第9章链传动2015..ppt

1、第9章链传动,9-1链传动的特点及应用,9-2传动链的结构特点,9-6滚子链传动的计算,9-4链传动的运动特性,9-7链传动的布置、张紧和润滑,9-3滚子链链轮的结构和材料,9-5链传动的受力分析,9-1链传动的特点和应用,组成：链轮、环形链条,作用：链条链节与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同向传动。,特点：1.链轮传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；,2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失；,3.结构紧凑；,4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；,5.制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单；,缺点：只能实现同向传动；瞬时转速和瞬时传动比不是常数

2、，传动的平稳性较差；磨损后易出现跳齿；有一定的冲击和噪声，不宜应用于载荷变化大、高速和急速反向的传动中。,工作范围：传动比：i8;,中心距：a56m;,传递功率：P100KW;,圆周速度：v15m/s;,传动效率：0.950.98,9-2传动链的结构特点,一、链条,类型,滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。,齿形链,滚子链,链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性和耐冲击性。,套筒滚子链的剖面结构：,链条的主要参数节距p：,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，所能传递的功率也越大。,结构类型：单排链和多排链。,滚子链已标准化，分为A、B两

3、个系列，常用的是A系列.,双排滚子链,链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。,若链节数为奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。,滚子链的标记：,标记实例：08A-188GB1243.1-83A系列，节距12.7mm,单排，87节,链号,国标号,(一)基本参数及主要尺寸,滚子链链轮的参数,链轮的节距：p-弦长,分度圆直径：,df=d-d1,齿顶圆直径：,齿根圆直径：,只规定了最小和最大齿槽形状及其极限参数，实际齿形介于最大最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿设计具有很大的灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如

4、地进入或推出啮合，并便于加工。,链轮主要尺寸计算公式：,9-3滚子链链轮的结构和材料,链轮的结构,实心式-小直径,孔板式-中等直径,链轮的结构,实心式-小直径,组合式-大直径，齿圈可更换。,孔板式-中等直径,链轮的结构,实心式-小直径,链轮的材料,链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。,材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。,作者：潘存云教授,链由许多刚性链节联接而成，当链与链轮啮合时，链呈折线包在链轮上，形成一个局部正多边形。该正多边形的边长为链节距P，链轮回转一周，

5、链移动的距离为zP，故链的平均速度和平均传动比为：,一、链传动的速度分析,9-4链传动的运动特性,一、链传动的速度分析,链条的平均线速度：,平均传动比为：,分度圆瞬时线速度：,链条的瞬时线速度沿AB方向，,链条进入链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮之间的传动。,其大小为：,9-4链传动的运动特性,在链条垂直方向的分量为：,为相位角：,链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。由此可知，当链轮等速回转时，瞬时链速和顺时传动比都作周期性变化。,变化范围,R11,链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。,链速分量:,同理，对于从动轮，也有：,R11,上式表明，当主动链轮作等速转动时，从动链轮

6、随、的变化作周期性的变速转动。,链传动的瞬时传动比：,链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。链速是变化的，,链传动在工作时，会产生振动和动载荷！,这种特性被称为链传动的多边形效应。,二、链传动的动载荷,链传动中的多边形效应造成链条和从动链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷。,链条前进的加速度引起的动载荷为：,从动链轮的角加速度引起的动载荷为：,n、p、z,则Fd1,冲击力为：,n、p,则相对冲击动载荷,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。,链传动速度的变化，使链条和链轮

7、具有加速度和角加速度，从而产生附加的动载荷；链节进入啮合的瞬间，与轮齿产生冲击；链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，传动的动载荷就越大，冲击也越强烈。,小结,作者：潘存云教授,工作拉力Fe离心拉力Fc悬垂拉力Ff上悬垂点拉力下悬垂点拉力,三。链传动的受力分析,为保证松边垂度不至过大，安装链传动时，应:,适当张紧,悬垂拉力Ff:,Ff=Kfqa10-2N,a-为中心距，,Kf-为垂度系数,F”f=(Ky+sin)qa10-2N,Ff=maxFfF”f,紧边拉力为：,F1=Fe+Fc+FfN,松边拉力为：,F2=Fc+FfN,作者：潘存云教授,9-6滚子链传动的设计计算,一、失效形式,1.链的疲劳

