链传动工作原理与特点

1、1第第14章章 链传动链传动 141 概述概述 一、链传动工作原理与特点一、链传动工作原理与特点 1 1、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动元件的啮合来传递动力和运动22 2、特点：、特点： 优点：优点：无滑动无滑动 结构紧凑结构紧凑 轴上压力轴上压力Q Q小小 传动效率高传动效率高=98% =98% 能在温度较高能在温度较高, ,湿度较大的环境中使用湿度较大的环境中使用 可传递远距离传动可传递远距离传动a amaxmax=8mm=8mm 缺点：缺点：只能用于平行轴间的传动只能用于平行轴间的传动 瞬时传动比不恒定瞬时传动

2、比不恒定 , ,高速时传动不平稳高速时传动不平稳 不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中应用不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中应用 传动时有噪音、冲击传动时有噪音、冲击 制造费用比带传动高制造费用比带传动高3 3、种类：按工作特性分：起重链，牵引链，、种类：按工作特性分：起重链，牵引链，传动链传动链 4 4、应用：、应用： 适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，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。传动比托车、自行车等。传动比88，P100KWP100KW，V5m/s

3、V5m/s3传动链可分为：传动链可分为：套筒链；滚子链；套筒链；滚子链；齿形链；成型链齿形链；成型链 滚子链滚子链142 链传动的零件和材料链传动的零件和材料. .传动链传动链4滚子链是一种常用的传动链。滚子链是一种常用的传动链。滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组成，内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联组成，内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接，滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。接，滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。 d2d1ph2b112345节距：链在拉直的情况下，相邻滚子外圆中心之间的节距：链在拉直

4、的情况下，相邻滚子外圆中心之间的距离距离5滚子链有单排链、双排链、多排链，多排链的承滚子链有单排链、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。荷不易均匀，故排数不宜过多。p pt t为链排距为链排距6链条的接头处可用开口销或弹簧卡片来固定，链链条的接头处可用开口销或弹簧卡片来固定，链节数应取为偶数，这样可避免使用过渡链节，因为过节数应取为偶数，这样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。渡链节会使链的承载能力下降。7齿形链又称无声链，它由一组链齿板铰接而成，工齿形链又称无声链，

5、它由一组链齿板铰接而成，工作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动，齿形链上设作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动，齿形链上设有导板，以防止链条工作时侧向窜动，导板有内导板和有导板，以防止链条工作时侧向窜动，导板有内导板和外导板之分。外导板之分。齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声，承柱式三种。与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声，承受冲击性能好，工作可靠，多用于高速或运动精度要求受冲击性能好，工作可靠，多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。较高的传动装置中。8. .链轮（链轮（滚子链链轮）滚子链链轮

6、）WO2O1O2MO3O3O1Vr3edcbaabcdeTHhar1r2180/z/z360180/z）. .链轮齿形：三圆弧一直线链轮齿形：三圆弧一直线9）. .链轮的主要参数与与几何计算链轮的主要参数与与几何计算节距节距P P齿数齿数Z Z分度圆直径（公称直径）分度圆直径（公称直径）齿顶圆直径齿顶圆直径 )/180sin(/ZPd)180tan54. 0(ZPda齿根圆直径齿根圆直径drddfaPZZPaZZLP21221)2(22)(链节数链节数中心距中心距a a )2(8)2()2(421222121ZZZZLZZLPaPP 10）、链轮的结构型式）、链轮的结构型式 11）、链轮的材料

7、）、链轮的材料 要求：要求：1）强度；）强度；2）耐磨；）耐磨；3）耐冲击）耐冲击121、链传动的运动不均匀性、链传动的运动不均匀性在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形在链传动中，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的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距。链的平均速度为：链的平均速度为：链传动的平均传动比为：链传动的平均传动比为：d11Avv1v12d2v2v2v 链传动的运动特性链传动的运动特性 13当主动链轮匀速转动时当主动链轮匀速转动时主动轮圆周速度：主动轮圆周速度：2111dWV cos2cos111dWVVsin2sin111dWVV链条速度

