第5章链传动重点

作者：朱理第五章链传动5.1链传动的概述组成：链轮、环形链条作用：链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同向传动。链传动实例作者：朱理第五章链传动特点：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。作者：朱理第五章链传动销轴与外链板铆牢，分别称为内外链板。内外链板构成一个铰链。当链条啮入啮出时，内外链板作相对转动。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5.2滚子链和链轮类型滚子链的组成：销轴、套筒、滚子、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。潘存云教授研制5.2.1滚子链及其结构销轴作者：朱理第五章链传动pppt双排滚子链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.作者：朱理第五章链传动潘存云教授研制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。滚子链的标记：标记实例：08A-1-87GB/T1243—1997A系列，节距12.7mm,单排，87节链号国标号排数链节数过渡链节作者：朱理第五章链传动直边直边O60˚齿形链是由许多齿形链板用铰链连接而成。5.2.2齿形链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。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作者：朱理第五章链传动滚子链链轮的参数riα360˚zp1.基本参数及主要尺寸5.2.3滚子链链轮齿面圆弧半径：re齿沟圆弧半径：ri齿沟角：α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：αmin、αmax链轮的节距：p——弦长分度圆直径：链轮主要尺寸计算公式：sin180pdz齿顶圆直径：a0.54cot180dpz齿根圆直径：df=d-d1作者：朱理第五章链传动180˚z滚子链链轮端面齿形2.链轮齿形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端面齿形：三圆弧一直线bf1bf2bf3ptptr5作者：朱理第五章链传动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作者：朱理第五章链传动组合式——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3.链轮的结构4.链轮的材料链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。作者：朱理第五章链传动β122m/s60601000zzpn5.3.1链传动的运动分析10006011pnzv1221zznni链条的平均线速度：平均传动比为：ω1分度圆瞬时线速度：链条的瞬时线速度沿AB方向，A111vRνxAB11cosxvR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。其大小为：5.3链传动工作情况分析111sinyvR链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：当链条绕过链轮时相当于绕在一多边形上，多边形的边长为链条的节距，边数为链轮齿数。作者：朱理第五章链传动ω1νxAB1z°180βββ为相位角：10101800180zz变化范围:18010时当z:0=β时当链轮每转过一齿，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。111min180coszRvvxx11maxRvvxx0min11yyvv111max11180sinzRvvyy11111180cosxRvRz≤≤11111800sinyvRz≤≤链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。链速分量:11cosxvR111sinyvR作者：朱理第五章链传动同理，对于从动轮，也有：上式表明，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。γcosωRv22x=链传动的瞬时传动比：链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。由于链速是变化的，链传动在工作时，会产生振动和动载荷！只有当z1=z2时，才有:i=1这种特性被称为链传动的运动不均匀性，又称为多边形效应。ω2γγνxCDβcosRγcosRωωi122112==γcosRβcosRωγcosRvω2112x2==作者：朱理第五章链传动速度不均匀系数：mxxvvvminmaxz11413121110987654321051015202530354045δ/(%)链速不均匀系数变化曲线链轮齿数越少，→δ↑，速度波动越明显。动画演示ω1νxAB1z°180ββ作者：朱理第五章链传动tJJdd25.3.2链传动的动载荷链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷。