机械设计基础教学PPT链传动.ppt

第十章链传动 10 1概述 一 链传动工作原理与特点 链传动由主动链轮1 从动链轮2和中间挠性件 链条 3组成 通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合传递运动和动力 双排 三排 1 工作原理 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 3 特点 优点 平均速比i准确 无滑动 结构紧凑 轴上压力q小 传动效率高 98 承载能力高p 100kw 可传递远距离传动amax 8m 成本低 缺点 瞬时传动比不恒定 传动不平稳 传动时有噪音 冲击 对安装精度要求较高 4 应用 适于两轴相距较远 不宜齿轮传动 要求传动比准确但不要求瞬时传动比准确的场合 工作条件恶劣等 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 15m s 传动效率为0 95 0 98 二 链传动的主要类型 按工作特性分 起重链 牵引链 传动链 按传动链接形式分 套筒链 滚子链 齿形链 成型链 滚子链 齿形链 1 滚子链的结构 滚子链由内链板1 外链板2 套简3 销轴4和滚子5组成 内链板与套筒 外链板与销轴间均为过盈配合 套筒与销铀 滚子与套筒间均为间隙配合 内 外链板交错联接而构成铰链 相邻两滚子轴线间的距离称为链节距 用p表示 链节距f是传动链的重要参数 当传递功率较大时 可采用双排链或多排链 当多排链的排数较多时 各排受载不易均匀 因此实际运用中排数 般不超过4 链条在使用时封闭为环形 当链节数为偶数时 正好是外链板与内链板相接 可用开口销或弹簧卡固定销轴 如图9 5a b所示 若链节数为奇数 则需采用过渡链节 如图9 5c所示 由于过渡链节的够板要受附加的弯矩作用 一般应避免使用 最好采用偶数节 2 滚子链的标准 我国目前使用的滚子链的标准为gb1243 1 1997 分为a b两个系列 常用的是a系列 其主要参数见表9 1 滚子链的标记方法为 链号 排数 链节数标准代号 例如 a系列滚子链 节距为19 05mm 双排 链节数为100 其标记方法为12a 2 100gb1243 1 1997 3 链轮链轮轮齿的齿形应便于链条顺利地进入和退出啮合 使其不易脱链 且应该形状简单 便于加工 国家标准gb t1243 1997规定了滚子链链轮端面齿形 如图9 6所示 齿槽各部分尺寸的计算公式列于表9 2中 链轮齿形 链轮的齿形用标准刀具加工 在其工作图上一般不绘制端面齿形 只需注明按gb t1243 1997齿形制造和检验即可 但为了车削毛坯 需将轴向齿形画出 轴向齿形的具体尺寸参见机械设计手册 链轮的主要参数 节距p齿数z分度圆直径 公称直径 齿顶圆直径 链轮的结构型式 链轮的材料要求 1 强度 2 耐磨 3 耐冲击 链轮轮齿应有足够的接触强度和耐磨性 常用材料为中碳钢 35 45钢 不重要场合则用q235钢 高速重载时采用合金钢 低速时大链轮可采用铸铁 由于小链轮的啮合次数多 小链轮的材料应优于大链轮 并应进行热处理 一 链的运动不均匀性 10 3链传动的运动特性 当链轮转速为n1 n2时 链节在运动中 作忽上忽下 忽快忽慢的速度变化 这就造成链运动速度的不均匀 作有规律的周期性的波动 主动轮 1圆周速度 链条速度 链条垂直速度 链节进入啮合后 作周期性变化 前进vvmin vmax vmin 此外 链条在垂直方向上的分速度 也作周期性变化 使链条上下抖动 用同样的方法对从动轮进行分析可知 从动轮的角速度 是变化的 所以链速和链传动的瞬时传动比 也是变化的 由上述分析可知 链传动工作时不可避免地会产生振动 冲击 引起附加的动载荷 因此链传动不适用于高速传动 10 4滚子链传动的设计计算 一 链传动的失效形式 1 链板 销轴 套筒 滚子的疲劳破坏 2 链节磨损后伸长 3 冲击破坏 4 胶合 5 轮齿过度磨损 6 过载拉断 二 链传动的承载能力 1 极限功率曲线 链传动的每一种失效形式都限制了链传动的传递功率 图9 7所示为在一定寿命范围内和润滑良好的条件下 各种失效形式所限定的极限功率曲线 图中n1为小链轮的工作转速 其中 l 是铰链磨损限定的极限功率曲线 2 是链板疲劳强度限定的极限功率曲线 3 是套筒和滚子的冲击疲劳强度限定的极功率曲线 4 是铰链胶合限定的极限功率曲线 考虑 定的安全系数得到曲线 5 它是实际使用的极限功率曲线 当润滑很差 工况恶劣时磨损很严重 其极限功率大幅度下降 如图中虚线6所示 2 额定功率曲线 图所示为a系列滚子链的额定功率曲线 它是在特定条件下经试验和分析得出的不同规格链条所能传递的额定功率p 特定条件为 1 两链轮轴水平安装 小链轮齿数为193 传动比为34 中心距为40 5 载荷平稳 单排链 工作寿命为15000 三 链传动的主要参数选择及步骤 1 链的节距和排数 计算功率pca ka p kw ka 工况系数 单排链所能传递的功率 kz 小链轮齿数系数 kpt 多排链系数 ki 传动比系数 选型 由p0 n1图9 9定链型号a和链节距p ka 中心距系数 2 链轮齿数z1 z2及i z2过多 外壳尺寸大 重量加大 容易脱链 必须限制齿数 两面限制 为磨损均匀 z应取与链节数互为质数的奇数 为保证传动平稳 减少冲击和动载荷 小链轮齿数z1不宜小于17 滚子链的传动比不宜大于 一般推荐 2 3 5 3 链节数与中心距 初选a0一般推荐 初选a0 30 50p amax 80p 算lp 链节数 求中心距a 实际 4 小链轮孔径dkmax 1 链轮齿形 2 链轮的主要参数 节距p齿数z分度圆直径 公称直径 齿顶圆直径 3 链轮的结构型式 4 链轮的材料要求 1 强度 2 耐磨 3 耐冲击 四 链轮的设计 10 5链传动的布置 张紧与润滑 一 布置 1 链传动只能布置在垂直平面内 不能布置在水平或倾斜平面内2 两轮中心线最好水平或水平面夹角小于45 链传动的布置对传动的工作状况和使用寿命有较大影响 通常情况下链传动的两轴线应平行布置 两链轮的回转平面应在同一平面内 否则易引起脱链和不正常磨损 链条应使主动边 紧边 在上 从动边 松边 在下 以免松边垂度过大时链与轮齿相干涉或紧 松边相碰 二 张紧 方法不同于带 张紧不取决于工作能力 而会由垂度大小决定 三 润滑与防护 1 润滑 润滑方式按图选取 注意链速越高 润滑方式要求也越高 2 防护 封闭护罩 安全 环境清洁 防尘 减小噪音和润滑需要 例10 1试设计一滚子链传动 已知电动机功率p 10 0kw 主动链轮转速n1 960r min 从动链轮转速n2 320r min 载荷平稳 解 1 选择链轮齿数 计算传动比 估计链速 3 8m s 选主动链轮齿数 表9 9 z1 25 则从动链轮齿数z2 iz1 3 25 75 2 根据功率曲线选链号 由于载荷平稳 取载荷系数k 1 0查表得齿数系数kz 1 35 传动比系数ki 1 取中心距系数ka 1 中心距a取40p 用单排链kpt 1 许用功率 由功率曲线图 图9 9 按n1 96