8、破坏:在工作过程中，链条上的各个元件都在变应力作用下工作，经过一定的循环次数后，链板将会因疲劳而断裂；套筒、滚子表面将会因为冲击而产生疲劳点蚀；链条的疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。,2.链条铰链的磨损：铰链中的销轴和套筒既承受较大的压力又存在相对转动，导致铰链磨损。磨损是开式链传动的主要失效形式。铰链磨损后，其结果是链节距增加，链条总长度增加，从而使链的松边垂度发生变化，同时增加了运动的不均匀性和动载荷，引起跳齿。3.链条铰链的胶合：链速较高，铰链收到的冲击增大，铰链中的销轴和套筒在高压下直接接触，同时两者相对转动产生摩擦热，从而导致胶合。胶合在一定程度上限制了链传动的极限转速。4.

9、链条静力拉断：在低速（v0.6m/s）时，如果链条载荷不增加而变形持续增加，即认为链条正在被破坏.导致链条变形持续增加的最小负载将限制链条能够承受的最大载荷。,9-6滚子链传动的设计计算,二、链传动的额定功率,一。极限功率曲线：在润滑良好、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；随着转速增高，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。,二、额定功率曲线为了保证传动的可靠性，常采用额定功率来限制链传动的实际工作能力。,上述功率曲线的特定条件:1.两轮共面;,2.小链轮的齿数z1=19,

10、3.链节数Lp=100,4.载荷平稳;,7.链条因磨损而引起的相对伸长量3%,5.按推荐的润滑方式,6.工作寿命为15000h,单排A系列滚子链的额定功率曲线,作者：潘存云教授,链传动的参数选择,1.链轮齿数Z1和Z2（1）小链轮齿数Z1少，可以减小外廓尺寸；（2）但齿数过少，会增加运动的不均匀性和动载荷；链条在进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大；链传动的圆周力增大，从总体上增加链条和链轮的磨损。,（3）小链轮齿数Z1也不宜取的过大，在传动比给定的情况小，Z2也相应地增大，传动的总体尺寸增大；易发生跳齿和脱链，缩短了链条的使用寿命。,通常z19，而z2114，此外，由于链节数一般为偶数，故

11、链轮齿数最好选用与链节数互质的奇数，以减少同一链节与轮齿周期性啮合的机会，使磨损趋于均匀。,p与d之间的关系：,大链轮的齿数:z2=iz1,链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向齿顶移动。,p一定时:z,d,越容易发生跳齿和脱链现象。,一般取：z2114,一般链节数为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数最好取与链节数互为质数的奇数。,优选数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95,114,传动比：,i6-一般情况下,2i3.5-推荐值,6i10-当v2m/s且载荷平稳时,2.传动比的选择传动比过大时，由于链条在小链轮上的包角过小，将减少啮合齿数，每个轮齿承受的载荷增加，加速轮齿的磨损

12、，因而易出现跳齿或加速齿的磨损。,作者：潘存云教授,4、中心距和链节数,一般取：a=(3050)p,amax=80p,（2）中心距过大，松边垂度过大，传动时造成松边颤动。,（1）中心距过小，单位时间内链条的绕转次数增多，链条屈伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳；中心距小，链条在小链轮上的包角小，每个齿所受的载荷增大，易出现跳齿和脱链,链条节数：,中心距：,计算结果应圆整，并取偶数！,为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。,按带传动公式导出此式,若中心距不能调整，而又没有张紧装置时，应将计算中心距减小25mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。,3、链的节距,2）高速重载时，应选用小节距多排链。,链的节距越大，其承载能力越高，但总体尺寸增大，多变性效应显著，振动、冲击和噪声也严重。,确定节距的原则：,1）为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选用较小节距的单排链；,3）中心距小，传动比大时，应选用小节距多排链。,4）中心距大，传动比小时，应选用大节距单排链。,作者：潘存云教授,滚子链传动的设计计算,1.选择齿数和传动比2.计算当量的单排链的计算功率3.确定链的型号和节距:PcaPc4.计算链节数和中心距5.计算链速和润滑方式6。计算链传动作用在轴上的压轴力,一、链传动的布置,布置原则：1)链传动时链轮一般应布置在铅垂面内，尽可能避免布置在水平或