第11章链传动

1、第十一章第十一章 链传动链传动11.111.1链传动的特点链传动的特点11.211.2传动链的结构传动链的结构11.311.3链轮结构和材料链轮结构和材料11.411.4链传动的运动特性链传动的运动特性11.511.5链传动的受力分析链传动的受力分析11.611.6滚子链传动的失效形式及计算方法滚子链传动的失效形式及计算方法11.711.7滚子链传动的设计步骤和主要参数的确定滚子链传动的设计步骤和主要参数的确定11.811.8齿形链传动设计齿形链传动设计11.911.9链传动的布置、张紧和润滑链传动的布置、张紧和润滑11.111.1链传动的特点链传动的特点链传动是以链条为链传动是以链条为中间挠

2、性件中间挠性件的的啮合啮合传动。传动。1 1、优点、优点 与带传动相比：与带传动相比：1 1）constzznni1221平均2 2） 高高3 3）结构紧凑（）结构紧凑（带传动要求带传动要求 1 1120120aa）4 4）压轴力小（啮合传动）压轴力小（啮合传动张紧力小）。张紧力小）。5 5）可在高温、潮湿等恶劣环境下工作。）可在高温、潮湿等恶劣环境下工作。无弹性滑无弹性滑动动与齿轮传动相比：与齿轮传动相比：1 1）适于远距离传动。）适于远距离传动。2 2）成本低（制造、安装精度）成本低（制造、安装精度）。）。2 2、缺点、缺点1 1）只能用于平行轴间的传动，且同向转动。）只能用于平行轴间的传

3、动，且同向转动。2 2）consti瞬，振动、平稳性差、噪音大。，振动、平稳性差、噪音大。3 3）成本比带传动高。）成本比带传动高。11.1.111.1.1应用应用P Pmaxmax5000kW5000kW，v vmaxmax40m/s40m/s，i imaxmax1515，a amaxmax8m8m一般：一般： P P100kW100kW， v v 15m/s15m/s，i i 8 81 1、不宜用于载荷变化大和急促反向的传动。、不宜用于载荷变化大和急促反向的传动。2 2、用于、用于a a较大，要求较大，要求i i平均不变，而不宜采平均不变，而不宜采用齿轮或带传动场合。用齿轮或带传动场合。

4、广泛应用在广泛应用在自行车自行车、摩托车摩托车挖掘机挖掘机（恶劣工作条件）（恶劣工作条件）其它低速重载场合其它低速重载场合11.1.211.1.2链的种类链的种类传动链传动链 一般机械传动，一般机械传动，v20m/sv20m/s传动链传动链起重链起重链 提升重物，提升重物，v0.25m/sv0.25m/s起重链起重链曳引链曳引链 移动重物，移动重物，v=24m/sv=24m/s曳引链曳引链11.211.2传动链的结构传动链的结构一、传动链一、传动链按结构不同，分为：按结构不同，分为：滚子链（套筒滚子链）滚子链（套筒滚子链）、套筒链、套筒链、齿形链、齿形链11.2.111.2.1套筒链和滚子链套

5、筒链和滚子链 结构：结构：自由滚动，减小摩擦，磨损自由滚动，减小摩擦，磨损phdzb1b2d内链板外链板 销轴套筒滚子 接头形式：接头形式：连接链节：连接链节：偶数节：偶数节：奇数节：奇数节：弹簧卡片弹簧卡片冲击和振动冲击和振动开口销、开口销、 主要参数：主要参数：1 1）基本参数基本参数pp尺寸尺寸 p = p = 链号链号25.4/1625.4/16（mmmm）2 2）链节数）链节数L Lp p整数，一般为整数，一般为。3 3）排数）排数z zp p单排链单排链排数排数承载承载但：但：， z zp p3-43-4多排链多排链 标准化标准化滚子链已滚子链已：P282 P282 表表14.11

6、4.1GB1243183GB1243183链号链号排数排数链节数链节数标准编号标准编号例：例： 08A108A187 GB243183 87 GB243183 A A系列、节距系列、节距p=12.7mmp=12.7mm，单排，单排，8787节节11.2.2 11.2.2 齿形链齿形链承受冲击能力比滚子链好，噪音低，平稳承受冲击能力比滚子链好，噪音低，平稳“”带外导板带外导板带内导板带内导板 圆销式圆销式轴瓦式轴瓦式滚柱式滚柱式铰链形式：铰链形式：11.3 11.3 链轮结构和材料链轮结构和材料滚子链链轮滚子链链轮设计时主要确定结构及尺寸。设计时主要确定结构及尺寸。常用常用“”。“齿形按齿形按3

7、RGB1244-3RGB1244-8585规定制造规定制造”zpd180sin分度圆直径：分度圆直径：圆弧：圆弧：aaaa、abab、cdcd直线：直线：bcbc滚子链链轮轴面齿形ddfLxdadgdkdg链轮结构：链轮结构：（轮毂处采用了（轮毂处采用了胀紧联结胀紧联结 ）11.3.3 链和链轮材料（自学）链和链轮材料（自学）11.4 11.4 链传动的运动特性链传动的运动特性链条绕上链轮时，链节与链轮轮齿啮合，链条绕上链轮时，链节与链轮轮齿啮合，形成正多边形一部分。链条与链轮分度圆在运形成正多边形一部分。链条与链轮分度圆在运动中交替呈现相割和相切。动中交替呈现相割和相切。11.4.1 11.