8、：链条速度： 链条垂直速度：链条垂直速度： ),2,2(11d11Avv1v12d2v2v2v14变化情况变化情况刚进入啮合刚进入啮合达顶点达顶点退出啮合退出啮合21021前进前进V VV Vminmin V Vmaxmax V Vminmin 15cos2coscos211222WdVWdV对从动轮讲：对从动轮讲： 瞬时传动比：瞬时传动比： constddWWitcoscos1221即使主动轮角速度即使主动轮角速度W W1 1恒定，恒定，i it t不恒定不恒定-链传动的多边形效应之一链传动的多边形效应之一 链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化。链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速

9、度变化。这就造成链运动速度的不均匀这就造成链运动速度的不均匀, ,以及瞬时传动比的不恒以及瞬时传动比的不恒定定, ,运动呈有规律的周期性的波动。运动呈有规律的周期性的波动。 -链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性 162 2、链传动的动载荷、链传动的动载荷 从动轮角速度变化引起冲击从动轮角速度变化引起冲击 sin2)sin(221111WdtWddtdva21221maxPWa00mina结论：链轮转速越高，节距越大，齿数结论：链轮转速越高，节距越大，齿数Z Z1 1越少，动载冲越少，动载冲击越严重，噪音越大。击越严重，噪音越大。当当P P、Z Z一定，则必须限制一定，则必须限制n n n

10、 nL L极限转速极限转速-链传动的多边形效应之二链传动的多边形效应之二17 链节和轮齿以一定速度相啮合，使链和轮齿受到冲击链节和轮齿以一定速度相啮合，使链和轮齿受到冲击并产生附加动载荷。并产生附加动载荷。张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突然卸载或超载必出现惯性冲击，增大了动负荷。然卸载或超载必出现惯性冲击，增大了动负荷。 144 链传动的受力分析链传动的受力分析 18144 链传动的受力分析链传动的受力分析 链传动中主要作用力有：链传动中主要作用力有： 1 1、工作拉力、工作拉力VPF100012 2、离心拉力、离心拉力 Fc=qVF

11、c=qV2 2 3 3、垂度拉力、垂度拉力qgakFff4 4、紧边拉总力、紧边拉总力 松边总拉力松边总拉力5 5、作用于轴上载荷、作用于轴上载荷Q Q=F=F+2F+2F =1.2K=1.2KA AF FCfCfFFFFFFF119145 145 链传动的计算链传动的计算 、链传动的失效形式、链传动的失效形式1 1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏2 2）链节磨损后伸长）链节磨损后伸长 3 3）冲击破坏）冲击破坏 4 4）胶合）胶合 5 5）轮齿过度磨损）轮齿过度磨损 6 6）过载拉断）过载拉断 、链传动的承载能力、链传动的承载能力 1 1）极限功率曲线）极

12、限功率曲线 55良好润滑情况下额定功率曲线良好润滑情况下额定功率曲线, ,设计时实际使用的设计时实际使用的功率曲线功率曲线66润滑不好或工况恶劣的极限功率曲线润滑不好或工况恶劣的极限功率曲线, ,较良好的润较良好的润滑下低得多。滑下低得多。 n1P453216202 2）A A系列套筒滚子链的实用功率曲线图系列套筒滚子链的实用功率曲线图实验条件：单列实验条件：单列, ,水平布置水平布置, ,载荷平稳载荷平稳, Z, Z1 1=19, t=100P, =19, t=100P, t th h=15000h, P/P 3%=15000h, P/P 3%1. 1. 当设计的当设计的Z Z、i i、t

13、th h、a a等不同时，应对等不同时，应对P P0 0进行修正。进行修正。 2. 2. 当润滑不良时：允许的当润滑不良时：允许的P P0 0值要下降。值要下降。 3.3.当当V0.6m/sV0.6m/s时，主要失效形式：过载拉断时，主要失效形式：过载拉断 按静强度计算按静强度计算 71FKQSAn单排链的额定功率单排链的额定功率P0 （图（图. .）21）、链传动的主要参数选择及步骤）、链传动的主要参数选择及步骤 . .链传动的设计计算链传动的设计计算（）（）. .链轮齿数与传动比链轮齿数与传动比小链轮齿数小链轮齿数Z Z1 1少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将