链条前进的加速度引起的动载荷为：c1dmaF从动链轮的角加速度引起的动载荷为：JM2d2180211pzsincos21111RRdtdxcddvat:18010时当z2cmax111180sinaRz11dcosdRtn1(ω1)↑、p↑、z↓,则→Fd1↑→动载荷↑d22d222ddMJFRRt冲击力为：作者：朱理第五章链传动ωωv当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度ω作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。n↑、p↑,则→相对冲击动载荷↑链传动的运动不均匀性：产生的原因：链板为刚性，当链条绕过链轮时相当于绕在一多边形上，即为多边形效应。产生的后果：使传动不稳定，会产生振动和动载荷，瞬时传动比不为常数。是否能避免：对链传动而言运动不均匀性是不可避免的。作者：朱理第五章链传动fn1n2F’fF”fαa5.3.3链传动的受力分析为保证松边垂度不至过大，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:F=1000P/vNFc=qv2NF’f=Kfqa×10-2Nq——米长质量——有效拉力F”f=(Ky+sinα)qa×10-2Na——为中心距，Kf——为垂度系数其值与链轮中心线与水平夹角有关,见下页Ff=[F’fF”f]max作者：朱理第五章链传动潘存云教授研制实际使用区域5.4滚子链传动的设计计算5.4.1链传动的失效形式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。5.4.2链传动额定功率曲线4321极限功率曲线n1P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。密封润滑不良2.设计准则2）对于链速v0.6m/s的低速链传动，采用以防止过载拉断为主要失效形式的静强度设计方法。其极限功率急剧下降；1.极限功率曲线对应每种失效形式，可得出一个极限功率表达式。常用线图表示。1）对于链速v0.6m/s的中、高速链传动，采用以抗疲劳破坏为主的防止多种失效形式的设计方法；作者：朱理第五章链传动上述额定功率曲线的特定条件:1.两轮共面;2.小链轮的齿数z1=19；3.链节数Lp=100;4.载荷平稳;7.链条因磨损而引起的相对伸长量不大于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v/(m/s)≤1.5v7而又润滑不当p0降低30%~60%传动不可靠！1.5~715%~30%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作者：朱理第五章链传动∆p与∆d之间的关系：1.链轮的齿数和传动比大链轮的齿数:z2=iz1p+∆p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。规定zmin=17d分度圆直径节距增长量,节圆外移量5.4.3滚子链传动的设计步骤和方法表10.3小链轮的齿数z1传动比i1~22.5~44.6~6≥7齿数z131~2725~2122~18≥17z1过少→运动不平稳↑；z1过大→结构尺寸和质量↑z180sinpd°=由：z180sinpΔdΔ°=得：p作者：朱理第五章链传动一般链节数为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数最好取与链节数互为质数的奇数。优选数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95,114传动比：i≤6——一般情况下2≤i≤3.5——推荐值6≤i≤10——当v2m/s且载荷平稳时传动比过大时，由于链条在小链轮上的包角过小，将减少啮合齿数，因而易出现跳齿或加速齿的磨损，故应采用二级或二级以上的传动。2.确定计算功率计算功率：Pca=KAP，P为名义传递功率KA为工况系数作者：朱理第五章链传动3.选择链条的节距节距越大，承载能力高，但啮合瞬间的冲击也越大。ωp（2）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。确定节距的原则：（1）为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选用较小节距的单排链；（3）中心距小，传动比大时，应选用小节距多排链。从经济上考虑（4）中心距大，传动比小时，应选用大节距单排链。允许采用的节距可根据功率P0和小链轮转速n1确定。当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正.-ω作者：朱理第五章链传动链条应传递的额定功率P0为：pLzcaKKKPP0KZ——小链轮齿数系数，查表5.7；KL——链长系数，查表5.8；Kp——多排链系数，查表5.9。根据所求出的功率P0和小链轮转速n1由图10.10查得链号,再根据链号由表10.1得到链条节距p。作者：朱理第五章链传动s/m100060pnZv11×=25z,s/m8v21z,s/m8vs/m317z,s/m3~6.0v111≥≥≤≤≥；；=一般要求v≤15m/s,另外应根据计算出的v校核小链轮齿数选择是否合理,若不合理应重新选择Z1重新计算；4.验算链速5.确定链传动的中心距和链条的链节数1）初定中心距a过小→α↓→同时啮合的齿数↓，在相同速度下，循环次数增多，容易疲劳和磨损。a过大→链条容易抖动。作者：朱理第五章链传动一般取：a=(30~50)p2）计算链条的节数amax=80p链条节数：21221p222πzz