链传动机械

§-1链传动的特点及应用§-2传动链的结构特点§-5滚子链传动的设计计算§-4链传动的工作情况分析§-6链传动的布置、张紧、润滑与防护§-3滚子链链轮的结构和材料链传动链传动是具有中间挠性元件的啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的特点，学习时要注意与带传动和齿轮传动作对比分析。本章学习的基本要求：（一）熟练掌握的内容1）对链传动的运动不均匀性和动载荷有明确的概念；2）掌握滚子链传动的设计计算方法。（二）一般了解的内容1）带传动的工作原理、特点和应用；2）滚子链的结构和标准；3）链传动的布置、张紧及润滑。本章的重点：1）链传动的运动不均匀性（即多边形效应）产生的原因和链传动的失效形式；2）滚子链传动的设计计算方法及主要参数的选择。潘存云教授研制§-1链传动的特点及应用组成：主、从动链轮、环形链条作用：链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同向传动。链传动是属于带有中间挠性元件的啮合传动。2.作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失；5.制造和安装精度要求较低；成本低廉；6.远距离传动时，其结构轻便。特点：与带传动相比：1.平均传动比准确，传动效率较高；与齿轮传动相比：4.能在高温和潮湿的环境下工作。3.整体尺寸较小，结构较为紧凑；§-1链传动的特点及应用主要缺点：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。1.瞬时传动比不是恒定的常数，传动平稳性较差；2.工作时有噪声；3.只能实现两平行轴间链轮的同向传动；4.磨损后易发生跳齿。§-1链传动的特点及应用传递功率：P≤100KW;圆周速度：v≤15m/s;传动效率：η≈0.95~0.98链条的类型:工作范围：传动比：i≤8；传动链输送链起重链齿形链滚子链按用途不同：§-1链传动的特点及应用---常用于传动系统中的低速级应用实例：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。§-2传动链的结构特点组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板销轴滚子外链板套筒内链板内链板紧压在套筒两端，称为内链节。(一)滚子链套筒滚子链的剖面结构：滚子套筒销轴内链板外链板§-2传动链的结构特点链条的主要参数——节距p：节距p：p↑，链条各零件尺寸↑，所能传递的功率↑pppt双排滚子链§-2传动链的结构特点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。过渡链节§-2传动链的结构特点表-1滚子链规格和主要参数48A76.2087.8347.6347.3523.8072.39500.422.60链号08A12.7014.387.957.853.9612.0713.80.60节距P排距pt滚子链节销轴链板极限载荷米长质量外径d1内宽b1直径d2高度h2Q(单排)q(单排)mmmmmmmmmmmmKNkg/m10A15.87518.1110.169.405.0815.0921.81.0012A19.0522.7811.9112.575.9418.0831.11.5016A25.4029.2915.8815.757.9224.1355.62.6020A31.7535.7619.0518.909.5330.1886.73.8024A38.1045.4422.2325.2211.1036.20124.65.6028A44.4548.8725.4025.2212.7042.24169.07.5032A50.8058.5528.5831.5514.2748.26222.410.1040A63.5071.5539.6837.8519.8460.33347.016.1006B9.52510.246.355.723.288.268.90.4005B8.005.645.003.002.317.114.40.1808B12.7013.928.517.754.4511.8117.80.70链号数×25.4／16=节距值滚子链已标准化，分A、B两个系列，常用A系列滚子链的标记：标记实例：08A—1—88GB/T1243—1997链号标准编号整链链节数—§-2传动链的结构特点排数—A系列，节距12.7mm，单排，88节的滚子链(二)齿形链优点：传动平稳、噪声小、承受冲击性能好，效率高，工作可靠。缺点：结构复杂、难于制造，价格较贵、比较重。应用场合：常用于高速（链速可达40m/s）或运动精度要求较高的场合。p直边直边O60˚----由一组齿形链板铰接而成(一)链轮齿形§-3滚子链链轮的结构和材料riα360˚Zp滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合。国标GB/T1243-1997规定了最小和最大齿槽形状及其极限参数。齿侧圆弧半径：re滚子定位圆弧半径：ri滚子定位角：α(二)链轮的基本参数和主要尺寸链轮基本参数:配用链条的节距p，套筒的最大外径d1，排距pt齿数z链轮的主要尺寸和计算公式见表9-3和表9-4§-3滚子链链轮的结构和材料riα360˚Zp表-4滚子链链轮轴向齿廓尺寸齿侧倒角baba=0.13p齿侧半径rxrx=p名称代号计算公式备注齿宽双排、三排bn0.91b10.93b1单排0.93b10.95b1齿全宽bfnbfn=(n-1)pt+bf1p≤12.7p＞12.7P＞12.7时，经使用者同意，也可以使用p≤12.7时的齿宽。b1为内链节内宽。n---排数bf1bf2bf3ptptrabf1bf2bf3ptptra滚子链轮轴面齿形：圆弧+直线便于进入或退出啮合单排链轮轴面齿形多排链轮轴面齿形零件工作图：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。