带传动和链传动(链)

1、第第1313章章 链传动链传动 13-8 链传动的特点和应用链传动的特点和应用 13-9 链条和链轮链条和链轮 13-11 链传动的主要及其选择链传动的主要及其选择 13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算 13-10 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析 13-13 链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置 13-8 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律 一、凸轮机构设计的基本任务一、凸轮机构设计的基本任务 (1)(1)根据工作要求选定凸轮机构的形式；根据工作要求选定凸轮机构的形式； (2)(2)确定从动件运动规律；确定从动件运动规律； (3)(3)合理确定结构尺寸；合理

2、确定结构尺寸； (4)(4)设计凸轮轮廓曲线。设计凸轮轮廓曲线。 13-8 链传动的特点和应用链传动的特点和应用 组成：链轮、环形链条组成：链轮、环形链条 作用：链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同向传动。作用：链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同向传动。 设计：潘存云 从动链轮从动链轮链条链条主动链轮主动链轮 主动轴主动轴被动轴被动轴 1. 没有弹性滑动和打滑（与带传动相比），能保持准确的平均传动比；没有弹性滑动和打滑（与带传动相比），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、3. 结构紧凑；结构紧凑； 4. 能在高温，有油污等恶劣环境下工作；能在高温，有油污等恶劣环境下工作； 5. 制造和安装精度较低（与齿轮相比），中心距较大时其传动结构简单；制造和安装精度较低（与齿轮相比），中心距较大时其传动结构简单； 瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差，有一定冲击和噪声。瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差，有一定冲击和噪声。 轻工、食品、包装、物流、农业等机械行业，以及自行车及摩托车等轻工、食品、包装、物流、农业等机械行业，以及自行车及摩托车等 13-8 链传动的特点和应用链传动的特点和应用 链传动特点：链传动特点： 链传动缺点：链传动缺点： 应用范围：应

4、用范围： 设计：潘存云 传动比传动比 i 8 中心距中心距 a 56 m 传递功率传递功率 P 100 kW 圆周速度圆周速度 v 15 m/s 传动效率传动效率 0.950.98 常用参数：常用参数： 当链条啮入啮出时，内外链当链条啮入啮出时，内外链 节作相对转动；滚子沿链轮齿节作相对转动；滚子沿链轮齿 滚动，可减少磨损。滚动，可减少磨损。 13-9 链条和链轮链条和链轮 一、链条一、链条 类型类型 滚子链组成滚子链组成 滚子、套筒、销轴、滚子、套筒、销轴、 内链板、外链板内链板、外链板 齿形链齿形链 滚子链滚子链 套筒与销轴、滚子与套筒均为套筒与销轴、滚子与套筒均为 间隙配合间隙配合 销轴

5、销轴 滚子滚子 外链板外链板 套筒套筒 内链板内链板 内链板紧压在套筒两端内链板紧压在套筒两端 外链板与销轴铆牢外链板与销轴铆牢 分别称为内外链节，内外链节构分别称为内外链节，内外链节构 成一个铰链。成一个铰链。 p pt 链条主要参数：链条主要参数： 节距节距p 相邻两滚子的中心距离。相邻两滚子的中心距离。 p 越大，链条构件尺寸越大，所能传递越大，链条构件尺寸越大，所能传递 的功率也越大。的功率也越大。 结构类型：单排链和多排链。结构类型：单排链和多排链。 滚子链已标准化，分为滚子链已标准化，分为A、B两个系两个系 列，常用列，常用A系列系列. p 双排滚子链双排滚子链 链条材料：碳素钢或

6、合金钢，经链条材料：碳素钢或合金钢，经 热处理，以提高强度和耐磨性。热处理，以提高强度和耐磨性。 13-9 链条和链轮链条和链轮 一、链条一、链条 链链 号号 08A 12.70 14.38 7.95 13800 0.60 表表13-11 A系列滚子链的主要参数系列滚子链的主要参数 节距节距p 排距排距pt 滚子外径滚子外径d1 极限载荷极限载荷Q(单排单排) 每米长质量每米长质量q(单排单排) mm mm mm N kg/m 10A 15.875 18.11 10.16 21800 1.00 12A 19.05 22.78 11.91 31100 1.00 16A 25.40 29.29 1

