链传动教案与讲稿

课程：机械设计 2023—2023学年上学期 主讲教师：苏洲教学目的与要求教 学

链传动把握链传动失效形式和设计计算方法教 具 实物与挂图讲 稿〔教学要点与板书〕§9—1 概述链传开工作原理与特点1〔至少〕圆弧〔aaabcdbc〕始终线啮合。其磨损、接触应力冲击均小，且易加工。2、组成；主、从动链轮、链条、封闭装臵、润滑系统和张紧装臵等。3、特点〔与带、齿轮传动比较〕m

QP=100KW；

=8mm；⑥本钱低。max4、应用：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、摩反向等状况下承受〕

〔不适于在冲击与急促max链传动的主要类型按工作特性分：

§9—2 传动链的构造特点起重链——用于提升重物——V≤0.25m/s；牵〔线〕引链——运输机械——V≤2~4m/s；传动链——用于传递运动和动力——V≤12~15m/s。优点：构造简洁、重量轻、价廉、适于低速、寿命长、噪音小、应用广。套筒链；〔套筒〕滚子链—属标准件选用、合理确定链轮与链条尺寸，—短节距周密滚子链；齿形链；成型链四种。①套筒滚子链〔构造与特点〕A〔投影〕——宽×长投影组成：543；2；1动协作。当链节进入、退出啮合时，滚子沿齿滚动，实现滚动摩擦，减小磨损。〔压配〕固联，使内、外链板可相对回转。为减轻重量、制成“8”字形，亦有弯板。这样质量小，惯性小，具有等强度。8-1，P参数：P—节距，bC—板厚，d，dP—排距1 1 2当低速时也可以不用滚子——称套筒链〔或双排链〕排数↑→承载力量↑3~4链接头型式：链节数为偶数〔常用〕——内链板与外链板相接——弹性锁片〔称弹簧卡〕或大节距〔称开口销〕——受力较好弹性锁片——端外链板与错轴为间隙协作7-4b〕产生附加弯矩——受力不利，尽量不用。固联——内〔外〕链板与内〔外〕链板相接安全过渡链节〔7-4c〕——弯板与销8-128-560°70°，由链板工作边与链轮齿啮合实现传动。齿形链轴可以是圆柱销轴，也可以是其它形式〔滚柱式〕——图7-6，b——两个链片、c为连接两链片的一对棱柱销轴，链节相对转动时，两棱柱可相互滚动。使铰链磨损削减。铰链形式：圆销式；轴互式；滚柱式V高的场合，故目前应用较少。0.95~0.980.98~0.99

一般润滑良好§9—3 滚子链链轮的构造与材料〔套筒滚子链〕要求把握：1〕链轮齿形的设计要求；2〕链轮齿形特点；3〕链轮的主要参数；4〕链轮的构造型式有哪些；5〕对链轮的材料要求及适用状况一、链轮齿表——比较敏捷，如表8-5介于最小齿槽外形与最大齿槽外形之间可稳定、对齿形要求：①保证链节平稳进入和退出啮合；②削减啮合时冲击和接触应力；③链条节距因磨损而增长后，应仍能与链轮很好地啮合；④要便于加工。2、链轮齿形及特点端面齿形〔8-6〕——aaabcd和始终线bc优点：接触应力小、冲击小、磨损少，不易跳齿与脱链〔8-7〕〔P，Z〕二、链轮的主要参数17-28-3PZ，分度圆直径〔公称直径〕dP/sin180/Z180齿顶圆直径Da

P(0.54tg )ZDf8-101〕〔直径较小时〕

Dd d—滚子直径整体式〔轮齿与轮毂局部成一体8-8，直径较大时可在胶板上开孔孔板式〔图8-8b〕——中等尺寸4〕〔8-8c〕3，43——齿圆与轮毂焊接4——齿圆与轮毂螺栓联接四、链轮的材料要求：1〕强度；2〕耐磨；3〕耐冲击〔在冲击载荷时〕〔要求较低时〕可用百炼成钢铸铁，小功率传动也可用夹布胶木。具体的材料及适用场合见表8-7留意：1〕有冲击载荷时一般承受低碳钢和低碳合金钢→渗碳淬火→回火。无猛烈冲击，中等速度较大的链轮，一般承受中碳钢和中碳合金钢→淬火、回火。齿数较多〔特大〕Z>50大小功率传动→承受合金钢P<6KW,高速链传动→承受夹布胶木，噪音较小，传动平稳严峻。§9—4链传动的几何计算一、链的几何计算〔可自学〕1LP〔开口〕带传动节线长度计算公式中：L 2a

