河海大学机械设计 链传动

一、链传动原理、组成与特点1、原理：两轮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。§13—8概述4、应用：适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。中低速传动：传动比≤8，P≤100KW，V≤12-15m/s，无声链最大线速度可达40m/s（不适于在冲击与急促反向等情况）①瞬时传动比不恒定②传动不平稳③传动时有噪音、冲击④对安装精度要求较高。3、特点：①平均速比准确，无滑动②结构紧凑，轴上压力Q小③传动效率高η=98%④承载能力高P=100KW⑤可传递远距离传动amax=8mm⑥成本低。优点：缺点：二、链传动的主要类型按工作特性分：起重链;输送链;传动链传动链接形式分：套筒链;滚子链;齿形链;成型链滚子链齿形链输送链传动链起重链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联接；◆滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。外链板内链板套筒滚子销轴滚子链有单排链、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。1、滚子链链条的接头处的固定形式有：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，链节数取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节要承受附加的弯曲应力，会使链的承载能力下降。滚子链的结构滚子链的零件滚子链的标记：链号排数×整链链节数标准编号例：08A－1×86GB1243.1-83详见表13-112、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。60。圆销式轴瓦式滚柱式三、滚子链链轮1、链轮的齿形和参数端面齿形轴面齿形abcdarrr213zo2o1o3180°链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形.链轮是链传动的主要零件，其齿形已经标准化。配用链条的节距p、滚子的最大外径d1、排距pt、齿数z。◆确定链轮的尺寸和结构；◆选择链轮的材料和热处理方式；2、链轮设计的主要内容：链轮的基本参数：11180sin180(0.54cot)()180cot1.040.76afgpdzdpzdddddphz为滚子直径分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿侧凸缘（或排间槽）直径dgdkdfdadgd1）链轮的尺寸◆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。整体式孔板式组合式2）链轮的结构3）链轮的材料及热处理中碳钢低速轻载中碳钢淬火中速中载低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火中碳钢或中碳合金钢表面淬火高速重载注：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。§13—10链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动分析链的平均速度为：1000601000602211pnzpnzv链传动的平均传动比为：1221zznni链条铰链A点的前进分速度cos11Rvx上下运动分速度sin11Rvy为啮入过程中链节铰链在主动轮的相位角在链传动中，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。当主动链轮匀速转动时，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。从动链轮的角速度为：coscoscos21122RRRvx链传动瞬时传动比为：coscos1221RRi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。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ω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，链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。ω二、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：yc1FFFF链的松边拉力为：yc2FFF其中：Fe为有效圆周力：vPF1000Fc为离心力引起的拉力：2cqvF在上述各式中，P为传递的功率（kW)；v为链速(m/s)；q为单位长度链条的质量(kg/m)。Fy为悬垂拉力，与链条松边的垂度和传动的布置方式有关。yyFKqga一单排滚子链传动，已知：链轮齿数z1=17，z2=25，采用08A链条（节距p=12.7mm），中心距a=40p(m)，水平布置；传递功率P=15kW，载荷平稳；小轮主动，其转速n1=150r/min。求：1）离心力Fc；2）悬垂拉力Fy；3）链的紧边拉力和松边拉力。§13—11链传动的主要参数及其选择一、链轮齿数二、链的节距链的节距越大，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。尽量选取小节距的链。高速重载时可选用小节距多排链选择小链轮齿数Z1─→计算大链轮齿数Z2=iZ1小链轮齿数Z1过少、过大都不好,Z2≤120通常传动比i≤6，推荐值i＝2~3.5。链轮齿数最好为奇数链速v（m/s)0.6~33~8825齿数z1≥17≥21≥25≥35三、中心距和链的节数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=(30～50)p，最大取a0max=80p。链条的长度以链节数Lp来表示，链节数为：0212210p)2(22apzzzzpaL计算出的Lp应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的中心距为：21222121p)2(8)2()2(4zzzzLzzLpap①——由链板疲劳强度限定；②——由滚子套筒冲击疲劳强度限定；③——由销轴和套筒胶合限定。滚子链额定功率曲线图四、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。标准实验条件：1）两链轮安装在水平轴上且共面；2）小链轮齿数z1=19；3）链长Lp=100节；4）载荷平稳；5）按推荐的方式润滑；6）连续15000小时满负荷运转；7）链条磨损引起相对伸长量3%；8）链速v0.6m/s标准实验条件下A系列滚子链额定功率曲线1思考题：用P=5.5kW,n=1450r/min的电动机，通过链传动驱动一液体搅拌器，载荷平稳，传动比i=3.2，试设计此链传动。§13—12滚子链传动的设计计算一、滚子链传动的设计步骤和方法：1、确定链轮齿数z1、z2和传动比i2、确定链条节数Lp3、确定计算功率Pca5、确定中心距a6、验算轮速7、选择润滑方式4、确定链条的节距p8、作用在轴向的力9、设计链轮1．链轮齿数选择小链轮齿数Z1─→计算大链轮齿数Z2=iZ1。通常限制链传动的传动比i≤6，推荐的传动比i＝2~3.5。3．确定计算功率计算功率Pc是根据传递的额定功率P，并考虑工作情况来确定的。cAPKPKA为链传动的工作情况系数。2．链条节数链条的长度以链节数Lp来表示，链节数为：0212210p)2(22apzzzzpaL考虑到链传动的实际工作条件与标准实验条件的不同，引入修正系数，链所需传递的功率按下式确定：0zLmcPPKKK式中：Kz为小链轮齿数系数KL为链长系数Km为多排链系数链条节距p可根据功率P0和小链轮转速n1由额定功率曲线选取4．链的节距计算出的Lp应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的为：21222121p)2(8)2()2(4zzzzLzzLpap5.实际中心距6．验算链速链的平均速度为：11601000znpv7．选择润滑方式9．链轮的主要尺寸8．作用在轴上的压力1000(1.2~1.3)CQPFvFF对于链速v0.6m/s的低速链传动，由于抗拉静力强度不够而可能出现拉断，因此，需要进行抗拉静力强度计算：8~41limFKnFSAcaSca—计算安全系数Flim—单排链的极限拉伸载荷，kN§13—13链传动的布置、张紧和润滑一、链传动的布置一般应布置在铅垂面内，避免布置在水平或倾斜平面内。链传动的紧边在上方好一些。保持链传动的两个链轮共面，否则容易脱链。二、链传动的张紧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；增加链条与链轮的啮合包角。弹簧力张紧砝码张紧定期调整张紧三、链传动的润滑润滑油推荐采用牌号为：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全损耗系统用油。对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入MoS2、WS2等添加剂。对于不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。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。润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑对高速重载的链传动尤为重要。