机械设计链传动（PPT61页)

1链传动链传动的特点及应用传动链的结构特点滚子链链轮的结构和材料链传动的工作情况分析滚子链传动的设计计算链传动的布置、张紧与润滑2链传动重点内容链传动的运动特性分析链传动设计中参数的合理选择3链传动的特点及应用挠性传动；链轮轮齿与链条链节之间啮合。4链传动的特点及应用5链传动的特点及应用链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，传动效率较高；封闭式链传动传动效率η=0.95~0.98；压轴力较小；传递功率大，过载能力强；能在低速重载下较好工作；能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。缺点是：瞬时链速和瞬时传动比不为常数，工作中有冲击和噪声。6链传动的特点及应用按用途链可分为传动链、起重链和曳引链。起重链在起重机械中提升重物（v≤0.25m/s）曳引链在运输机械中移动重物（v≤2~4m/s）7传动链的结构特点传动链用于传递运动和动力，v≤20m/s；P≤100kW；i≤8；一般i=2~3；η=0.95~0.98。传动链的类型主要有套筒滚子链和齿形链。齿形链比套筒滚子链工作平稳、噪声小，承受冲击载荷能力强，但结构较复杂，成本较高。套筒滚子链的应用最为广泛。8传动链的结构特点9传动链的结构特点滚子链的结构由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。销轴3与外链板2、套筒4与内链板1分别用过盈配合联接。而销轴与套筒、滚子与套筒之间则为间隙配合，所以，当链条与链轮轮齿啮合时，滚子与轮齿间基本上为滚动摩擦。套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。链板一般做成8字形，以使各截面接近等强度，并可减轻重量和运动时的惯性。10传动链的结构特点11传动链的结构特点滚子链的标记方法为：链号—排数—整链链节数，标准编号。16A—1—80GB1243—1997，即为按本标准制造的A系列、节距25.4mm、单排、80节的滚子链。12传动链的结构特点除了接头链节外，各链节都是不可分离的。链的长度用链节数表示。为了使链条连成环形时，正好是外链板与内链板相连接，链节数最好为偶数。13传动链的结构特点齿形链的组成14滚子链链轮的结构和材料三圆弧一直线aaabcdbc15滚子链链轮的结构和材料16滚子链链轮的结构和材料17滚子链链轮的结构和材料1819链传动的平均速度与平均传动比链绕在链轮上，链条曲折成正多边形的一部分。边长为链条的节距p，边数等于链轮齿数z。链轮每转一转，随之转过的链长为zp，故链的平均速度v为：链传动的平均传动比为：i≈z2/z1。smpnzpnzv/1000601000602211链传动运动特性20链传动的运动特性链传动的运动不均匀性链轮转动时，绕在其上的链条的销轴轴心沿链轮节圆(半径为R1)运动。21链传动的运动特性设链轮以角速度ω1转动时，该链轮的销轴轴心A作等速圆周运动，其圆周速度v1=R1ω1。为了便于分析，设链在转动时主动边始终处于水平位置。v1可分解为沿链条前进方向的水平分速度v和上下垂直运动的分速度v‘，其值分别为：v=v1cosβ=R1ω1cosβv＇=v1sinβ=R1ω1sinβ•式中β是A点处圆周速度与水平线的夹角。22链传动的运动特性链条的每一链节在主动链轮上对应中心角为φ1(φ=360°/z1)，则β角的变化范围为(-φ1/2~φ1/2)。当β=±φ1/2时，链速最小，vmin=R1ω1cos(φ1/2)；当β=0时，链速最大，vmax=R1ω1。23链传动的运动特性主动链轮作等速回转时，链条前进的瞬时速度v周期性的由小变大，又由大变小，每转过一个节距就变化一次。与此同时，v＇的大小也在周期性的变化，使链节以减速上升，然后以加速下降。24链传动的运动特性设从动轮角速度为ω2，圆周速度为v2，由图知:又因v1=R1ω1，而有所以瞬时传动比为：coscos1221RRi2212coscoscosRvvv2211coscosRR25链传动的运动特性随着β角和γ角的不断变化，链传动的瞬时传动比也是不断变化的。当主动链轮以等角速度回转时，从动链轮的角速度将周期性地变化。只有在z1=z2，且传动的中心距恰为节距p的整数倍时，传动比才可能在啮合过程中保持不变，恒为1。由上面分析可知，链轮齿数z越小，链条节距p越大，链传动的运动不均匀性严重。26链传动动载荷链水平速度与从动轮角速度的周期性变化引起附加动载荷sindd211Rtva2180sin2sin212111211maxpzRRa27链传动动载荷从动链轮的角加速度引起的动载荷dtRJdFd22228链传动动载荷链节与链轮之间的冲击29链传动动载荷链轮转速愈高链节距愈大链轮齿数愈少引起动载荷愈大30受力分析工作拉力离心拉力垂度拉力3132滚子链传动的设计计算根据链速不同分为一般与低速两种情况：一般(v≥0.6m/s)的链传动按功率曲线设计计算低速(v0.6m/s)链传动按静强度设计计算33失效形式链的疲劳破坏由于链在运动过程中所受的载荷不断变化，因而链在变应力状态下工作，经过一定的循环次数后，链板会产生疲劳断裂或滚子表面会产生疲劳点蚀和疲劳裂纹。在润滑条件良好和设计安装正确的情况下，疲劳强度是决定链传动工作能力的主要因素。