链：1.结构：内链板外链板销轴套筒滚子§9－2传动链的结构和特点链板为“8”字形：各截面抗拉强度相同传动链条：按结构的不同可分为:滚子链，齿形链接头形式：偶数链节常用奇数链节需用过渡链节A系列B系列主要参数:2.滚子链的标准:标记：08A—288GB/T1243.1—1983mmp164.25链号单排、双排、多排（小于4）单排、多排：1)节距:p2)滚子外径:d13)内链板内宽:b14)排距:pt系列:见P165表9-1。链号排数标准编号链节数二、齿形链：1.构成：2.铰链类型：注意：链条已标准化（尺寸和材料要求祥见有关的国家标准），其几何尺寸根据等强度原则确定。因此，只要抗拉强度足够，销轴的剪切强度、销轴和套筒间的挤压强度就足够。3.特点：1）传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠；2）结构复杂，制造困难，价格高。4.应用：高速、大a、大i、运动精度要求高的场合§9－3滚子链链轮的结构和材料一.链轮的基本参数及主要尺寸：基本参数：tpddpz,,,,1主要尺寸及计算公式：见P167表9-3关键尺寸是分度圆，其关系为：)/180sin(/0zpd国标GB/T-1997中没有规定具体的链轮齿形，仅规定了最小、最大齿槽形状及其极限参数二.滚子链链轮的齿形:轴面齿形应在零件工作图上画出。轴面齿形尺寸见P70表9-4。maxkd•一般采用中碳钢制造，表面最好硬化；•载荷和速度较大时，可采用中碳合金钢经表面硬化；•冲击较大时，最好采用低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火处理。四.链轮结构:三.链轮材料:足够的耐磨性和强度常用材料牌号及其热处理见P170表9-7。视尺寸大小采用：实心式（小直径）腹板式（中等直径）组合式（大直径）。注意：maxkd见P168表9-4§9－4链传动的运动特性一.链传动的平均传动比：由于链是由刚性链节通过铰链联接的，其绕在链轮上构成一个的正多边形。)/(1000601000602211smpnzpnzv1221zznni但上式确定的链速和传动比只是平均值。事实上，即使主动轮的角速度为常数，链速和从动轮的角速度也是呈周期性变化的。边长为p、边数为z链轮每转一周链转过的长度为zp链轮每分转n周链每分转过的长度为zpn链的平均速度为：平均传动比为：二、链传动的运动不均匀性：v瞬C、2瞬C、i12瞬C周期性变化1.瞬时链速不恒定:xv1vyvBA主动轮:只有销轴A的中心沿分度圆作圆周运动设主动轮的角速度:1则,销轴A的圆周速度为:111Rvcos11Rvxsin11Rvyv1分解为:瞬vxv1vyvBAcos11Rvxsin11Rvyv1分解为:瞬v从铰链A进入啮合到后一个铰链B进入啮合：111136022z111max111min11180sin180cos18021zRvvzRvvzyyxx时：）当002min11maxyyxxvvRvv时：）当1）每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度周期性变化：小－大－小产生噪音、振动和动载荷。3）垂直分速度亦周期性变化，使链条抖动。2）瞬时速度变化zp,结论：大小大:yv11111180cosRvzRx111111180sin180sinzRvzRy小大小:180,180:11xvzz同理，从动轮上链条的瞬时速度:cos22Rv瞬2.从动轮瞬时角速度不恒定:xv1vyvBA假设链条不伸长,则:coscos1122RRv瞬1212coscosRR3.瞬时传动比不恒定:瞬时传动比：coscos1221RRi二.链传动的动载荷1.链速变化引起的动载荷：cos11Rvxsin211Rdtdvaxc2180sin21211maxpzRac“多边形效应”——由于链条绕在链轮上形成正多边形，从而造成链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性的后果：1）产生冲击、振动和噪音；2）引起附加动载荷。减小运动不均匀性的措施：1）p；2）z；3）1（n1）。cdmaF1减少动载荷的措施：2.从动链轮角速度的变化引起的动载荷：3.链节啮入时和链轮冲击产生的动载荷：可以证明，链节啮入时和链轮冲击产生的冲击动能为：其中：为常数，为链的线密度。CnqpEk23CqdtdRJFd2224.vy变化产生的动载荷：1）p；2）z；3）1（n1）。三、链传动受力分析链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力获得。（此张紧力比带传动小得多）使松边不致太松，以免影响链条的正常啮入（出）和产生振动、跳齿、脱链现象。链传动时的张紧:张紧力的获得：张紧的目的：张紧方法：后面讲链传动受力分析:在不考虑动载荷的情况下，链在工作时承受的作用力有：紧边拉力：fceFFFF1fcFFF2松边拉力：2）离心拉力：NqvFc2一般说来，时，离心拉力可以忽略。