第四章　链传动

1、第四章链传动带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动链传动的组成、特点和相应比，用它们具有结构简单，成本低廉等优点。链条和链轮链传动的运动特性和受力分析滚子链传动的失效分析和设计计算4-14-24-34-4链传动的润滑和布置4-5浙江大学专用链传动的组成、特点和应用4-1组成：链轮、环形链条作用：靠链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同向传动。浙江大学专用特点：与带传动相比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

2、工作；与传齿轮动相比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： 瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声。应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。浙江大学专用工作范围：传动比：中心距：i 8;a 56 m;传递功率： P 100 KW;圆周速度： v 15 m/s;传动效率： 0.950.98 浙江大学专用链条和链轮13-9一、 链条滚子链齿形链类型滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合内链板紧压在套筒两端，称为内链节 。销轴与外链板铆牢，分别称为内外链节。内外链节构成一个铰链。当链条

3、啮入啮出时，内外链节作相对转动。同时滚子沿链轮链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均做成8字形，以减轻重量，并保持各横截面的强度大致相等销轴滚子套筒内链板外链板浙江大学专用套筒滚子链的剖面结构：外链板内链板销轴套筒滚子链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。浙江大学专用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两个系列，常用的是A系列.pp双排滚子链浙江大学专用pt表139A系列滚子链的主要参数浙江大学专用链 号节距P mm排距ptmm滚子外径d1

4、mm极限载荷Q(单排)N每米长质量q(单排) kg/m08A10A12A16A20A24A28A32A40A48A12.7015.87519.0525.4031.7538.1044.4550.8063.5076.2014.3818.1122.7829.2935.7645.4448.8758.5571.5587.837.9510.1611.9115.8819.0522.2325.4028.5839.6847.6313800218003110055600867001246001690002224003470005004000.601.001.002.603.805.607.5010.1016.10

5、22.60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。过渡链节浙江大学专用齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高。缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。应用场合：多应用于高速（链速可达40 精度要求较高的场合。pm/s）或运动直边直齿形链板的两侧是直边，工作时链板的侧边与链轮齿廓相啮合。链板的成形孔内装入棱柱， 两棱柱相互滚动，可减小摩擦和磨损。浙江大学专用O60边链轮二、各种链轮的实际断面齿形介于

6、最大最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计具有很大的灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如地进入或推出啮合，并便于加工。标准参数：齿面圆弧半径：re齿沟圆弧半径： ri国标规定最大值和最小值：min、max齿沟角：链轮的节距：p弦长链轮主要尺寸计算公式：分度圆直径：pri360Z 齿顶圆直径：df=d-d1滚子链链轮的参数齿根圆直径：浙江大学专用da=p(0.54 + ctg180Z )d=psin 180Z这种三圆弧一直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围，且具有较好的啮合性能，并便于加工。端面齿形：三圆弧一直线dc baa180 Z 滚子链链轮端面齿形浙江大学专用轴面齿形：圆弧+直线便于进入

7、或退出啮合bB3gB2br5r5直线ptpt单排链轮轴面齿形多排链轮轴面齿形指采用标准刀具加工零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。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。浙江大学专用(h)gr4实心式小直径链轮的结构浙江大学专用实心式小直径孔板式中等直径链轮的结构浙江大学专用实心式小直径孔板式中等直径组合式大直径，齿圈可更换。链轮的结构浙江大学专用z160：链传动的运动分析和受力分析13-10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。一、链传动的运动分析z1 pn1z2 pn2链条的平均线速度：v =m / s60

8、 100060 1000n1z2BA平均传动比为 ：i =n2z1 d1w11分度圆瞬时线速度v=A12链条的瞬时线速度沿AB方向，d1w1其大小为：vcos b=x11218001800为相位角变化范围-+0z1z1= d1w1当b = 0时，链速最大， vmax2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。d w1801800当b = =时，链速最小， v 112cosminzz11浙江大学专用链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：BA1也作周期性变化，从而使链条上下抖动。由于链速是变化的， 链传动在工作时，产生振动和动载荷！对

9、轮21因此由浙江大学专用i, = w1 = d2 cosgw2d1 cos bv= d1w1 cosgx 22v= d1w1 sin by12二、链传动的受力分析为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应:适当张紧作用在链上的力有：圆周拉力:离心拉力:悬垂拉力:-有效拉力F = 1000P/ vNq为米长质量Fc= qv2NNF =K qgayya-为中心距， g- 为重力加速度，Ky为下垂量y=0.02a时的垂度系数。其值与链轮中心线与水平夹角有关=60 Ky= 4=30 Ky= 6=0 Ky= 7=75 Ky= 2.5=90 Ky= 1n2紧边拉力为：F1 = F + Fc + Fy松边