34失效形式链条铰链磨损链节在进入啮合和退出啮合时，销轴与套筒之间存在相对滑动，在不能保证充分润滑的条件下，将引起铰链的磨损。磨损导致链轮节距增加，链与链轮的啮合点外移，最终将产生跳齿或脱链而使传动失效35失效形式链条铰链胶合由于套筒和销轴间存在相对运动，在变载荷的作用下，润滑油膜难以形成，当转速很高时，使套筒与销轴间发生金属直接接触而产生很大摩擦力，其产生的热量导致套筒与销轴的胶合。在这种情况下，或者销轴被剪断，或者套筒、销轴与链板的过盈配合松动，从而造成链传动的失效。36失效形式链条静力拉断在低速重载的传动中或者链受突然很大的过载时，链条静力拉断承载能力受到链元件的静拉力强度的限制。37额定功率曲线3839额定功率曲线常用滚子链的额定功率曲线，是在特定条件下由实验得到的。特定条件是指：z1=19；L=100p；单排链；两链轮安装在平行的水平轴上，两链轮共面；载荷平稳；按照推荐的润滑方式润滑；工作寿命为15000小时；链因磨损而引起的相对伸长量不超过3％。4041额定功率曲线[P]=P0KZKLKP42强度条件0PKKKPKKKKPPLZAPLZc43滚子链传动的计算链节距和排数链节距的大小直接决定了链的尺寸、重量和承载能力，而且也影响链传动的运动不均匀性(也称多边形效应)，产生冲击、振动和噪声。设计时应尽量选用较小的链节距。高速重载时，宜用小节距多排链；低速重载时，宜用大节距排数较少的链。44滚子链传动的计算链轮齿数的选择若小链轮齿数过少，运动速度的不均匀性和动载荷都会很大；链节在进入和退出啮合时，相对转角增大，磨损增加，冲击和功率损耗也增大。45滚子链传动的计算小链轮齿数如选得太大，大链轮齿数z2则将更大，除了增大传动尺寸和重量外，也会因链条节距的伸长而发生脱链，导致降低使用寿命。从动轮齿数z2=iz，通常z2max=120。46滚子链传动的计算链节数与中心距过小，加快链的磨损过大，松边上下颤动，传动不平稳推荐a=30~50p(80p)47滚子链传动的计算484950选择与填空1与带传动相比较，链传动的主要特点之一是_______。（1）缓冲减振（2）过载保护（3）无打滑51选择与填空2滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组成，其________________之间、______________之间分别为过盈联接，而___________之间、__________之间分别为间隙配合。52选择与填空3链条的磨损主要发生在______________的接触面上。4多排链的排数不宜过多，这主要是因为排数过多则_______。（1）给安装带来困难（2）各排链受力不均严重（3）链传动的轴向尺寸过大（4）链的质量过大53选择与填空5链传动的主要失效形式有_____________________________________________四种。在润滑良好、中等速度的链传动中，其承载能力主要取决于______________。54分析与思考6为什么在自行车中一般都采用链传动，而不用带传动？7齿形链为什么没有内导板或外导板？8对链轮材料的基本要求是什么？大、小链轮的硬度要求有何不同？9为什么链传动的平均传动比是常数，而在一般情况下瞬时传动比不是常数？55分析与思考10影响链传动运动不均匀性的因素有哪些？如何影响？11为了提高链传动的运动均匀性和减小动载荷，在满足强度要求的条件下，在设计上应采用什么措施？12链传动的额定功率曲线是在什么条件下得到的？当所设计的链传动与上述条件不符合时，要进行哪些项目的修正？56分析与思考13若只考虑链条铰链的磨损，脱链通常发生在哪个链轮上？为什么？14为什么小链轮齿数不宜过多或过少？15试分析链节距过大或过小对传动有何影响。16链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？57分析与思考17什么情况下按功率曲线来选择链条？什么情况下按静强度计算来选择链条？58分析与思考18有一链传动，z1=25，z2＝75，n1=900r／min。现由于工作需要，拟将从动轮转速降低到n2=200r／min（允许误差为士3％），试问：（1）若从动轮齿数及其它各条件不变，应将主动轮齿数减小到多少？此时链条所能传递的功率将是原来的多少倍？（2）若主动轮齿数及其它各条件不变，应将从动轮齿数增大到多少？此时链条所能传递的功率将是原来的多少倍？（3）上述两种方案中，哪种方案比较合适？为什么？注：上述两种方案中，因换大、小链轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略。59设计计算19滚子链传动传递的功率P=8.5kW，工况系数KA=1.2，主动链轮转速n1=960r/min，齿数z1=21，从动链轮转速n2=330r／min，中心距a≤600mm，链节距p=12.7mm，试计算需要几排链。60设计计算20单排滚子链传动，主动链轮转速n1=600r／min，齿数z1=21，从动链轮齿数z2=105，中心距a=910mm，该链的节距p=25.4mm，工况系数调KA=1.2，求链所能传递的功率P。61设计计算21设计一输送装置用的链传动。已知传递的功率P=16.8kW，主动轮转速n1=960r/min，传动比i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距a≤800mm，水平布置。