机械设计第九章

1、第九章第九章 链传动链传动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链传动的布置、张紧和润滑特点及应用19-1链传动的特点及应用链传动的特点及应用 链传动依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。与带相比：无滑动，平均传动比准确张紧力小，径向压轴力小金属链条，尺寸小耐温耐湿与齿轮相比安装精度要求低成本低廉可远距离传动动画缺点：只能平行轴，瞬时传动比不恒定用途：要求工作可靠、转速不高，两轴相距较远，不 宜采用齿轮时举例：矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中按用途分类：传动链、输送链、起重链工作范围：

2、 传动比： i 8中心距： a 56 m传递功率： P 100 kw圆周速度： v 15 m/s传动效率： 0.950.98 传动链的结构特点19-2传动链的结构特点传动链的结构特点外链板内链板套筒滚子销轴一、滚子链滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。双排链三排链传动链的结构特点2链条的接头处的固定形式有：开口销固定多用于大节距链弹簧卡片固定多用于小节距链链节数取偶数为宜，可避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。链条的主要尺寸参数节距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

3、能传递的功率也越大。滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用A。见表9-1滚子直径d1内链节内宽b1销轴直径d2排距pt节距p滚子链的标记：标记实例： 08A-1- 88 GB1243-2006A系列，节距12.7mm，单排，88节滚子链链号国标号排数链节数- - -应用实例：潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制二、齿形链结构：由一组链齿板铰接而成 特点：传动平稳，用于高速、大传动比，小中心距等 场合，结构复杂，价格较高。 内导板导向性好，工作可靠，需开槽外导板板结构简单，导向性差内导板齿形链外导板齿形链链轮的结构和材料19-3滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料(

4、一)链轮齿形 国标GB/T1243-2006中没有规定具体的链轮齿形，仅仅规定了最小和最大齿槽形状及其极限参数。 实际齿槽形状取决于加工轮齿的刀具和加工方法，并应使其位于最小和最大齿槽形状之间。p、d1、z为已知量p节距d1滚子直径z齿数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径1min)6 . 11 (dzpdda1dddf)180sin(zpd1max25. 1dpdda滚子直径 齿高最大凸缘直径)(5 . 01mindphazpdpha8 . 05 . 0625. 01max76. 004. 1180cot2hzpdg内链板高度整体式链轮小直径孔板式链轮中等直径 组合式链轮大直径 (三)链轮的结构(

5、四)链轮的材料 链轮的材料足够的耐磨性和强度 小链轮的工作情况较恶劣材料较好夹布胶木运动特性19-4链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析(一)链传动的运动特性在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距 p。 链的平均速度为：1000601000602211pnzpnzv链传动的平均传动比为：1221zznniA点的前进分速度cos11RvxA点的上下分速度111sinyvR111802zz1越多，速度波动越小1越高，速度波动越大值的上下限开始接触脱离接触从动链轮的角速度为：coscoscos21122RRRvx瞬时传动比为：coscos1221RRi

6、221802z瞬间传动比是变化的值的上下限瞬时传动比计算实例假设1221coscoscoscosRiR2218092z 121220RRzz1118092z =6=0假设时，coscoscoscos以零度为X轴零位(二)链传动的运动不均匀性 链条前进的加速度引起的动载荷为：c1dmaF m-紧边链条的质量 ac-链条变速运动的加速度sin)cos(21111cRRdtddtdax2)180sin(211211cmaxpzRa 从动链轮的角加速度引起的动载荷为：tRJFdd222dJ-转动惯量 转速越高、节距越大、齿数越少，动载荷就越大。 当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度

7、作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。 受力分析1(三)链传动的受力分析链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，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、跳齿或脱链现象。 链的紧边拉力为： fce1FFFF链的松边拉力为： fc2FFFFe为有效圆周力：vPF1000eFc为离心力引起的拉力：2cqvF Ff为悬垂拉力，与链条松边的垂度和传动的布置方式有关。P 为传递的功率（kW)；v为链速(m/s)；q为单位长度链条的质量(kg/m)。 02040607080设计计算19-5滚子链传动的设计计算滚子链传动

8、的设计计算(一)链传动的失效形式 疲劳破环、磨损、胶合以及静力拉断。(二)链传动的额定功率 极限功率曲线额定功率P0/kW小链轮转速n1 /(r/min)0由链板疲劳强度限定由滚子、套筒冲击疲劳强度限定由销轴和套筒胶合限定 中等速度链板的疲劳强度限定 转速较高滚子和套筒的冲击疲劳强度限定 转速很高销轴和套筒胶合限定“先增加后减小”A系列、单排滚子链额定功率曲线(三)链传动的参数选择 1.链轮齿数z1和z2 小链轮齿数z1外廓尺寸 小链轮齿数z1 不均匀性和动载荷寿命 zmin=9 一般z117 高速传动或承受冲击载荷z125+淬硬 zmax=150，一般z180p；若中心距不能调整，a0max

