广东工业大学机械设计 第十三章 链传动

第十三章带传动和链传动,一、带传动二、链传动,本章重点及难点:带传动的工作情况分析带传动的失效形式和设计准则带传动主要设计参数的选择链传动的运动分析和受力分析滚子链传动的参数选择和设计计算,优点：远距离传动工作可靠,效率较高平均传动比恒定i=z2/z1压轴力FQ小于带传动的结构紧凑(与带传动比较),缺点：运动不均匀(z小、p大不均匀)瞬时传动比不恒定传动平稳性差(冲击、振动大，噪音高动载荷不宜高速传动)外廓尺寸大,13-8链传动的特点和应用,一、构成,主动链轮、从动链轮、链,二、工作原理,靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力有中间挠性件的啮合传动,三、特点,适于两轴相距较远，要求工作可靠，及工作条件恶劣处等，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。,i8,a56m,P100kw,V15m/S,一般:,四、应用,一、链条滚子链齿形链二、链轮,13-9链条和链轮,一、链,传动链可分为：滚子链、齿形链1滚子链（套筒滚子链）（1）组成内、外链板，套筒，销轴，滚子,（2）配合状况内链板、套筒之间过盈配合外链板、销轴之间过盈配合套筒、销轴之间间隙配合，使内外链板能相对转动链板形状的特点“8”字形等强度，减轻重量,内链板外链板套筒销轴滚子,13-9链条和链轮,（3）参数,节距p相邻两滚子中心之距离链长链节数,链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇时，采用过渡链节,弹簧卡片,开口销,（4）链的标记,链号排数链节数标准编号,08A-288GB1243.1-83表示：A系列、节距12.7mm、双排、88节的滚子链,排距pt多排链,2齿形链,无声链（1）结构：链板(带两个齿，交错并列铰接)、导板(防侧向窜动),由许多以铰链连接的齿形链板锁构成传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮齿互相啮合（2）特点：优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难,带外导板,带内导板,二、链轮,1基本参数基本参数：节距p、套筒外径d1、齿数z、齿面圆弧半径re、齿沟圆弧半径ri、齿沟角(标准规定最大和最小值)分度圆直径：被链条节距等分的圆，d=p/(sin180/z)齿顶圆直径:齿根圆直径:,链节能平稳、自由地进入和退出啮合;并便于加工,(新标准GB1244-85),2端面齿形,三圆弧(aa/ab/cd)一直线(bc),整体式孔板式齿圈可更换式,3轴面齿形,4链轮结构,碳素钢(Q235、Q275、45等）低碳钢渗碳淬火，中碳钢表面淬火铸钢（ZG310-510）灰铸铁(HT200)合金钢(重要),5链轮材料,材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度小链轮材料好些,1链条速度及传动比,平均传动比:,平均速度:,一、链传动的运动分析,13-10链传动的运动分析和受力分析,链条线速度:垂直分速度:,2瞬时链条速度,假定：主动边总处于水平位置;链轮抽象成正多边形，边长为p,主动轮：在某一时刻，销轴的圆周速度为。,水平分速度,即链速,使链条前进,传递功率。,垂直分速度,使链条上下移动,消耗功率。,为滚子中心的相位角R1为小链轮分度圆半径,随着相位角的变化(180/z10180/z1)链速V变化,2瞬时链条速度,从动轮：,由,传动的中心距为链节距的整数倍,z1=z2,使瞬时传动比恒定：,3链传动的不均匀性-链传动的多边形效应,主动轮等角速度回转，链条的瞬时速度周期性变化，每转过一个链节，链速的变化就重复一次，链轮齿数越少，相位角变化范围越大，链速变化也越大。