14、会导致：会导致：1 1）传动的不均匀性和动载荷增大；）传动的不均匀性和动载荷增大；2 2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰链磨损加剧；链磨损加剧；3 3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。增加小链轮齿数对传动有利，但如增加小链轮齿数对传动有利，但如Z Z1 1选得太大时，选得太大时，大链轮齿数大链轮齿数Z Z2 2将更大，除增大了传动的尺寸和质量外，将更大，除增大了传动的尺寸和质量外，还易发生还易发生跳齿和脱链，使链条寿命降低跳齿和脱链，使链条寿命降低。链轮齿数的取。链

15、轮齿数的取值范围为值范围为1717Z Z120120。22当销轴和套筒磨损后，链节距的增长量当销轴和套筒磨损后，链节距的增长量p p和节圆由分度圆和节圆由分度圆的外移量的外移量d d有如下关系：有如下关系： 当节距当节距p p一定时，齿高就一定，也就是说允许的节圆外一定时，齿高就一定，也就是说允许的节圆外移量移量d d就一定，齿数越多，允许不发生脱链的节距增长量就一定，齿数越多，允许不发生脱链的节距增长量p p就越小，链的使用寿命就越短。就越小，链的使用寿命就越短。23（）、链的节距和排数（）、链的节距和排数 计算功率计算功率 Pc = KPc = KA A.P (KW) KA.P (KW)

16、KA工况系数工况系数 单排链所能传递的功率单排链所能传递的功率 PZcKKPP 0K KZ Z小链轮齿数系数小链轮齿数系数 K KP P多排链系数多排链系数选型：由选型：由P P0 0、n n1 1 图定链型号图定链型号A A和链节距和链节距P P在满足一定功率条件下，在满足一定功率条件下，P P越小越好，高速链尤其如此越小越好，高速链尤其如此 小链轮的齿数可根据链速选择。小链轮的齿数可根据链速选择。由于链节数通常是偶数，为考虑磨损均匀，小由于链节数通常是偶数，为考虑磨损均匀，小链轮齿数一般应取奇数。链轮齿数一般应取奇数。通常限制链传动的传动比通常限制链传动的传动比i i66，推荐的传动比，推

17、荐的传动比i i23.523.5。24（3 3）、链节数与中心距）、链节数与中心距 初选初选a a0 0 一般推荐：初选一般推荐：初选a a0 0=(3050P)=(3050P)，a amaxmax=80P =80P 计算计算L LP P（链节数）（链节数）0212021)2(22aPZZPaZZPLLP中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链节距的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链节距的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链轮上的

18、包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受载荷增轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受载荷增大，且容易出现跳齿和脱链现象；大，且容易出现跳齿和脱链现象；中心距过大，会引起从动边垂度过大，传动时造成中心距过大，会引起从动边垂度过大，传动时造成松边颤动。因此在设计时，若中心距不受其它条件限制，松边颤动。因此在设计时，若中心距不受其它条件限制，一般可选一般可选a a0=(3050)0=(3050)p p。 25求中心距求中心距a a（理论）（理论） （）、轴上压力（）、轴上压力Q Q )2(8)2()2(421222121ZZZZLZZLPaPPQ Q=F=F+2F+2F =1.2K=1.2KA AF F为了保证链条松边有一个合适的安装垂度为了保证链条松边有一个合适的安装垂度f f，实际中心，实际中心距应比理论中心距小一些。距应比理论中心距小一些。（）、润滑方式（）、润滑方式 26 链传动的布置、张紧与润滑链传动的布置、张紧与润滑 、布置、布置1 1）. .链传动只能布置在垂直平面内，不能布置在水平或链传动只能布置在垂直平面内，不能布置在水平或倾斜平面内倾斜平面内 2 2）. .两轮中心线最好水平或水平面夹角小两轮中心线最好水平或水平面夹角小于于4545 ）. .当属下列情况时，紧边在上：（尽量主当属下列情况时，紧边在上：（尽量主动边在