指采用标准刀具加工bf1ba(h)raba直线rx（三）链轮的结构实心式----小直径§-3滚子链链轮的结构和材料孔板式----中等直径实心式----小直径§-3滚子链链轮的结构和材料（三）链轮的结构组合式----大直径，齿圈可更换。孔板式----中等直径实心式----小直径（三）链轮的结构（四）链轮的材料链轮轮齿要具有足够的耐磨性和强度。由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮多，所受的冲击也较大，故小链轮常采用较好的材料制造。材料热处理热处理后硬度应用范围15、2050~60HRCZ25，有冲击载荷的主从动轮35正火160~200HBS在正常工作条件下，齿数25的链轮40、50、ZG310-570淬火、回火40~50HRC无剧烈振动及冲击的链轮15Cr、20Cr50~60HRC渗碳、淬火、回火有动载荷及传递角大功率的重要链轮Z25Q235、Q23735SiMn、焊接后退火140HBS中等速度、传递较大功率的链轮35SiMn、40Cr35CrMo淬火、回火40~50HRC使用优质链条、重要的链轮灰铸铁(HT150以上)淬火、回火260~280HBSZ50的从动链轮渗碳、淬火、回火功率小于6KW、速度较高、要求传动平稳和噪声小的链轮夹布胶木smpnz/10006022（一）链传动的运动特性10006011pnzv1221zznni链条的平均线速度：平均传动比：销轴A的圆周速度：111Rv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。§-4链传动的工作情况分析ABω11.平均传动比2.瞬时传动比ω1νxABβνy1销轴A的圆周速度：111Rv2.瞬时传动比沿着链条前进方向的水平分速度：cos11Rvxsin111Rvy作上下运动的垂直分速度：销轴圆周速度的水平分量即是链条速度β----啮入过程中，链节铰链A在主动轮上的相位角β（一）链传动的运动特性ω1νxABβνy1cos11Rvxsin111Rvyβ----铰链A在主动轮上的相位角βpφ1=10101800180zzφ12=φ12β从-到+φ12之间变化ω1νxABβνy1cos11Rvxsin111Rvyβ----铰链A在主动轮上的相位角β10101800180zz:18010时当z111min180coszRvvxx:0时当11maxRvvxx可见，每转过一个链节，链速的变化就重复一次，p↑、z↓,β角的变化范围就越大，链速的变化也就越大。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，瞬时链速和瞬时传动比都作周期性变化。ω1νxABβνy1cos11Rvxsin111Rvyβ----铰链A在主动轮上的相位角β10101800180zz:18010时当z111min180coszRvvxx111max11180sinzRvvyy:0时当11maxRvvxx0min11yyvv同理，νx表明：当主动链轮作等速转动时，从动链轮随γ、β的变化作周期性的变速转动。cos222xvRvcos22Rvx链传动的瞬时传动比：coscos1221RRiγ±铰链在从动链轮上的位置角γ的变化范围：coscos211RRω2νx链传动的瞬时传动比：γω2ω1νxAββcoscos1221RRi只有当β=γ时，瞬时传动比i=常数即：只有当Z1=Z2（R1=R2），且a=kp时，才有:i=1----链传动的多边形效应由于链节以折线形式绕在链轮上，链呈多边形运动，使得链条的速度和瞬时传动比发生周期性的变化，造成了传动的不平稳，这是链传动的固有特性。综上所述：（一）链传动的运动特性§-4链传动的工作情况分析（二）链传动的动载荷多边形效应1.链速变化引起的惯性力：c1dmaF221psinsin21111RdtdRdtdvaxc:18010时当z1211max180sinzRaccos11Rdtd§-4链传动的工作情况分析链条从动链轮作周期性的变速运动惯性力及动载荷221p:18010时当z1211max180sinzRacR1pO由图可得:11180sin2zRp§-4链传动的工作情况分析2.从动链轮的角加速度引起的惯性力：n↑、p↑、z↓,→Fd↑tRJFdd222dJ----从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量，kg.m2式中：可见：3.链条沿垂直方向作变速运动，引起链条横向振动。→也产生一定的动载荷（二）链传动的动载荷§-4链传动的工作情况分析ωvn↑、p↑,→相对冲击动载荷↑ω4.链节与链轮轮齿啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷。§-4链传动的工作情况分析为保证松边垂度不至过大，安装时链条应:f适当张紧n1n2F’fF”fa紧力拉力：F1=Fe+Fc+Ff松边拉力：F2=Fc+Ff有效圆周力:离心拉力:悬垂拉力Ff:Fe=1000P/vNFc=qv2NF’f=Kfqa×10-2Nq为链条米长质量F”f=(Kf+sinα)qa×10-2N（三）链传动的受力分析§-4链传动的工作情况分析§-5滚子链传动的设计计算（一）链传动的失效形式1.链板的疲劳破坏2.链条铰链的磨损3.链条铰链的胶合（高速传动）4.链条的静力破坏（低速重载的传动）实际使用区域（二）链传动的额定功率321极限功率曲线n1P曲线1—由链板疲劳强度限定的极限功率；曲线2—由滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；曲线3—由销轴和套筒的胶合限定的极限功率；1.极限功率曲线2.额定功率曲线---图9-1110152040608010015020040060080010001500200040006000小链轮转速n1(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率p0(kw)单排A系列滚子链的功率曲线链号节距08A12.710A15.87512A19.0516A25.420A31.7524