i不宜过大,不宜高速传动。,链在水平方向上的速度作周期性变化的同时，在垂直方向上还要作上下移动（链条上下抖动）。,链速不均匀系数:=(Vmax-Vmin)/Vm,链传动安装时只适度张紧：防振动、跳齿、脱链。,二、链传动的受力分析,1链传动的主要作用力,（1）圆周力（有效拉力）F,（2）离心拉力Fc,（3）悬垂拉力Fy,Ky垂度系数(p231),紧边拉力:,F2=FcFy离心悬垂,F1=FFcFy有效拉力,工作时,两边链条拉力不等：F1F2,松边拉力:,压轴力:,FQ=(1.21.3)F,2链传动工作情况,一、链轮齿数1、2,13-11链传动的主要参数及其选择,1传动不均匀和动载荷增大；链节间相对转角大，加速了磨损；在节距一定下，F加速链条和链轮的损坏1不宜太少见表13-12,一、链轮齿数1、2,2传动尺寸同样磨损情况下易脱链、跳链2不宜过多Zmax=120,链轮齿数应取与链节数互为质数的奇数,p：承载力但多边形效应，不平稳(不均匀、动载荷)满足承载力的前提下，尽量选小p值（速度高，功率大时，可选用节距小的多排链。）,a：垂度不平稳a(3050)p；最大中心距a不大于80p,1)a：包角，同时啮合的齿数少，轮齿受的载荷增大。链长，单位时间绕转次数，加剧了链的磨损和疲劳。,二、链节距p,最主要的参数,三、中心距a和链条长度,2)链长通常以链节数LP来表示,LP宜选整、偶数,再由LP求中心距：,中心距应可调,13-12滚子链传动的计算,链工作时，各个元件都是在变应力下工作。经过一定循环次数后，多由于链板的疲劳断裂而失效。正常润滑条件下限定链传动承载能力的主要因素,1链板疲劳破坏,一、失效形式,速度较高时，在变应力下工作的套筒、滚子会因发生冲击疲劳破坏而失效。多发生于中、高速闭式链传动中。,2滚子套筒的冲击疲劳破坏,当转速高达一定数值后，销轴与套筒的工作表面间润滑油膜被破坏，两金属直接接触，在很高温和压力作用下，金属粘在一起，相对滑动时，粘住的地方又被撕破，这种现象称为胶合,3销轴与套筒的胶合,多出现在润滑不当或速度过高处限制了链传动的极限转速,链工作时，销轴与套筒的工作表面因相对滑动而磨损，导致链节伸长，使滚子与轮齿的啮合点逐渐向齿顶移动，严重时，将破坏链与链轮的正确啮合，产生跳齿或脱链现象。开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良,4链条铰链的磨损,5链条静力过载拉断,低速重载或严重过载时，链条会被拉断。限制其静力强度,二、极限功率曲线图,综合考虑各种失效形式产生的原因及条件确定其极限功率P0,阴影为实际使用的区域。虚线：润滑恶劣时磨损限定的,三、额定功率曲线图,3润滑条件,特定条件下单排A系列滚子链功率曲线,1曲线含义,2特定条件,图13-34必须按推荐的润滑方式否则,图中功率P0值降低。p.234,p.233,各种强度条件限制的功率曲线图13-33,设计思路：已知条件链的型号、节距、尺寸（p、z、Lp、a、d）验算,四、链传动的计算,实际工作条件与上述特定件不同时，应对P0进行修正,Z小链轮齿形系数，为时的修正系数，表(13-13),m多排链系数，表(13-14),许用功率：,设计条件：,已知条件及设计内容：,已知条件,设计内容,传递的名义功率P主动轮转速n1从动轮转速n2或传动比i传动位置要求工况条件、原动机类型等,链轮齿数链的型号、链节数传动中心距a验算链速v选择润滑方式计算初拉力和压轴力链轮结构,五、设计步骤,7、选择润滑方式,2、确定链节数Lp,3、确定计算功率PcKAP,具体步骤,1、确定链轮齿数Z1、Z2,工况系数KA，查表13-15,4、确定链条节距p,5、确定中心距a,6、验算链速v,N,8、计算压轴力FQ,9、链轮结构设计,问题：链传动适合于高速级还是低速级？,根据n1、p0，查图13-33选择链型,13-13链传动的润滑和布