链传动

链传动学习要求1、了解滚子链的的结构、规格、基本尺寸和链轮的主要几何尺寸；2、掌握滚子链传动的运动特性；3、掌握滚子链传动的失效形式、设计准则、设计计算方法和参数选取原则；4、掌握链传动的布置方式本章重点滚子链传动的运动特性和参数选取原则链传动的特点一、构成•主动链轮、从动链轮、链、机架二、工作原理•靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力•有中间挠性件的啮合传动特点：链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；效率较高(与带传动相比)需要的张紧力小，作用在轴上的径向压力小，可减少轴承的摩擦损失；(与带传动相比)能在高温，有油污等恶劣环境下工作；制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单。(与齿轮传动相比)缺点：瞬时速度不均匀，造成传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声；无过载保护作用；磨损后易发生跳齿、掉链。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。链类型传动链——一般机械传动，v≤20m/s传动链起重链——提升重物，v≤0.25m/s起重链曳引链——移动重物，v=2~4m/s曳引链1、滚子链的组成内链板外链板套筒销轴滚子传动链的结构特点传动链分为滚子链和齿形链内链板外链板套筒销轴滚子配合状况:内链板、套筒之间—过盈配合外链板、销轴之间—过盈配合套筒与销轴之间—间隙配合(构成铰链，便于内外链板能作相对转动)套筒与滚子之间为间隙配合(滚子沿轮齿滚动减少轮齿磨损)链板形状的特点→8字形，减轻重量，等强度2.滚子链的主要参数：1）节距：滚子链上相邻两销轴中心的距离称为链的节距，以p表示，它是链条的主要参数。节距越大，链条各零件的尺寸越大，所能传递的功率也越大；但重量随之增大4）排数：滚子链可制成单排链和多排链，如右图所示为双排链。排数越多，承载能力越高，但各排链受载不均现象越严重，故排数不宜过多。2)滚子外径d1：决定链轮轮齿齿根部大小3)内链节内宽b1：设计链轮轮齿厚度的重要参数pptb1d13.标准化滚子链已标准化：（表8.9）（A、B两种系列）GB1243.1—97×链号排数链节数标准编号例：08A—1×88GB/T1243－97A系列、节距p=12.7mm，单排，88节链轮的结构和材料一、链轮齿形端面齿形：三圆弧一直线180˚Zbdcaa端面齿形常用三圆弧一直线，采用标准刀具加工（只需给出基本参数齿数z，节距p，分度园直径d）d为链轮的分度园直径d=p/sin(π/z)p轴向齿廓：圆弧+直线bg(h)r5gbB2B3ptptr5单排链轮轴面齿形多排链轮轴面齿形直线r4二、链轮的材料–链轮齿应有足够的强度和耐磨性，故齿面多经热处理。–小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用材料一般优于大链轮。–常用的链轮材料有碳素钢（如Q235、Q275、45、ZG310-570等）、灰铸铁（如HT200）等。重要的链轮可采用合金钢。三、链轮的结构•小直径链轮可制成实心式（整体式）；•中等直径的链轮可制成孔板式；•直径较大的链轮可设计成组合式孔板式链轮组合式链轮整体式链轮∵链轮转一周，链条转过长度为zp∴平均链速：smpnzpnzv/1000601000602211平均传动比：constzznni122112一、链传动的运动特性链传动为啮合传动，但为非共轭齿形，不能保证瞬时传动比不变，只能保持平均传动比不变。链传动的工作情况分析链条绕上链轮时，链节与链轮轮齿啮合后，曲折成正多边形一部分。链条与链轮分度圆在运动中交替呈现相割和相切。整条链：挠性体单个链节：刚性体事实上：ω1=const时，ω2、v是变化的。假设：紧边在传动时总是处于水平位置。sin11Rv—水平分速度,即链速,使链条前进,传递功率。—垂直分速度,使链条上下移动,消耗功率。cos11Rvβ－A点圆周速度与水平速度夹角主动轮：链轮分度圆圆周速度为v1,在某一时刻(位于β角)销轴的圆周速度也为v1：则链的水平、垂直速度分别为A1——链节距对应的中心角，111802z两个特殊位置：21时：111min180coszRv111max180sinzRv0时：111maxvRv0minv2211可见const1时，constvβ变化范围为v,v′的变化范围为→如图：vv、均作周期性变化每转一个链节为周期（重复一次）v——“忽快忽慢”v——“忽上忽下”不平稳、有规律振动。1z↓—21↑—运动不均匀性↑1——链节距对应的中心角，111802z从动轮：cos22Rv2222)1802(22zcos22Rv∵β、γ变化∴ω2变化由coscos1122RRvcoscos1221RRi瞬时后果：1、i瞬时变化；2、链速不均匀。