第四章链传动.

浙江大学专用第四章链传动§4-1链传动的组成、特点和应用§4-2链条和链轮§4-4滚子链传动的失效分析和设计计算§4-3链传动的运动特性和受力分析§4-5链传动的润滑和布置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。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。浙江大学专用组成：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。§4-1链传动的组成、特点和应用浙江大学专用特点：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：i≤8;中心距：a≤5~6m;传递功率：P≤100KW;圆周速度：v≤15m/s;传动效率：η≈0.95~0.98浙江大学专用销轴与外链板铆牢，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。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§13-9链条和链轮一、链条类型滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。齿形链滚子链套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合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。浙江大学专用链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。套筒滚子链的剖面结构：滚子套筒销轴内链板外链板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.pppt双排滚子链浙江大学专用链号08A12.7014.387.95138000.60表13—9A系列滚子链的主要参数节距P排距pt滚子外径d1极限载荷Q(单排)每米长质量q(单排)mmmmmmNkg/m10A15.87518.1110.16218001.0012A19.0522.7811.91311001.0016A25.4029.2915.88556002.6020A31.7535.7619.05867003.8024A38.1045.4422.231246005.6028A44.4548.8725.401690007.5032A50.8058.5528.5822240010.1040A63.5071.5539.6834700016.1048A76.2087.8347.6350040022.60浙江大学专用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。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40m/s）或运动精度要求较高的场合。p直边直边O60˚浙江大学专用Zpd180sin二、链轮标准参数：滚子链链轮的参数齿面圆弧半径：re齿沟圆弧半径：ri齿沟角：ααmin、αmax链轮的节距：p----弦长分度圆直径：αpri360˚Zdf=d-d1齿顶圆直径：Zctgpda18054.0齿根圆直径：各种链轮的实际断面齿形介于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。国标规定最大值和最小值：链轮主要尺寸计算公式：浙江大学专用180˚Z滚子链链轮端面齿形端面齿形：三圆弧一直线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。bdcaa浙江大学专用bg(h)r5gbB2B3ptptr5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。直线指采用标准刀具加工r4浙江大学专用链轮的结构实心式----小直径浙江大学专用孔板式----中等直径链轮的结构实心式----小直径浙江大学专用组合式----大直径，齿圈可更换。孔板式----中等直径链轮的结构实心式----小直径浙江大学专用βsmpnzz/10006060221§13-10链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动分析10006011pnzv1221zznni链条的平均线速度：平均传动比为：ω1βω1分度圆瞬时线速度：链条的瞬时线速度沿AB方向，2111dvAνABcos2111dvxβ为相位角：10101800180zz111min10180cos2180zdvz时，链速最小，当2011maxdv时，链速最大，当链轮每转过一齿，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。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。变化范围其大小为：浙江大学专用链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：sin2111dvy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！βω1βω1νABcos2112dvx对轮2因此由coscos1221,ddi浙江大学专用二、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:βy作用在链上的力有：圆周拉力:离心拉力:悬垂拉力:紧边拉力为：F1=F+Fc+FyN松边拉力为：F2=Fc+FyNF=1000P/vNFc=qv2NFy=KyqgaNq为米长质量a--为中心距，β=90˚Ky=1g--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β=0˚Ky=7β=75˚Ky=2.5β=60˚Ky=4β=30˚Ky=6适当张紧n1n2---有效拉力F2浙江大学专用实际使用区域一、失效形式1.链板疲劳破坏；2.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；5.过载拉断。二、功率曲线图4321极限功率曲线n1P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。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；密封润滑不良其极限功率急剧下降；§4-4滚子链传动的失效分析和设计计算浙江大学专用10152040608010015020040060080010001500200040006000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08A12.710A15.87512A19.0516A25.420A31.7524A38.128A44.4532A50.840A63.548A76.2浙江大学专用上述功率曲线的特定条件:1.两轮共面;2.小链轮的齿数z1=193.链节数Lp=1004.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当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将P0值降低。链速vm/s≤1.5v7而又润滑不当P0降低50%传动不可靠！1.5~725%推荐的润滑方式0.20.30.40.60.812345681020链速v(m/s)50.844.4538.131.7525.419.0515.87512.7链节距p(mm)Ι—人工定期润滑ΙΠ—滴油润滑ΠШ—油浴或飞溅润滑ШⅣ—压力喷油滑润Ⅳ浙江大学专用表13-11修正系数kz和kL小链轮齿数系数Kz位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳）链长系数KL位置位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）表13-12多排链系数kn排数123456Km1.01.72.53.34.04.6三、链传动的计算nLzKKKP00P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：19z11.0819z11.5100Lp0.26100Lp0.5zKKnLK1.计算准则浙江大学专用链传动的设计准则：nLzcKKKPP00P计算功率：Pc=KAP，KA为工作情况系数，P为名义功率。0PKKKPnLzc或：表13-13工作情况系数KA载荷种类载荷平稳1.01.2中等冲击1.31.4较大冲击1.51.7原动机电动机或汽轮机内燃机当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：SFKQA1Q极限载荷，F1是紧边拉力，S是安全系数：S=4~8浙江大学专用∆p与∆d’之间的关系：1)链轮的齿数大链轮的齿数:z2=iz1P+∆p1180sin'zpd得：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：z2≤120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。一般链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数，以使磨损均匀。表13-10小链轮的齿数z1链速vm/s0.63~33~8≥8齿数z1≥17≥21≥25Zpd180sin由：d分度圆直径节距增长量,节圆外移量p2.参数选择浙江大学专用2)链的节距。一般取：a=(30~50)p节距越大，啮合瞬间的冲击也越大。ω-ωp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。根据相对原理，当链轮以ω运动时，链节以－ω进入轮齿而产生冲击。3)中心距a过小→α↓→同时啮合的齿数↓a过大→链条容易抖动。amax=80p链条节数：21221222zzapzzpaLp2122212128224zzzzLzzLpapp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2~5mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。浙江大学专用§13-13链传动的布置和润滑一、链传动的润滑润滑方式1.人工给油；2.油杯滴油；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。i2a30p两轮轴不在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后链条与链轮容易卡死。传动参数正确布置不正确布置说明i2a=(30~50)p两轮轴在同一水平面，紧边在上、在下均能正常工作。表13-14链传动的布置浙江大学专用i、a为任意值两轮轴在同一铅垂面内，下垂量增大会减少下链轮的有效啮合齿数，降低传动能力，为此应采用：1)中心距可调；2)设张紧装置；3)上下两轮错开。传动参数正确布置不正确布置说明i1.5a60p两轮轴在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后松边与紧边相碰，须经常调整中心距。表13-14续浙江大学专用三、张紧装置弹簧力重力调整位置调整位置浙江大学专用