9、30p4.链的节距P和排数 节距P承载能力总体尺寸振动冲击噪声 结构紧凑、延长寿命较小节距的单排链 速度高、功率大小节距的多排链 考虑经济，中心距小、传动比大小节距的多排链 考虑经济，中心距大、传动比小大节距的单排链若取小节距，若a080P，需加张紧装置或托板传动比大，小链轮载荷大，多排可减少载荷设计计算2(四)滚子链传动的设计计算 (1)链轮齿数和传动比17齿数114 (2)计算功率Pca 根据传递的额定功率P，考虑工作情况来确定PcaPKKKPpzAca KA 工况系数 Kz 主动轮轮齿系数 Kp 多排链系数，双排=1.75，三排=2.512zzi (3)确定链条型号和节距p 链条型号根据

10、Pca、主动链轮转速n1由图9-11得到。查表时应保证 PcaPc 已知链条型号后查表9-1确定链条节距p (4)计算链节数和中心距 初选中心距a0=(30-50)p，按下式计算链节数Lp0201221002()22pazzzzpLpa 为了避免使用过渡链节，应将计算出的链节数Lp0圆整为偶数Lpmax1p122(zz )af pL中心距计算系数max2pLzap当两链轮的齿数相等时(5)计算链速，确定润滑方式定期人工润滑滴油润滑油池润滑或油盘飞溅润滑压力供油润滑1000601000602211pnzpnzv(6)计算链传动作用在轴上的压轴力FP 压轴力FP 可近似取为FPKFpFe Fe有效

11、圆周力； KFp压轴力系数，对于水平传动KFp=1.15 对于垂直传动KFp=1.05布置张紧和润滑19-6链传动的布置、张紧和润滑链传动的布置、张紧和润滑一、链传动的布置 二、链传动的张紧 目的：避免啮合不良和链条的振动、增加包角 场合：中心距与水平线夹角大于60 a弹簧张紧、b砝码张紧、c、d定期张紧、e托板张紧布置张紧和润滑2三、链传动的润滑 推荐牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全损耗系统用油。不便用润滑油时，允许涂抹润滑脂，应定期清洗与涂抹。 例题 设计拖动某带式运输机用的链传动。已知：电动机驱动齿轮减速器，然后经链传动到带式运输机。电动机的额定功率P=3kW，主动链轮

12、转速n1=90r/min，传动比i=3.2，载荷平稳，中心线水平布置。1.选择链轮齿数 取小链轮齿数z1=21 大链轮的齿数为z2 =iz1=3.221=67.2672.确定计算功率 由表9-6查得工况系数KA=1.0，由图9-13查得主动链轮齿数系数Kz=1.22，单排链，计算功率为Pca=KAKzP=1.01.223=3.66 kW 1.223.选择链条型号和节距 根据Pca=3.66kW，n1= 90 r/min和Pca Pc，查图9-11，可选16A-1。查表9-1，链条节距为P=25.4mmGB/T18150-2006美国ANSI B29.13.66 90 4.计算链节数和中心距 初

13、选中心距a0=(3050)p=(3050)25.4 = 7621270mm。取a0=1000mm。相应的链长节数为2012210022()22100021 67672125.42()125.7225.4221000pazzzzpLpa 取链长数Lp =126 查表9-8，采用线性插值121126212.286721pLzzz0.246430.244210.24421(2.282)0.24582.42最大中心距amaxmax1p122(zz )0.2458 25.4 2 126(21 67)1024mmaf pL5.计算链速，确定润滑方式1 121 90 2.540.8/60 100060 10

14、00z n pvm s 查表9-14知滴油润滑6.计算压轴力 有效圆周力为Fe=1000P/ =10003/0.8=3750N 链轮水平布置时的压轴力系数KFp=1.15，则压轴力为 Fp =KFpFe=1.153750N=4313N5.计算链速，确定润滑方式1 121 90 2.540.8/60 100060 1000z n pvm s定期人工润滑滴油润滑油池润滑或油盘飞溅润滑压力供油润滑9-2 某链传动传递的功率P=1kW，主动链轮转速n1=48r/min，从动链轮转速n2=14r/min，载荷平稳，定期人工润滑，试设计此链传动。1.选择链轮齿数 常取奇数，优选17、19、21、23、25

15、、38、57、76、95、114。 z1=17 i=n1/n2 =48/14=3.4286 z2=iz1=58.3 取偶数不好 再取 z1=19 z2=iz1=65.1652.确定计算功率 KA=11.37 KZ=1.37Pca=KAKzP=1.11.371=1.507 kW3.选择链条型号和节距 根据Pca=1.507kW，n1=48 r/min和Pca Pc，查图9-11，可选16A-1。查表9-1，链条节距为P=25.4mm美国ANSI B29.11.507485.计算链速，验证润滑方式1 160 100019 48 25.460 10000.386/z n pvm s符合定期人工润滑情况5.计算链节数和中心距 初选中心距a0=(3050)p=(3050)25.4 = 7621270mm。取a0=800mm。相应的链长节数为2012210022()22800196565 1925.42()106.725.422800pazzzzpLpa 取链节数Lp =106 查