第八章链传动

第八章链传动第一页，共二十九页，2022年，8月28日链传动适用于两轴相距较远，要求平均传动比不变但对瞬时传动比要求不严格，工作环境恶劣（多油、多尘、高温）等场合。链传动的特点：

链传动的应用：

链传动有结构紧凑；作用在轴上的载荷小；承载能力较大；效率较高（一般可达96％97％）；能保持准确的平均传动比等优点。链传动对安装精度要求较高；工作时有振动和冲击；瞬时速度不均匀等现象。链的类型：

传动链起重链牵引链滚子链齿形链链第二页，共二十九页，2022年，8月28日一、滚子链的结构和规格内链板1

外链板2

销轴3

套筒4

滚子5

过盈配合过盈配合间隙配合间隙配合链节的组成：1.滚子链的结构重要参数：p第三页，共二十九页，2022年，8月28日多排链：第四页，共二十九页，2022年，8月28日2.联接链节链条的接头处的固定形式有：用开口销固定，多用于大节距链弹簧卡片固定，多用于小节距链设计时，链节数以取为偶数为宜，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。过渡链节第五页，共二十九页，2022年，8月28日3.滚子链的规格

标记示例：08A-1×86GB1243.1–83第六页，共二十九页，2022年，8月28日二、齿形链齿形链又称无声链，它是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。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较高的传动装置中。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。齿形链上设有导板，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的链轮结构简单。圆销式轴瓦式滚柱式第七页，共二十九页，2022年，8月28日三、链轮1.链轮结构型式2.链轮材料要求：1）强度；2）耐磨；3）耐冲击第八页，共二十九页，2022年，8月28日3.链轮齿形链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）。图中，齿廓上的a-a、a-b、c-d线段为三段圆弧，半径依次为r1、r2和r3；b-c线段为直线段。滚子链链轮齿形滚子链链轮轴向齿廓注：几何尺寸及计算公式列于表8–2、表8–3和表8–4中。第九页，共二十九页，2022年，8月28日第二节链传动的动力特性一、传动比和速度的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：1.平均速度和平均传动比链传动的平均传动比为：(m/s)第十页，共二十九页，2022年，8月28日2.瞬时速度和瞬时传动比链条铰链A点的前进分速度：上下运动分速度：因为从动链轮的角速度为：所以链传动瞬时传动比为：第十一页，共二十九页，2022年，8月28日当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形效应。由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。第十二页，共二十九页，2022年，8月28日二、链传动的动载荷1.由于链速和从动轮的角速度是变化的，从而产生了相应的加速度和角加速度，因此必然引起附加动载荷。当销轴位于=±1/2时，加速度最大，即链轮转速愈高、链节距愈大、链轮齿数愈少时，动载荷愈大。采用较多的链轮齿数和较小的节距对降低动载荷是有利的。2.当链节进入链轮的瞬间，链节和轮齿以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿啮合时产生附加动载荷。第十三页，共二十九页，2022年，8月28日第三节

链传动的受力分析和作用在轴上的载荷链传动在安装时，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。1.工作拉力F

2.离心拉力Fc

3.垂度拉力Ff

式中

g––––重力加速度(m/s2)；a––––中心距（m）；f––––悬索垂度(m)；Kf–––垂度系数第十四页，共二十九页，2022年，8月28日作用在轴上的载荷FQ可近似地取为主动边和从动边总拉力之和，因离心拉力不作用在轴上，不应计算在内，由此得FQ=F+2Ff。又由于垂度拉力不大，故可近似取第十五页，共二十九页，2022年，8月28日第四节