8、4.1 链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性 链轮转一周，链条转过长度为链轮转一周，链条转过长度为zpzp 平均链速：平均链速：smpnzpnzv/1000601000602211 平均传动比：平均传动比：constzznni122112实际上：实际上：sin11Rv 水平分速度水平分速度, ,即即, ,使使 链条前进链条前进, , 垂直分速度垂直分速度, ,使链条上下使链条上下移动移动, ,cos11 Rv主动轮主动轮：在某一时刻，销轴的圆周速度为：在某一时刻，销轴的圆周速度为 。11R假设：紧边在传动时总是处于假设：紧边在传动时总是处于水平位置水平位置。由：由：2211可见可见cons

9、t1时，时，constv 1 链节距对应的中心角，链节距对应的中心角，111802z两个特殊位置：两个特殊位置：21时：时：111min180coszRv111max180sinzRv0时：时：111maxvRv0min v如图：如图：vv 、 均作周期性变化均作周期性变化每每为周期为周期v “ “”v “ “”、有规律振动。、有规律振动。1z 21 运动不均匀性运动不均匀性：cos22 Rv2222)1802(22zcos22Rv v v、 变化变化 2 2变化变化由由 coscos1122RRvcoscos1221RRi瞬时：1、i瞬时变化； 2、链速不均匀。链速是作周期性变化，给链传动带

10、来了速度的链速是作周期性变化，给链传动带来了速度的不均匀性，链齿数越少，链速变化越大，传动不均匀性，链齿数越少，链速变化越大，传动不均匀性越严重不均匀性越严重11.4.2 11.4.2 链传动的动载荷链传动的动载荷主要原因有四点：主要原因有四点：1 1、由于由于v v、 2 2周期性变化周期性变化附加动载荷附加动载荷链的加速度：链的加速度：sinsin21111RdtdRdtdva21时：时：2180sin2sin2112111211maxpzRRappz z1 1aa动载荷动载荷可见：可见：n n1 1 1 1 2 2、链条的、链条的垂直分速度垂直分速度v 周期性变化（大小、方向）周期性变化

11、（大小、方向）链条横向振动。链条横向振动。3 3、链条进入链轮瞬间，产生冲击链条进入链轮瞬间，产生冲击附加动载荷。附加动载荷。4 4、由于链、由于链张紧不好张紧不好、链条松弛链条松弛在起动、制动、载荷变化等情况下在起动、制动、载荷变化等情况下惯性冲击惯性冲击链传动的链传动的和和是链传动的是链传动的降低动载荷的措施：降低动载荷的措施： (1)(1)n n1 1nnlimlim; ; (2) (2)链传动尽量放在链传动尽量放在低速级低速级； (3)(3)选用小选用小p p，多，多 z z 的链传动。的链传动。思考：链传动为什么布置在低速级思考：链传动为什么布置在低速级? ?带传动带传动应布置在多级

12、传动的高速级还是低速级？为应布置在多级传动的高速级还是低速级？为什么？什么？* * *链的节距越大，链的节距越大，多边形效应多边形效应越严重越严重* * *链轮转速越高，链轮转速越高，多边形效应多边形效应越严重越严重11.5 11.5 受力分析受力分析一、紧边拉力一、紧边拉力fcFFFF11 1、工作拉力、工作拉力F F1 1)(10001NvPF P PkW kW v vm/sm/s2 2、离心力、离心力F Fc c)(2NqvFcq qkg/mkg/m3 3、垂度拉力、垂度拉力F Ff f布置方式、允许垂度大小布置方式、允许垂度大小qgakFffk kf f垂度系数垂度系数二、松边拉力二、

13、松边拉力三、压轴力三、压轴力112 . 12FkFFFFFAfQ（ F Ff f 较小）较小）（F Fc c对对F FQQ无影响）无影响）工作情况系数工作情况系数F=Fc+Ff注意：注意：1 1）链传动紧边布置与带传动相反。）链传动紧边布置与带传动相反。2 2）张紧力：带传动张紧力决定传动工作能力；）张紧力：带传动张紧力决定传动工作能力； 链传动张紧力不决定工作能力，链传动张紧力不决定工作能力，防止脱链、跳齿防止脱链、跳齿3 3）因张紧力小，压轴力比带传动小。）因张紧力小，压轴力比带传动小。控制松边垂度控制松边垂度而是而是11.6 11.6 滚子链传动的计算滚子链传动的计算11.6.1 11.