链传动的传动比变化与链条绕在链轮上的多边形特征有关，故称为链传动的多边形效应二、链传动的动载荷主要原因有四点：1、由于v、ω2周期性变化附加动载荷链的加速度：sinsin21111RdtdRdtdva21时：2180sin2sin2112111211maxpzRRap↑z1↓a↑动载荷↑可见：n1↑—ω1↑2、链条的垂直分速度v周期性变化（大小、方向）链条横向振动。（上下抖动）→动载荷3、链条进入链轮瞬间，链节和轮齿以一定相对速度啮合，产生冲击可见：q↑p↑n↑—↑Ek为↓Ek—→↓p，n＜nlim。4、由于链张紧不好、链条松弛——在起动、制动、载荷变化等情况下——惯性冲击cnqpEk23常数冲击动能：**链的节距越大，多边形效应越严重**链轮转速越高，多边形效应越严重小结2:降低动载荷的措施：(1)n1nlim；(2)链传动尽量放在低速级；(3)选用小p，多z的链传动。小结3:链传动的运动不均匀性和动载荷是链传动的固有特性。小结1:链传动中主要作用力有：1、工作拉力VPFe10002、离心拉力Fc=qv24、悬垂拉力),max('''fffFFF3、紧边拉力F=Fe+Fc+Ff松边拉力F’=Fc+Ff三、链传动的受力分析2'10qaKFff2''10)sin(qaKFffa—链传动的中心距，mmKf—垂度系数注意：1）链传动紧边布置与带传动相反。2）张紧力：带传动张紧力决定传动工作能力；链传动张紧力不决定工作能力，3）因张紧力小，压轴力比带传动小。控制松边垂度,而是防止脱链、跳齿链传动的设计计算一、失效形式1）链的疲劳破坏2）铰链的磨损3）链条铰链的胶合4）链的静力拉断（正常润滑条件下）（中、高速条件下）（开式，环境条件恶劣或润滑不良）（低速重载或严重过载）二、额定功率实验条件：单列,水平布置,载荷平稳,Z1=19,i=3,th=15000h,ΔP/P≤3%工作条件下要对额定功率进行修正，考虑的因素有：工作情况、主动链轮轮齿数、链传动的排数三、链传动的参数选择1、传动比ia一定时，i↑—α1↓—同时啮合齿数少—每个轮齿承载↑磨损↑—跳齿、脱链∴821nni，通常：α1≥120°，i=2~3.52、链轮齿数1）不宜过少z↓1maxmin180coszvv—↑运动不均匀性、↑动载荷111max180sinzRv—↑垂直分速度，↑功率消耗z↓，同时啮合齿数↓，磨损↑z↓，链节间相对转角↑，↑功率消耗∴限制zminp+Δppφd+Δdd2）不宜过多z1↑—→(i给定)z2↑─→d+Δd↑—→跳齿、脱链↑—→寿命↓磨损由于：zpd180sin磨损后：p—→p+Δpzppdd180sin即：zpd180sin当Δp相同时：z↑—Δd↑—链节外移(爬齿)↑—脱链可能性↑∴zmax=1503）均匀磨损Lp为偶数—→链轮齿数应采用与Lp互质的奇数。3、链节距pp↑链传动尺寸↑—承载能力↑运动不均匀性↑、动载↑、振动噪音↑∴尽量采用小节距链条。重载、a小、i大：小节距、多排链；v小、a大、i小：大节距、单排链；一般4、中心距和链长v一定：a↓—Lp↓—屈伸次数↑—磨损↑d一定：a↓—α1↓—同时啮合齿数↓—磨损↑a↑↑—松边上下颤动，传动不平稳。推荐a=（30~50）pamax=80pa↓四、链传动的设计计算已知数据：P、n1、n2（i12）、传动位置要求及工作条件（原动机种类、载荷性质、传动用途等）设计内容：1）选择链条：链号（p、d1)、链长度、排数；2）传动中心距；3）链轮结构设计：材料、热处理；结构形式、结构尺寸、主要参数（z1、z2、d1、d2)；4）润滑方式及张紧。•设计步骤：–①选择链轮齿数z1和z2；–②确定计算功率Pc；Pc＝KAP–③选择链号(确定链节距p)；–④计算链传动实际中心距a和链节数Lp；–⑤验算链速v，必须符合已知或假定的链速，否则应重新设计；–⑥选择润滑方式；–⑦计算链传动的压轴力FQ=（1.2～1.3）F–⑧链轮结构设计。链传动的布置、润滑与防护一、链传动的润滑•链传动的润滑至关重要。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。1.润滑方式的选取：二、链传动的布置：1.链轮必须布置在铅垂平面内，两链轮共面2.一般紧边在上，松边在下。3、两轮中心线最好水平，或与水平面≤45°夹角，尽量避免垂直布置；i2～3a30p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i=2～3a=(30~50)p两轮轴在同一水平面，紧边在上、在下均能正常工作，但最好在上链传动的布置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。表续三、张紧：张紧不取决于工作能力，而由松边垂度大小决定最常见方法是移动链轮以增大中心距。若中心距不可调，可采用张紧轮，或压板、托板张紧