7、5.88 55600 2.60 20A 31.75 35.76 19.05 86700 3.80 24A 38.10 45.44 22.23 124600 5.60 28A 44.45 48.87 25.40 169000 7.50 32A 50.80 58.55 28.58 222400 10.10 40A 63.50 71.55 39.68 347000 16.10 48A 76.20 87.83 47.63 500400 22.60 13-9 链条和链轮链条和链轮 链条长度以链节数表示。链节数最好取链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数偶数，以便链条联成环形时正好，以便链条联成环形时正好

8、 是外链板与内链板相接。是外链板与内链板相接。 若链节数为若链节数为奇数奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承时，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。受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。 过渡链节过渡链节 13-9 链条和链轮链条和链轮 一、链条一、链条 开口销开口销 锁紧锁紧 弹簧夹弹簧夹 锁紧锁紧 O 60 齿形链板的两侧齿形链板的两侧 是直边，工作时链是直边，工作时链 板的侧边与链轮齿板的侧边与链轮齿 廓相啮合。廓相啮合。 齿形链齿形链许多齿形链板用铰链联接而成。许多齿形链板用铰链联接而成。 优点：优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳

9、、噪声小、承受冲击载荷的能力高。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：缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。结构复杂、价格较贵、比较重。 应用场合：应用场合：多应用于高速（链速可达多应用于高速（链速可达40m/s）或运动精度要求较高的场合。）或运动精度要求较高的场合。 p 直边直边 直边直边 13-9 链条和链轮链条和链轮 一、链条一、链条 链板的成形孔内链板的成形孔内 装入棱柱，两棱柱装入棱柱，两棱柱 相互滚动，可减小相互滚动，可减小 摩擦和磨损。摩擦和磨损。 Z p d 180sin 二、链轮二、链轮 标准参数：标准参数： 滚子链链滚子链链 轮的参数轮的参数 齿面

10、圆弧半径：齿面圆弧半径：r re e 齿沟圆弧半径：齿沟圆弧半径：r ri i 齿沟角：齿沟角： 链轮的节距：链轮的节距：p p 弦长弦长 分度圆直径（链轮上被链条节分度圆直径（链轮上被链条节 距等分的圆）：距等分的圆）： p d1 d re ri 360360 Z Z df = d - - d1 齿顶圆直径：齿顶圆直径： da Zctgpd a 18054.0 齿根圆直径：齿根圆直径： 各种链轮的实际端面齿形介于最大最小齿槽各种链轮的实际端面齿形介于最大最小齿槽 形状之间形状之间链轮齿廓曲线设计灵活。链轮齿廓曲线设计灵活。 齿形应保证链节能平稳自如地进入或推出啮齿形应保证链节能平稳自如地进入

11、或推出啮 合，并便于加工。合，并便于加工。 国标仅规定了最大值和最小值国标仅规定了最大值和最小值 链轮主要尺寸计算公式：链轮主要尺寸计算公式： df 13-9 链条和链轮链条和链轮 d 180180 Z Z 端面齿形端面齿形最常用最常用3圆弧圆弧1直线直线 这种这种3 3圆弧圆弧1 1直线直线 齿形基本上符合齿形基本上符合 标准齿槽形状范标准齿槽形状范 围，且具有较好围，且具有较好 的啮合性能，并的啮合性能，并 便于加工。便于加工。 r2 b d c r3 r1 a a 二、链轮二、链轮 13-9 链条和链轮链条和链轮 b g (h) r5 g b B2 B3 ptpt r5 轴面齿形轴面齿形