10、拉力为：Nn1yF2 =Fc + FyNF2浙江大学专用滚子链传动的失效分析和设计计算4-4一、失效形式P实际使用区域1.链板疲劳破坏；22. 滚子、套筒的冲击疲劳破坏；3. 销轴与套筒铰链的胶合；4. 链条铰链磨损； 密封润滑不良1345.过载拉断。二、功率曲线图n1其极限功率急剧下降；对应每种失效形式，可得出一个极限功率表达式。常用线图表示。极限功率曲线曲线1-正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；曲线2-链板疲劳强度限定的极限功率；曲线3-滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率； 曲线4-铰链胶合限定的极限功率；其极限功率急剧下降；浙江大学专用300200150100806040功

11、率p0(kw)单排A系列滚子链的功率曲线20151086421.510.80.60.40.20.150.110152080150 200400600100060004010020001500604000800小链轮转速n (r/min)1浙江大学专用链号节距08A12.710A15.87512A19.0516A25.420A31.7524A38.128A44.4532A50.840A63.548A76.2上述功率曲线的特定条件:2. 小链轮的齿数z1=19 3. 链节数 Lp=1001.两轮共面;6. 工作寿命为15000 h4.载荷平稳; 5. 按推荐的润滑方式7. 链条因磨损而引起的相对伸

12、长量3%油浴或压力喷油滑润人工定期润滑滴油润滑飞溅润滑12.715.87519.0525.4链节距p(mm) 31.7538.144.4550.820836104510.20.30.60.820.4链速v(m/s)推荐的润滑方式当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将P0值降低。浙江大学专用链速 vm/s1.51.5 7v7 而又润滑不当P0降低50%25%传动不可靠！KzKnKL三、链传动的计算1.计算准则当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正：许用功率：P0 = P0KzKLKn表 13-11修正系数kz和kL表 13-12多排链系数kn排数123456Km浙江大学专用1.0

13、1.72.53.34.04.6位置位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳）位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）小链轮齿数系数Kzz11.0819z11.519链长系数KLLp0.26100Lp0.5100 P0 = P0 Kz KLKn链传动的设计准则： Pc计算功率：Pc=，KA为工作情况系数，P为名义功率。表 13-13工作情况系数KA当v 0.6m/s时，链条的主要失效形式是拉断，设计时需验算静力强度安全系数：Q极浙江大学专用限载荷，F1是紧边拉力，S是安全系数：S=48Q S KA F1载 荷 种 类原动机电动机或汽轮机内 燃 机载 荷 平 稳1.01.2中 等冲 击1.31.4较 大

14、 冲 击1.51.7KAP或：Pc P KKK0zLn2.参数选择1)链轮的齿数因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。表 13-10 小链轮的齿数z1P+p大链轮的齿数: z=i z链条铰链磨损后，节距将边21长，链轮节圆将向齿顶移动。节距增长量 , 节圆外移量p与d 之间的关系：d分度圆直径pp一定时:z d 越容易发生跳齿和脱链现象。一般取： z2 120一般链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数，以使磨损均匀。浙江大学专用由：d =p得：Dd =Dpsin 180Zsin 180 z1链速 vm/s0.63338 8齿数z1 17 21 25p-2)链的节距。链的节距越大，其

15、承载能力越高。根据相对原理，当链轮以运动时，链节以进入轮齿而产生冲击。节距越大，啮合瞬间的冲击也越大。高速重载时，应选用小节距多排链。3)中心距aa同时啮合的齿数过小过大链条容易抖动。一般取： a=(3050)pamax= 80p链条节数：按带传动公式导出此式计算结果应圆整，并取偶数！中心距：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。浙江大学若专中用心距不能调整，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。p z+ zz+ z2 z- z2 a = Lp - 12 + Lp - 12 - 8 21 4 222paz+ zp z- z2Lp = 2+ 12 + 21 p2a 2p链传动的布置和润滑13-13一、 链传动的润滑1. 人工给油；2. 油杯滴油；润滑方式3. 油浴润滑、飞溅给油；4. 用油泵强制润滑和冷却。润滑油牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN48环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取低的。甩油环浙江大学专用二、 链传动的布置布置原则：链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方。表13-14链传动的布置传动参数正确布置不正确布置说明两轮轴在同一水平面，紧边在上在下均能正常工作。i2a =(3050)