14、6.1 失效形式失效形式1 1、链条元件的、链条元件的 （ 交变应力下工作）交变应力下工作）2 2、铰链、铰链p p 脱链脱链3 3、：销轴与套筒（高速或润滑不良）：销轴与套筒（高速或润滑不良）4 4、：起动、制动、反转：起动、制动、反转6 6、链轮轮齿磨损、链轮轮齿磨损5 5、：smv/6 . 0下，过载拉断下，过载拉断11.6.2 11.6.2 额定功率曲线额定功率曲线针对各种失效形式针对各种失效形式额定功率曲线额定功率曲线疲劳疲劳冲击冲击胶合胶合特定条件：特定条件：z z1 1=19=19、L Lp p=100=100、L Lh h=15000h,=15000h,单排单排, ,水平水平,

15、 ,%3pp实际使用：实际使用：0PkkPKPpzAc式中：式中： k kz z小链轮齿数系数小链轮齿数系数,z,z1 11919时时,k,kz z1 (1 (表表11.2) 11.2) k kp p多排链排数系数（表多排链排数系数（表11.311.3）；）；PP名义功率；名义功率；11.6.3 11.6.3 额定功率额定功率P P0 0确定方法确定方法为避免上述失效形式为避免上述失效形式特定条件特定条件下，试验曲线下，试验曲线设计时，由上式求设计时，由上式求P P0 0(=P(=Pc c)由由在图在图14.1714.17中中当当smv/6 . 0时，低速传动：时，低速传动： vFvF1 1过

16、载拉断过载拉断安全系数校核安全系数校核：841fcAQpFFFKFzSz zp p排数；排数；F FQQ单排链的极限拉伸载荷单排链的极限拉伸载荷, ,表表11.111.1 11.7 11.7 滚子链传动的设计步骤和主要参数的确定滚子链传动的设计步骤和主要参数的确定 原始数据为：传动的功率、小链轮和大链轮的转速原始数据为：传动的功率、小链轮和大链轮的转速（或传动比）、原动机种类、载荷性质以及传动用（或传动比）、原动机种类、载荷性质以及传动用途等途等 设计步骤设计步骤 ：1 1）不宜过少）不宜过少z z1 11maxmin180coszvv111max180sinzRv垂直分速度，垂直分速度，z

17、z1 1，链节间相对转角，链节间相对转角，功率消耗功率消耗 限制限制z zminminp+ppd+dd2 2）不宜过多）不宜过多由于：由于：zpd180sin磨损后：磨损后：pp+ppp+pzppdd180sin即：即：zpd180sin当当pp相同时：相同时：z d z d 链节外移链节外移( (爬齿爬齿) ) 脱链可能性脱链可能性 z zmax max = 120= 120问问：自行车链传动，磨损自行车链传动，磨损后脱链从哪轮开始？后脱链从哪轮开始？前前轮：轮：z z多多a a一定时，一定时，i i 同时啮合齿数少同时啮合齿数少 磨损磨损 跳齿跳齿821nni，通常：，通常： 1 1120

18、120，i = 23.5i = 23.5 3 3、确定计算功率、确定计算功率根据公式根据公式11.2011.20进行计算，根据计算出来的功率值进行计算，根据计算出来的功率值即可从图即可从图11.1611.16中确定链的型号。中确定链的型号。pp链传动尺寸链传动尺寸 承载能力承载能力运动不均匀性运动不均匀性、动载、动载、振动噪音、振动噪音重载、重载、a a小、小、i i大：小节距、多排链；大：小节距、多排链；v v小、小、a a大、大、i i小：大节距、单排链；小：大节距、单排链；选择方法：选择方法：pzAkkPKP 0，由，由查图查图11.1711.17定型号定型号 p p。一般一般v v一定

19、：一定：a La Lp p 屈伸次数屈伸次数 d d一定：一定：aa1 1 同时啮合齿数同时啮合齿数 a a 松边上下颤动，松边上下颤动， a = a =（30503050）p ap amaxmax = 80p = 80paa v v12m/s12m/sn nopt opt P Pmaxmax，n nlimlim 右侧竖线（图右侧竖线（图11.1711.17）。）。 7 7、计算链传动作用在轴上的力、计算链传动作用在轴上的力FQFQ 根据公式根据公式11.1911.19进行计算。进行计算。3 3、。2 2、两轮中心线最好水平，或与水平面、两轮中心线最好水平，或与水平面4545夹夹角，尽量角，尽量 . .11.9 11.9 链传动的张紧与布置链传动的张紧与布置11.9.111.9.1合理布置合理布置1 1、回转面应在回转面应在内内, ,否则易使链否则易使链条脱落和产生不正常的磨损条脱落和产生不正常的磨损 ; ;11.9.2 张紧方法张紧方法张紧目的：张紧目的：，决定，决定方法：方法