12、圆弧圆弧+ +直线（便于进入或退出啮合）直线（便于进入或退出啮合） 单排链轮轴面齿形单排链轮轴面齿形 多排链轮轴面齿形多排链轮轴面齿形 齿形可用标准刀具加工，其工作图不必绘制端面齿形，只绘制轴面齿形。齿形可用标准刀具加工，其工作图不必绘制端面齿形，只绘制轴面齿形。 材料与热处理：碳素钢、铸铁等，重要链轮可用合金钢。齿面需经热处材料与热处理：碳素钢、铸铁等，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。理以提高接触强度和耐磨性。 直线直线 r4 二、链轮二、链轮 13-9 链条和链轮链条和链轮 链轮的结构链轮的结构 实心式实心式小直径链轮小直径链轮 二、链轮二、链轮 13-9 链条

13、和链轮链条和链轮 孔板式孔板式中等直径链轮中等直径链轮 组合式组合式大直径链轮大直径链轮 sm pnz / 100060 22 13-10 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析 一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析 100060 11 pnz v 1 2 2 1 z z n n i 链条平均链条平均 线速度：线速度： 平均传动比：平均传动比： d1 2 1 分度圆瞬时线速度：分度圆瞬时线速度： 链条的瞬时线速度链条的瞬时线速度v沿沿AB方向（水平）：方向（水平）： 1 11 1 2 R d v A A B 180 z1 180 z1 coscos 2 1 11 R d v

14、为相位角：为相位角： 1 0 1 0 180 0 180 zz 1 1 min 1 0 180 cos 180 z Rv z ， 1 max 0Rv， 链条进入链轮后形成折线，相当链条进入链轮后形成折线，相当 于一对多边形轮间的传动。于一对多边形轮间的传动。 变化范围变化范围 d1 1 滚子进入和退出啮合时滚子进入和退出啮合时 滚子在进出啮合之间的中点时滚子在进出啮合之间的中点时 链条垂直方向分速度：链条垂直方向分速度： sin 2 11 R d v 链条在垂直方向的分速度也作周期链条在垂直方向的分速度也作周期 性变化，导致链条上下抖动。性变化，导致链条上下抖动。 改善链传动运动改善链传动运动

15、 不均匀性措施不均匀性措施: 13-10 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析 一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析 d1 2 1 A B 180 z1 180 z1 d1 1 链轮每转过一齿，链速链轮每转过一齿，链速慢慢快快慢慢 变化一次。因此，当链轮等速变化一次。因此，当链轮等速1回转时，回转时， 链条瞬时速度作周期性变化。链条瞬时速度作周期性变化。 瞬时传动比：瞬时传动比： cos cos 1 2 1 R R is 链轮链轮2相位角相位角 链轮链轮1相位角相位角 瞬时传动比作周期性变化。瞬时传动比作周期性变化。 选用较小的链节距选用较小的链节距 增加链轮齿数增加链轮齿

16、数 限制链轮转速限制链轮转速 P，Z增加，相位角变化范增加，相位角变化范 围减小，链速变化范围减小围减小，链速变化范围减小 为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应:适当张紧适当张紧 y 作用在链上的作用在链上的 力有：力有： 圆周拉力圆周拉力: 离心拉力离心拉力: 悬垂拉力悬垂拉力: 紧边拉力为：紧边拉力为： F1 = F + Fc + Fy N 松边拉力为：松边拉力为： F2 = Fc + Fy N F = 1000P/ v N Fc= qv2 N Fy=Kyqga N q为链条米长质量为链条米长质量,kg/m a为中心距，为中心距， =90

17、 Ky= 1 g为重力加速度，为重力加速度， Ky为下垂量为下垂量y=0.02a时的垂度系数。其值与链轮中心线与水平夹角有关时的垂度系数。其值与链轮中心线与水平夹角有关 =0 Ky= 6 =75 Ky= 1.2 =60 Ky= 2.8 =30 Ky= 5 n1 n2 有效拉力。有效拉力。P(kW) ,v(m/s) F1 F1 F2 F2 13-10 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析 二、链传动的受力分析二、链传动的受力分析 d 180 z 节距增长量节距增长量p与节圆外移量与节圆外移量d 之间的关系：之间的关系： 13-11链传动的主要参数及其选择链传动的主要参数及其选择