(D

D)(D

D)212ca 0 2 1 2 4a20ZP ZP将D 11

，D 22

代入，即可得链节线长度计算公式L

(Z Z1

)P2a(Z

Z P21)2

〔8-1〕2P 2 2 a2Z.Za——中心距，P——链节距1 2以链节数表示〔常用：——式〔7-〕P1L (Z1

Z) 2a Z 2 ( 2

P1)2

〔7-2〕P 2 P 2 aa〔——由式〔7-2〕aaP

[(L

Z 1

2) (L

Z 1

2)2

Z 2

1)2] 〔7-3〕4 P 2 P 2 2§9—5 链传动的运动特性i〕一、链运动的运动不均匀性正多边形边数〔Z〔齿数〕正多边形边长〔P〔节距〕当链轮转过一周，链移动距离——ZPnnV V

1 2ZPn1

ZPn 2 2

〔m/s〕——平均速度m 601000 601000ni i m n2

2ZZ1Z

const ——平均传动比W但i瞬W1const——链2

n D 1

i const瞬 n D2 1

(1) mWW齿轮：i W瞬2

2ZZ1Z

constant

i constantm进入啮合后某一位臵Wd链速VV1

cos 12

1cos——前进速度V V1

sin

1 1sin——垂直速度 〔8-6〕2式中：VA1——为链节进入啮合后某点铰链中心与轮心联线与铅垂线夹角，〔或铰链中心相对于铅垂线的位臵角A〔不当。

1,2

1作周期性变化。2360/Z1

/2180/Z1 1dW前进速度变化状况：V

Vcos1

1 2和垂直速度变化状况：V

Vsin1dW

dW1 2sin2当

1时，VV 1 1cos 2 min 2 2

——在两侧，刚进入与刚退出啮合时180Z1

时，这时：V

V

dW 1 1sin 12 2 dW Wd当 0〔在顶点位臵，V

max

1 1 V2

Vmin

1 1sin02∴对主动轮：当W恒定，但前进速度周期性变化，同时升降速度也在作周期性变化。1变化状况→刚进入啮合→达顶点→退出啮合1 1 0 12 2前进V

min

→ Vmax

→ Vmin每转一周，周期性变化使i不均匀。

10〕0 〔0 1〕2 2升降V” V”减速上升 V”=0 速下降变化曲线——以V为纵标，为横标，则的周期性的波动。dW V dWcos对从动轮讲：V

2 2 1 1

〔8-8〕2 2 cos 2cosWW瞬时传动比：i Wt

d cos22

constan4 〔8-9〕2 1WW随〔〕而变化，∴i1 2 tW只有当Z=Z〔d=d〕,,a〔中心距〕为P的整数倍时，i

constant，由于此状况下、1 2 1 2 t W2变化处处一样。二、动载冲击——链传动的动载荷W〔8-6〕求导，可得：2①加速度从动轮角速度变化引起冲击dWV 12

dv dW

DW2adt

1 2(sin) t

1 1 sin2

〔8-11〕sin——前进加速度

1时：2dW2

d 180 W2Pa

1 1 sin 1W2

1sin 1max

2 2

2 Z 20时，a 0min dW2a

1 1 2

——升降加速度结论：链轮转速〔n〕越高，节距〔力〕〔Z，动载冲击越严峻，噪音越大。1 1VZ，P1、Z〔n〔8-、nr/min，可降低冲击能量：L K∵U=qpn2/——常数 ——每半长质量1 1 pn qp3n2

601000推导：u mV2 qp( )2 C2 2 601000 C Z1u——动载冲击能量还应留意：链节与轮相对速度也引起冲击。②链作直线运动，轮作圆周运动，则进入啮合时产生冲击、动负荷。而且，P↑,n↑→冲击↑③张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突然卸载或超载必消灭惯性冲击，增大了动负荷。§9—6链传动的受力分析的：使松边不致过松，以免影响链条的正常啮合和产生振动，跳齿和脱链。但张紧力比带传动中要小得多。不计动载荷，链传动中主要作用力有：1、工作拉力Fe——作用于主动边1000PV

1000P——〔KW〕 V——链速〔V/m〕2、离心拉力：Fe=q、V2 q——每米链长质量〔kg/m——表8-〕V>7m/s3F〔8-11〕ffFf F maxF,Ff f fFqga2 qga k

qga102〔N〕f 8f 8(f/a) fF(k sin)qa102〔N〕f fb——水平传动〔f/a≤0.02〕K 4——<40°倾角f2——>40°倾角1——垂直K8-11fF——下垂度——两轮中心线与水平面的夹角4、紧边拉力 F=F+F+Fe c f从动力拉力 F=F+Fc fQ——为主从动边拉力之和，略去离心拉力〔对轴压力没有影响〕Q=F+2Fe f