smv/73）垂度拉力：垂度拉力取决于传动的布置形式和张紧的程度。NqaKFNqaKFFfffff210sinmax）（famKq：中心距，；：：其中：1）有效（工作）拉力：NvPFe/1000紧边拉力：fceFFFF1fcFFF2松边拉力：垂度系数，图9-9（P175)链条单位长度的质量①链的疲劳破坏：§9－5滚子链传动的计算一.失效形式:②链条铰链的磨损：•销轴、套筒磨损p链长跳齿、脱链。③链条铰链的胶合：高速时，冲击能量大，润滑油膜破坏，销轴和套筒直接接触摩擦温度胶合④链条静力拉断：低速（v≤0.6m/s时）低速重载、严重过载时，链板因静强度不足而拉断。链传动的主要失效形式有：•链是在变应力作用下工作疲劳破坏链板的疲劳断裂套筒、滚子的冲击疲劳——点蚀•正常润滑时，疲劳破坏是限制链传动承载能力的主要因素•润滑不良时，磨损是限制链传动承载能力的主要因素三.滚子链传动的额定功率:二.滚子链传动的极限功率:润滑良好时，磨损限度线润滑不良时，磨损限度线额定功率线通过实验得出，滚子链传动不发生失效时的极限功率曲线考虑安全建立安全区额定功率曲线安全区1.特定条件下的额定功率：国家标准制定了特定试验条件下，不同型号链的额定功率曲线（P176图9-11），以指导链传动的选用。特定试验条件：1）单排链；2）小链轮齿数z1=25；3）链长Lp=120节；4）载荷平稳；5）按推荐的润滑方式润滑；6）水平安装，寿命15000小时。四、链传动的参数选择1.链轮的齿数1z和2z小轮齿数1z不宜过少（一般117z）z1运动不均匀性、动载荷z1链节之间的相对转角、磨损z1vFe、磨损；z1zminz1也不宜过多：z1z2传动尺寸、链条磨损后易出现跳齿脱链现象常取链轮齿数为奇数，并尽可能与链节数互质。max150z，一般不超过114。2.传动比i传动比i不宜过大。传动比i过大，会使小链轮上的包角过小，参与啮合的齿数减少，各轮齿承受的载荷增大，使轮齿磨损加剧，易跳齿和脱链。一般6i，常取23.5i，小链轮的包角不小于120°。3中心距a中心距a不宜过小大也不宜过大一般取0(3050)ap0max80ap。有张紧装置或托板，0maxa可大于80p，若中心距不可调，0max30ap。4.节距p和排数在满足载荷要求的条件下，尽量采用小节距链条。中心距小，传动比大，选小节距多排链；中心距大，传动比小，选大节距单排链。已知的原始数据：P、n1、n2（i12）、传动位置要求及工作条件（原动机的种类、载荷的性质、传动的用途等）。五.滚子链传动设计步骤和方法:设计的内容：1）链条：链号、长度（链节数）、排数；2）中心距；3）链轮结构设计：材料、热处理；结构形式、结构尺寸、主要参数（z1、z2、d1、d2)；4）润滑方式及张紧。1.确定链轮齿数和传动比i：21zz，设计步骤和方法:链轮齿数17—114之间z2=iz12.确定计算功率：zAcaPKKPPKKA工况系数，见表9-6Kz主动链轮齿数系数，见图9-13KP多排链系数，双排链KP=1.75，三排链KP=2.5。传递的功率4.确定链节数和中心距：3.确定链条型号和节距p：pa)50~30(020122100222pazzzzpLpa初定：链号：根据计算功率和主动链轮转速n1查图9-11节距p：由链号计算或查表9-1圆整为偶数0pLpL将计算得到的链节数链传动的的中心距2122212128224zzzzLzzLpappaaaaa004.0~002.0有张紧、中心距可调，可取大些。a5.计算链速确定润滑方式：)/(10006011smpnzv112[2()]PafpLzz1f为中心距计算系数，表9-7或用下式计算6.压轴力的计算：eFppFKF作用在轴上的载荷为：7.链轮的结构设计：四.低速时链传动的静强度计算：对于v≤0.6m/s的链传动应验算其静强度：8~41limFKnFSAca19,表单排链的极限拉伸载荷排数99,表工况系数紧边的拉力水平传动，垂直传动。15.1FpK05.1FpK§9-6链传动的布置、张紧和润滑一、链传动的布置1.两链轮必须位于同一铅垂面内2.中心线可以水平，也可倾斜，但要避免铅垂布置3.一般紧边在上，松边在下，以免在上的松边下垂度过大而阻碍链轮的顺利运转具体布置：1.23,(3050)iap，紧边在上在下均可，最好在上2.紧边必须在上①2,30iap若松边在上，下垂量增大时，易卡死②1.5,60iap若松边在上，易造成松紧边碰撞3.对于垂直、倾斜布置的链传动①一般要采用张紧装置②中心距可调③采用偏心布置1.目的：链传动张紧的目的主要是控制链条悬垂度，避免松边垂度过大产生啮合不良和链的颤动，增大啮合角。2.方法：1）调整中心距；2）张紧轮。二.张紧三.润滑：链传动的润滑很重要，良好的润滑可缓和冲击、减少磨损、延长寿命。一般应以满足推荐润滑方式为最低要求。1）定期人工润滑：2）滴油润滑：3）油池润滑：侵入深度612mm4）飞溅润