机械设计基础PPT课件-第14章链传动.ppt

第14章链传动,14-1链传动的特点和应用,14-2链条和链轮,14-4链传动的主要及其选择,14-5滚子链传动的计算,14-3链传动的运动分析和受力分析,14-6链传动的润滑和布置,14-1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。,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。,工作范围：传动比：i8;,中心距：a56m;,传递功率：P100KW;,圆周速度：v15m/s;,传动效率：0.950.98,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,14-2链条和链轮,一、链条,类型,1、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,内链板紧压在套筒两端，称为内链节。,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：,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.,双排滚子链,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。,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。,2、齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。,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。,二、链轮,标准参数：,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：,min、max,链轮的节距：p-弦长,分度圆直径：,df=d-d1,齿顶圆直径：,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退出啮合，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：,滚子链链轮端面齿形,端面齿形：三圆弧一直线,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。,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。,指采用标准刀具加工,链轮的结构,实心式-小直径,孔板式-中等直径,链轮的结构,实心式-小直径,组合式-大直径，齿圈可更换。,孔板式-中等直径,链轮的结构,实心式-小直径,14-3链传动的运动分析和受力分析,一、链传动的运动分析,链条的平均线速度：,平均传动比为：,分度圆瞬时线速度：,链条的瞬时线速度沿AB方向，,为相位角：,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。,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。,变化范围,其大小为：,链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：,也作周期性变化，从而使链条上下抖动。由于链速是变化的，,链传动在工作时，产生振动和动载荷！,速度不均匀系数：,二、链传动的受力分析,为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应:,作用在链上的力有：,圆周拉力:,离心拉力:,悬垂拉力:,紧边拉力为：,F1=F+Fc+FyN,松边拉力为：,F2=Fc+FyN,F=1000P/vN,Fc=qv2N,Fy=KyqgaN,q为米长质量,a-为中心距，,=90Ky=1,g-为重力加速度，,Ky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,=0Ky=7,=75Ky=2.5,=60Ky=4,=30Ky=6,适当张紧,-有效拉力,p与d之间的关系：,14-4链传动的主要参数及其选择,一、链轮的齿数,大链轮的齿数:z2=iz1,链条铰链磨损后，节距将变长，链轮节圆将向齿顶移动。,p一定时:z,d,越容易发生跳齿和脱链现象。,一般取：z2120,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。,一般链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数，以使磨损均匀。,d分度圆直径,节距增长量,节圆外移量,二、链的节距。,一般取：a=(3050)p,节距越大，啮合瞬间的冲击也越大。,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。根据相对原理，当链轮以运动时，链节以进入轮齿而产生冲击。,三、中心距,a过小,同时啮合的齿数,a过大,链条容易抖动。,amax=80p,链条节数：,中心距：,计算结果应圆整，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。,按带传动公式导出此式,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25mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。,14-5滚子链传动的计算,一、失效形式,1.链板疲劳破坏；,2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏；,3.销轴与套筒铰链的胶合；,4.链条铰链磨损；,5.过载拉断。,二、功率曲线图,对应每种失效形式，可得出一个极限功率表达式。常用线图表示。,曲线1-正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；,曲线2-链板疲劳强度限定的极限功率；,曲线3-滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；,曲线4-铰链胶合限定的极限功率；,其极限功率急剧下降；,其极限功率急剧下降；,单排A系列滚子链的功率曲线,上述功率曲线的特定条件:,1.两轮共面;,2.小链轮的齿数z1=19,3.链节数Lp=100,4.载荷平稳;,7.链条因磨损而引起的相对伸长量3%,5.按推荐的润滑方式,6.工作寿命为15000h,三、确定链条的型号和节距,由于链传动的实际工作条件与试验条件不一致，因此P0应由链传动所传递的功率P(kW)用下式进行修正得到,P0,KzKiKaKp,KA,式中KA工作情况系数；Kz小链轮齿数系数；Ki传动比系数；Ka中心距系数取；Kp多排链系数。,实际的链传动，其中心距大多设计为可调节的，调整范围一般应大于或等于2p，此时中心距只需按下式近似计算即可,四、确定链节数Lp和实际中心距a,aa0+,2,Lp-Lp0,p,式中z1小链轮齿数；p节距(mm)；n1小链轮转速(r/min)。,五、验算链速v和小链轮齿数z1,v,601000,z1pn1,15m/s,链传动不像带传动那样需要较大的初拉力，悬垂拉力也较小，在链速v12m/s时，离心拉力也不大，均可忽略不计，因此压轴力FQ(N)可用下式计算,六、压轴力计算,FQKQFt1000,KQP,v,式中KQ压轴力系数，一般取KQ1.21.3，有冲击、振动时取大值；Ft传递的圆周力(N)；P传递的功率(kW)；v链速(m/s)。,式中S静强度安全系数；Q链的抗拉载荷(kN)；KA工作情况系数；Ft传递的圆周力(N)；S许用静强度安全系数，取S48。,七、低速链传动的设计计算,SS,KAFt,1000Q,14-6链传动的润滑和布置