Q≈1.2Fe

§9—7 链传动的失效形式及承载力量一、失效形式各元件的疲乏破坏〔主要指链板、销轴、套筒、滚子〕——正常润滑及速度主要失效形式链节磨损后伸长〔主要是销轴铰链磨损，造成脱链，跳齿反复起制动、反转或受重多冲击载荷时，动载荷大，经屡次冲击、销轴、滚子、套筒最终产生N=10〕胶合〔重载高速〔nL〕——极限转速轮齿过度磨损V<0.6m/s，按静强度设计〕二、链传动的承载力量1〕极限功率曲线，P268，8-12①良好的润滑条件下，由磨损、破坏限定的极限功率曲线；②链板疲乏破坏限定的极限功率曲线；③滚子、套筒冲击疲乏破坏限定的功率曲线；④销轴与套筒胶合限定的极限功率曲线；⑤良好润滑状况下额定功率曲线；——设计时实际使用的功率曲线；⑥润滑不好或工况恶劣的极限功率曲线。较良好的润滑下低得多。2〕A8-13〔先看图再讲〕6试验条件：单列，水平布臵，载荷平稳，Z=19，i=31t=100P, t=15000h ΔP/P≤3% (节距长度增量≤3%)h额定单功率〔单根〕P0当设计的Z、i、t、a等不同时应对P进展修正。取一系列修正系数：小链轮齿数系数K、链长系数K、多排h 0 Z LKK等。P A当润滑不变时：允许的P值要下降。0各种状况当V≤1.5m/s润滑不良时 取〔0.3~0.6〕P0无润滑 取

(30~60%)P01.5<V<7 润滑不良时 取〔0.15~0.30〕P0V>7 润滑不良时 传动不行靠，不宜承受静强度条件为：QS n 7 〔7-17〕K FA 1式中：F——紧边拉力N Q——拉伸极限载荷〔N〕1 nQ=nQ n——排数 Q——单排链的极限拉伸载荷〔N〕表8-1nK8-9A15000h，则按有限寿命进展设计，其允许传递功率可高些，参考设计手册§9-8链传动的设计计算：P，载荷性质，工作条件，nn1 2

ZZ1 2

P，列数，a，润滑方式等。一、链传动的主要参数选择及步骤1、链的节距和排数计算功率 Pca=K.P(KW) (7-19)AK8-9A要求单排链传递功率P0

PcaK KKZ L P

〔7-18〕K8-10Z8-10，KZ，先假设！左侧时——表示为链板疲乏〔主要外板〕当工作点在图8-13曲线顶点右侧时，查表8-10，K”Z右侧时——表示套筒与滚子冲击疲乏2K=1.72〕P P1——链箱疲乏，主要是考虑载荷集中LPn0 1

P图8-13〔160〕APnP当功率大〔CP，V选节距〔〕小，用多排链a，i选节距〔P〕小，用多排链a，i选节距〔P〕大，用单列链2ZZi1 2Z，Z1 1ZZ1〕传动不均性和动负荷增大；2〕P角增大，功率损失增加，链绕进，出轮磨损加剧；3〕PZ，DF〔=2T/D〕↑加速轮与链的破坏tZ2ZZZ2〔Z2更大〕 〔∵P小〕结论：齿数过多，过少均不好，必需限制齿数，两面限制：Z Z 17 8-12V—Z，ZVV1 min 1 1Z iZ Z 120i——Z〔现实〕2 1 2max 1V0.1x Pnn1 2P——传递功率〔-ps〕 n——小轮转速n——大轮转速〔rpm〕1 2i≤6一般i=2~3.5

=10 i过大，链在小轮上包角过小，同时啮合齿数过少，另外Z应取与链节数互为质max数的奇数，一般为Z为奇数1iZ1

1~231~27

3~425~23

5~6 >621~17 173、链节数与中心距——L，aP通常以节距倍数来表示链长LPa0∵a过小〔包角〕LVP下降，但a过大，除不紧凑外，且使链松边抖动。0

=80Pmax当有张紧链装臵时，可选a>80P0a接ii>3a

da1da29imin

min

2 10i≤3时a

da1

da2(30~50)mm2当构造要求给定a时，则按给定计算L〔链节数〕PL LZ1Z2

2a0

Z ( 2

1)2P

〔7-2〕P P 2 P 2 a0 圆整为整数〔最好为偶数〕a”〔实际〕P Za (L

Z1) (L Z2

Z

8(Z2

Z 1)2 〔7-3〕4P 2 P 2 2 为使安装后，松边得到适当的垂度：则a”=aΔ〔Δ≥2p，松边垂度掌握在〔0.01~0.0〕a实Δa——松边长度Δa=〔0.01~0.02〕a〔7-20〕当两轮轴线倾斜>608-16当无张紧装臵，而中心