18、一、链轮的齿数一、链轮的齿数 P+p 1 180sin z p d 得： 链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向 齿顶移动。齿顶移动。 p一定时一定时: 齿数齿数Z越多越多 d 越大越大 越容易发生跳齿和脱链现象。越容易发生跳齿和脱链现象。 一般取：一般取： z2 120 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。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。 按传动比由表按传动比由表13-1213-12选取选取Z1 再计算大链轮齿数：再计算大链轮齿数：Z2=iZ1 一般链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数，一般链节数为偶数，链轮齿

19、数最好取奇数， 以使磨损均匀。以使磨损均匀。 Z p d 180sin 由： p d+d 二、链的节距二、链的节距 节距越大，链轮转速越高时，啮节距越大，链轮转速越高时，啮 合瞬间的冲击也越大。合瞬间的冲击也越大。 - 高速重载时，应选用小节距多排链。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。链的节距越大，其承载能力越高。 根据相对原理，当链轮以根据相对原理，当链轮以运动时，运动时， 链节以链节以- -进入轮齿而产生冲击。进入轮齿而产生冲击。 d1 p 13-11链传动的主要参数及其选择链传动的主要参数及其选择 一般取：一般取： a=(3050)p，最大中心距，最大中心距

20、amax= 80p 三、中心距三、中心距 a 过小过小小链轮包角也小小链轮包角也小同时啮合的齿数减少同时啮合的齿数减少 a 过大过大链条易抖动链条易抖动 链条节数：链条节数： 2 1221 22 2 zz a pzz p a Lp 2 12 2 2121 2 8 224 zzzz L zz L p a pp 中心距：中心距： 计算结果应圆整，计算结果应圆整， 并取偶数！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。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。 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若中心距不能调整，而又没有张紧装置时，应将计算中心

21、距减小(0.0020.004)a, , 作为实际中心距，这样可使链条有合适的初垂度，保持链传动的张紧。作为实际中心距，这样可使链条有合适的初垂度，保持链传动的张紧。 13-11链传动的主要参数及其选择链传动的主要参数及其选择 实际使用区域实际使用区域 13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算 一、失效形式一、失效形式 1.1.链板疲劳破坏链板疲劳破坏 2.2.滚子套筒的冲击疲滚子套筒的冲击疲 劳破坏劳破坏 3.3.销轴与套筒的胶合销轴与套筒的胶合 4.4.链条铰链磨损链条铰链磨损 5.5.过载拉断过载拉断 二、功率曲线图二、功率曲线图 4 3 2 1 极限功率曲线极限功率曲线 n1 P 曲

22、线曲线1 1 正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率； 曲线曲线2 2 链板疲劳强度限定的极限功率；链板疲劳强度限定的极限功率； 曲线曲线3 3 滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率； 曲线曲线4 4 铰链胶合限定的极限功率；铰链胶合限定的极限功率； 密封润滑不良密封润滑不良 极限功率大幅下降极限功率大幅下降 设计：潘存云 1015 20 406080 100150 200400 600 800 1000 1500 2000 40006000 小链轮转速小链轮转速n1(r/min) 0.1 0.15 0.

23、2 0.4 0.6 0.8 1 1.5 2 4 6 8 10 15 20 40 60 80 100 150 200 300 功率功率 P0(kw) 48A 单单 排排 A 系系 列列 滚滚 子子 链链 的的 功功 率率 曲曲 线线 图图 链号 节距 08A 12.7 10A 15.875 12A 19.05 16A 25.4 20A 31.75 24A 38.1 28A 44.45 32A 50.8 40A 63.5 48A 76.2 40A 32A 28A 24A 20A 16A 12A 10A 08A 3油浴或油浴或 飞溅润滑飞溅润滑 3 上述功率曲线的特定条件上述功率曲线的特定条件: 1

