第九章 链传动

第九章链传动,9-1链传动的特点及应用,9-2传动链的结构特点,9-3滚子链链轮的结构和材料,9-4链传动的工作情况分析,9-5滚子链传动的设计计算,9-6链传动布置、张紧、润滑和防护,9-1链传动的特点及应用,一、链传动的特点,组成部分：1.链条；2.主动轮；3.从动轮,1.与带传动比较,可以在高温和潮湿的环境下工作。,保持准确的平均传动比，效率高；,轴上径向力小；,整体尺寸较小，结构紧凑；,2.与齿轮传动比较,可以在多尘、油污等恶劣的环境下工作。,制造、安装精度低，成本低；,远距离传动时所需的结构简单；,3.缺点：,磨损后易跳齿；,只能用于平行轴的同向回转的传动；,运转时不能保持恒定的瞬时传动比；,工作有噪声；,不宜用在载荷变化大和急速反向的传动中应用。,用于P100KW,v15m/s,i25mm时采用,外导板齿形链链轮宽度较小时采用,一、链轮的基本参数和主要尺寸,链轮的基本参数：,节距p，套筒的最大外径d1，齿数z，排距pt,链轮的主要尺寸和计算公式：表9-3,9-3滚子链链轮的结构和材料,分度圆直径：,二.链轮的结构,链轮的材料应具有足够的耐磨性和强度；,小链轮要用较好的材料。,三.链轮的材料,一、链传动的运动特性：,链速：,传动比：,9-4链传动的工作情况分析,链是由刚性链节通过销轴铰接而成,链绕在链轮上时，其链节与相应的轮齿啮合后，该段链条将曲折成正多边形的一部分。该正多边形的边长等于链条的节距p，边数等于链轮齿数z。链轮每转一转，随之转过的链长为zp。,C,链节铰接销轴的速度分量：,当主动轮以等角速度1转动时，该链节的铰接销轴A的轴心也作等速圆周运动，其圆周速度为v1=R11,为了便于分析，设链传动在工作时，主动边始终处于水平位置。,C,将V1分解为：沿着链条前进方向的水平分速度vx和作上下运动的垂直分速度vy1,是主动轮上最后进入啮合的链节的销轴A的圆周速度与水平线的夹角，它也是啮合过程中，链节铰接在主动轮上的相位角.,C,A,角与分速度的变化,从销轴A进入铰链啮合位置到销轴B也进入铰链啮合位置为止,转速越大，齿数越少，节距越大，链速变化越大。,主动链轮虽用等角速度回转，而链条前进的瞬时速度却周期性地变化。,从动轮上C点的速度：,瞬时传动比：,当主动轮以等角速度回转时，随着角和角的不断变化，从动轮的角速度将周期性地变动.,C,从动轮角速度2,:链节铰接在从动轮上的相位角,只有z1z2，且链的紧边长恰为链节距的整数倍时，瞬时i才恒定。,链传动的多边形效应,链传动在整个运动过程中，从动轮的转速是不均匀的。当链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，链速的变化也就越大。,由于链传动运动不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所致，所以称为链传动的多边形效应。,二、链传动的动载荷,链条沿垂直方向的分速度也作周期性的变化，使链条发生横向振动，这也是链传动产生动载荷的重要原因之一。,链条和从动链轮都作周期性的变速运动，因而造成和从动链轮相连的零件也产生周期性的速度变化，从而引起了动载荷。动载荷的大小与回转零件的质量和加速度的大小有关。,链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷。,二、链传动的动载荷,链条前进的加速度引起的动载荷：,1.链条速度变化引起的惯性力：,因此：链节距p越大，链条动载荷越大。,从动链轮的角速度（转速）越高、则动载荷越大。,2.从动链轮速度变化引起的惯性力：,3.链条与链轮啮合时产生的动载荷：,节距越大，链轮转速越高，则啮合时产生的冲击和动载荷越大。,同直径的链轮，节距越大，齿数就越少。,链轮的转速高、节距大、齿数少，链传动的动载荷大。,链传动速度波动,三、链传动的受力分析,链传动的张紧力及张紧的目的,链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，其张紧力是通过使链保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得的。,链传动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、跳齿或脱齿链现象，因而所需的张紧力比起带传动要小得多。,1.有效圆周力（作用于紧边）：,2.离心力引起的拉力（作用于整条链）:,3.悬垂拉力（作用于整条链）：,紧边拉力：,松边拉力：,（链条承受的是变载荷）,紧边和松边的拉力,链在工作时，紧边和松边的拉力是不等的。,9-5滚子链传动的设计计算,一、链传动的失效形式,1.链的疲劳破坏,链板疲劳断裂,滚子疲劳点蚀,链在工作时，周而复始地由松边到紧边不断运动着，因而它的各个元件都是在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将会出现疲劳断裂，或者套筒、滚子表面将会出现疲劳点蚀。因此，链条的疲劳强度就成为决定链传动承载能力的主要因素。,2.链条铰链的磨损,3.链条铰链的胶合,销轴与套筒之间的磨损会使P，L,松边垂度，动载荷。,链速，轮齿与链节冲击，销轴与套筒之间的压力，转动产生热量，导致胶合。,因此，链传动要限制极限链速！,4.链条的静力破坏,当链速v0.6m/s时，链条负载不增加，但是链条的变形持续增加，即认为链被静力破坏。链传动能传递的最大载荷就是让链条静力破坏的载荷。,链板开裂,链板静力拉断,销轴断裂,二、链传动的额定功率,1由链板的疲劳强度限定,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,1.极限功率曲线,链传动的各种失效形式都在一定条件下限制了它的承载能力。因此，在选择链条型号时，必须全面考虑各种失效形式产生的原因及条件，从而确定其能传递的额定功率P0。,（3）转速越高，传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。,（1）在润滑良好、中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度。,（2）随着转速增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度。,各种A型号滚子链在标准试验条件下的额定功率曲线见176页图911。,2.额定功率曲线,当链传动的工作情况、主动链轮齿数、链的排数与标准试验条件不同时，要对额定功率p0进行修正。,a.主动轮与从动轮安装在水平平行轴上；b.主动轮齿数为25；c.无过渡链节，单排滚子链；d.链节120个；e.i=3；f.链条预期寿命15000小时；g.环境温度-570度；h.两链轮共面，保持规定的张紧度；i.载荷平稳，无过载，无冲击，无频繁启动；j.环境清洁。,三、链传动的参数选择,1.链轮齿数,2.传动比,3.中心距,4.链的节距p和排数,四、滚子链传动的设计计算,设计内容：链条型号、链节数、排数链轮齿数、结构、材料、几何尺寸、链传动的中心距、压轴力，润滑方式和张紧装置等。,已知条件：工作条件，需传递的功率，主动轮转速，从动轮的转速（或传动比）,1.已知条件和设计内容,a0=(3050)p,1.选择链轮齿数,2.确定计算功率,3.确定链条型号和节距p,4.计算链节数和中心距,5.计算链速，确定润滑方式,6.确定链传动作用在轴上的力（压轴力）,2.设计步骤和方法,圆整为偶数,Lp,9-6链传动的布置、张紧和润滑与防护,一、链传动的布置,1）两链轮的回转平面应在同一铅垂面内；,2）链轮的中心连线最好在水平面内，应避免垂直布置；,3）链