滚子链传动的设计计算一、链运动的主要失效形式1．铰链磨损d=p/sin(180/z)若p一定，z

d因此，为了保证链的使用寿命，不致过早产生跳齿或脱链，除应满足规定的润滑状态外，还有必要限制链轮的最大齿数。第十六页，共二十九页，2022年，8月28日2．疲劳破坏在润滑充分和设计、安装正确的条件下，疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。3．铰链胶合铰链胶合与链轮转速关系极大，因此，链轮的转速应受胶合失效的限制。4．链被拉断各种失效图片第十七页，共二十九页，2022年，8月28日二、链传动的承载能力链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。1.极限功率曲线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额定功率P0/kW小链轮转速n1/(r/min)上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。第十八页，共二十九页，2022年，8月28日2.A系列套筒滚子链的实用功率曲线图实验条件：单列,水平布置,载荷平稳,Z1=19,i=3,t=100P,th=15000h,ΔP/P≤3%设计时可根据小链轮的转速n1从图中查出这种型号的链条允许传递的额定功率P0，额定功率曲线适合于链速v>0.6m/s的场合。当链传动实际工作条件与标准实验条件不符时，应考虑工作情况系数KA、链长、小链轮齿数、多排链等因素的影响。额定功率曲线是在推荐的润滑方式下得到的，当不能满足推荐的润滑方式时，应降低额定功率P0。例题第十九页，共二十九页，2022年，8月28日Ⅰ—人工定期润滑Ⅱ—滴油润滑Ⅲ—油浴或飞溅润滑Ⅳ—压力喷油润滑推荐的润滑方式第二十页，共二十九页，2022年，8月28日三、链传动主要参数的选择1．链的节距和排数链条所能传递的功率P0可由下式确定Pc=KAP (8–10)(8–9)式中

P0–––在特定条件下，单排链所能传递的功率(kW)（见图8–14）；Pc––––链传动的计算功率(kW)；KA––––工况系数（表8–5）；KZ–––小链轮齿数系数（表8–6），当工作在如图8–14所示的曲线顶点左侧时（链板疲劳），查表中的KZ，当工作在右侧时（滚子套筒冲击疲劳），查表中的KZ；KP–––多排链系数（表8–7）；KL–––链长系数（图8–16），链板疲劳查曲线1，滚子套筒冲击疲劳查曲线2。根据式（8–9）求出传递的功率，由图8–14查出合适的链号和链节距。第二十一页，共二十九页，2022年，8月28日2．传动比i

通常限制链传动的传动比i≤6，推荐的传动比i＝2~3.5。3．链轮齿数z

Z1过少：1）传动不均性和动负荷增大；2）P增大后，角增大，功率损失增加，链绕进、出轮磨损加剧；3）当P一定时，Z少，D小，圆周力（=2T/D）↑加速轮与链的破坏Z2过多：外壳尺寸大、重量加大；容易脱链必须限制齿数，两面限制：为磨损均匀，Z应取与链节数互为质数的奇数。第二十二页，共二十九页，2022年，8月28日4．链节数LP和链轮中心距a

链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。设计时一般取中心距a0=(30～50)p，最大取a0max=80p。链条的长度以链节数Lp来表示，链节数为：计算出的Lp应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的中心距为：5．低速链传动的静力强度计算对于链速v＜0.6m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。（8－8）第二十三页，共二十九页，2022年，8月28日第五节链传动的合理布置和张紧方法一、链传动的合理布置1.两链轮的回转平面必须布置在同一垂直平面内，不能布置在水平或倾斜平面内；2.两链轮中心连线最好是水平的，也可以与水平面成453.一般应使链的紧边在上、松边在下第二十四页，共二十九页，2022年，8月28日二、链传动的张紧链传动的张紧并不决定链的工作能力，只是调整垂度的大小。第二十五页，共二十九页，2022年，8月28日例设计如图8-18所示的带式运输机传动方案Ⅰ中的滚子链传动，已知小链轮转速n1=173.8r/min，传动比i=2.5，传递功率P＝10.04kW，两班制工作，中心距可调节，工作中有中等冲击。第二十六页，共二十九页，2022年，8月28日解：1．选定链轮齿数z1、z2初步假设链速v=0.6~3m/s，由表8–8查得小链轮齿数z1≥17，取z1=23，z2=iz1=2.5×23=57.5，取z2=58(<120合适)。2．根据实用功率曲线，选链条型号（1）初定中心距a0=40p，链节数LP为取LP＝122节。由于中心距可调，可不算实际中心距。估计，链条链板可能产生疲劳破坏。由表8–6查得KZ＝1.23，由表8–7查得KP=1.0（初取单排链），由图8–16查得KL＝1.07，由表8–5查得KA＝1.3。第二十七页，共二十九页，2022年，8月28日该链条在实验条件下所需传递的功率由图8–14，按P0＝