24、.两轮共面两轮共面; 2. 小链轮的齿数小链轮的齿数Z1=19； 3. 链节数链节数 Lp=100； 4.载荷平稳载荷平稳; 5. 按推荐的润滑方式；按推荐的润滑方式；6. 工作寿命为工作寿命为15000 h； 7. 链条因磨损而引起的相对伸长量链条因磨损而引起的相对伸长量3% 当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将P0值降低。值降低。 链速链速 v m/s1.5v 7 而又润滑不当而又润滑不当 P0降低降低 50% 传动不可靠传动不可靠 1.5 7 25% 推荐的润滑方式推荐的润滑方式 0.20.3 0.40.6 0.8 12 3456810 2

25、0 链速链速v(m/s) 50.8 44.45 38.1 31.75 25.4 19.05 15.875 12.7 链链 节节 距距 p(mm) 1人工定期润滑人工定期润滑 1 2滴油润滑滴油润滑 2 4压力喷压力喷 油滑润油滑润 4 表表 13-13 修正系数修正系数Kz 小链轮齿数系数小链轮齿数系数Kz 位于功率曲线顶点左侧时位于功率曲线顶点左侧时 （链板疲劳）（链板疲劳） 位位 置置 位于功率曲线顶点右侧时位于功率曲线顶点右侧时 （滚子套筒冲击疲劳）（滚子套筒冲击疲劳） 表表 13-14 多排链系数多排链系数Km 排排 数数12 3 4 5 6 Km1.01.72.53.34.04.6

26、三、链传动的计算三、链传动的计算 当实际工作条件与特定条件不同时，应对当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正：值加以修正： 许用功率：许用功率：P0 = P0KzKm 19 z1 1.08 19 z1 1.5 13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算 链传动的设计准则：链传动的设计准则： 计算功率：计算功率：Pc=KAP，KA为工作情况系数，为工作情况系数，P为名义功率。为名义功率。 表表 13-15 工作情况系数工作情况系数KA 载载 荷荷 种种 类类 载载 荷荷 平平 稳稳 1.0 1.2 中中 等等 冲冲 击击 1.3 1.4 较较 大大 冲冲 击击 1.5 1.7 原原

27、 动动 机机 电动机或汽轮机电动机或汽轮机内内 燃燃 机机 当当v 0.6 m/s时，链条的主要失效形式是拉断，设计时需验算静力强度安全系时，链条的主要失效形式是拉断，设计时需验算静力强度安全系 数：数： S FK Q A 1 Q极限载荷，极限载荷，F1是紧边拉力，是紧边拉力，S是安全系数：是安全系数：S=48 PcP0 = P0KzKm 或或 Pc/KzKm P0 三、链传动的计算三、链传动的计算 13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算 一、链传动的润滑一、链传动的润滑 润滑方式润滑方式 1.1. 人工给油人工给油 2.2. 油杯滴油油杯滴油 3.3. 油浴润滑、飞溅给油油浴润滑、飞溅

28、给油 4.4. 用油泵强制润滑和冷却用油泵强制润滑和冷却 润滑油牌号：润滑油牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN48 环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取 低的。低的。 甩油环甩油环 13-13链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置 二、链传动的布置二、链传动的布置 布置原则：链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜水平布置原则：链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜水平 或接近水平布置，并使松边在下方。或接近水平布置，并使松边在下方。 i2 a 30p 两轮轴不在同一水两轮轴不在同一水 平面，松边应在下平面，松边应在下 面。否则松边下垂面。否则松边下垂 量增大后链条与链量增大后链条与链 轮容易卡死。轮容易卡死。 传动参数传动参数 正确布置正确布置 不正确布置不正确布置 说说 明明 i=23 a =(3050)p 两轮轴在同一水平两轮轴在同一水平 面，紧边在上、在面，紧边在上、在 下均能正常工作。下均能正常工作。 13-13链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置 i 、a 为任