第八章链传动.ppt

单击此处编辑母版标题样式,特别申明：本电子教案中所有素材的版权归原创作者国防科技大学潘存云教授所有。购买方有权复制多份光盘用于本单位的教学。但不得提供给第三方。未经作者同意，也不得在公开出版物中引用其中的素材，违者应承担相应的法律责任。作者：潘存云 教授 2004年2月,第二级,第三级,第四级,第五级,第一节 概 述,第八章,链传动,链传动的组成：,链传动由主动链轮、从动链轮和绕在两轮上的一条闭合链条所组成（见图81）。,链传动的工作原理：,靠链条与链轮齿之间的啮合来传递运动和动力。,链传动适用于两轴相距较远，要求平均传动比不变但对瞬时传动比要求不严格，工作环境恶劣（多油、多尘、高温）等场合。,链传动的特点：,链传动的应用：,链传动有结构紧凑；作用在轴上的载荷小；承载能力较大；效率较高（一般可达96,97）；能保持准确的平均传动比等优点。,链传动对安装精度要求较高；工作时有振动和冲击；瞬时速度不均匀等现象。,链的类型：,传动链,起重链,牵引链,滚子链,齿形链,链,一、滚子链的结构和规格,内链板1,外链板2,销轴3,套筒4,滚子5,过盈配合,过盈配合,间隙配合,间隙配合,链节的,组成：,1.滚子链的结构,重要参数：,p,多排,链：,2.联接链节,链条的接头处的固定形式有：,用开口销固定，,多用于大节距链,弹簧卡片固定，,多用于小节距链,设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。,过渡链节,3.滚子链的规格,标记示例：,08,A-1,86 GB1243.183,二、齿形链,齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而成。工作时链齿板与链,轮轮齿相啮合而传递运动。,与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠，,多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。,齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。,齿形链上设有,导板,，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导,板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的,链轮结构简单。,圆销式,轴瓦式,滚柱式,三、链轮,1.,链轮结构,型式,2.链轮材料,要求：,1）强度；,2）耐磨；,3）耐冲击,3.链轮齿形,链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）。图中，齿廓上的,a-a、a-b、c-d,线段为三段圆弧，半径依次为,r,1,、,r,2,和,r,3,；,b-c,线段为直线段。,滚子链链轮齿形,滚子链链轮轴向齿廓,注,：,几何尺寸及计算公式列于表82、表83和表84中。,第二节 链传动的动力特性,一、传动比和速度的不均匀性,在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距,p,。,链的平均速度为：,1.,平均速度和平均传动比,链传动的平均传动比为：,(m/s),2.瞬时,速度和,瞬时,传动比,链条铰链,A,点的前进分速度：,上下运动分速度：,因为从动链轮的角速度为：,所以链传动瞬时传动比为：,当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。,链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的,多边形效应,。,由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。,二、链传动的动载荷,1.由于链速和从动轮的角速度是变化的，从而产生了相应的加速度和角加速度，因此必然引起附加动载荷。,当销轴位于,=,1,/2时，加速度最大，即,链轮转速愈高、链节距愈大、链轮齿数愈少时，动载荷愈大。采用较多的链轮齿数和较小的节距对降低动载荷是有利的。,2.当链节进入链轮的瞬间，链节和轮齿以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿啮合时产生附加动载荷。,第三节,链传动的受力分析和作用在轴上的载荷,链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目的主要是使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象。,1.工作拉力,F,2.离心拉力,F,c,3.垂度拉力,F,f,式中,g,重力加速度,(,m/s,2,),；,a,中心距（,m,）；,f,悬索垂度,(,m),；,K,f,垂度系数,作用在轴上的载荷,F,Q,可近似地取为主动边和从动边总拉力之和，因离心拉力不作用在轴上，不应计算在内，由此得,F,Q,=,F,+2,F,f,。,又由于垂度拉力不大，故可近似取,第四节,滚子链传动的设计计算,一、链运动的主要失效形式,1,铰链磨损,d,=,p,/sin(180,/,z,),若,p,一定，,z,d,因此，为了保证链的使用寿命，不致过早产生跳齿或脱链，除应满足规定的润滑状态外，还有必要限制链轮的最大齿数。,2疲劳破坏,在润滑充分和设计、安装正确的条件下，疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。,3铰链胶合,铰链胶合与链轮转速关系极大，因此，链轮的转速应受胶合失效的限制。,4链被拉断,各种失效图片,二、链传动的承载能力,链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。,1.极限功率曲线,0,由链板疲劳强度限定,由滚子、套筒冲击,疲劳强度限定,由销轴和套筒胶合限定,额定功率,P,0,/kW,小链轮转速,n,1,/(r/min),上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。,2.,A,系列套筒滚子链的实用功率曲线图,实验条件,：单列,水平布置,载荷平稳,Z,1,=19,i=3,t=100P,t,h,=15000h,P/P 3%,设计时可根据小链轮的转速,n,1,从图中查出这种型号的链条允许传递的额定功率,P,0,，,额定功率曲线适合于链速,v0.6m/s,的场合。,当链传动实际工作条件与标准实验条件不符时，应考虑工作情况系数,K,A,、,链长、小链轮齿数、多排链等因素的影响。,额定功率曲线是在推荐的润滑方式下得到的，当不能满足推荐的润滑方式时，应降低额定功率,P,0,。,例题,人工定期润滑滴油润滑,油浴或飞溅润滑压力喷油润滑,推荐的润滑方式,三、链传动主要参数的选择,1链的节距和排数,链条所能传递的功率,P,0,可由下式确定,P,c,=,K,A,P,(810),(89),式中,P,0,在特定条件下，单排链所能传递的功率,(,kW),（,见图,814,）；,P,c,链传动的计算功率,(,kW),；,K,A,工况系数（表85）；,K,Z,小链轮齿数系数（表,86,），当工作在如图,814,所示的曲线顶点左侧时（链板疲劳），查表中的,K,Z,，,当工作在右侧时（滚子套筒冲击疲劳），查表中的,K,Z,；,K,P,多排链系数（表,87,）；,K,L,链长系数（图816），链板疲劳查曲线1，滚子套筒冲击疲劳查曲线2。,根据式（89）求出传递的功率，由图,814,查出合适的链号和链节距。,2传动比,i,通常限制链传动的传动比,i6，,推荐的传动比,i,23.5。,3,链轮齿数,z,Z1,过少：,1）传动不均性和动负荷增大；,2,）,P,增大后，角增大，功率损失增加，链绕进、出轮磨损加剧；,3）当,P,一定时，,Z,少，,D,小，圆周力（,=2,T/D）,加速轮与链的破坏,Z,2,过多：,外壳尺寸大、重量加大；容易脱链,必须限制齿数，两面限制：,为,磨损均匀，,Z,应取与链节数互为质数的奇数。,4链节数,L,P,和链轮中心距,a,链传动的中心距过大或过小对传动都会造成,不利影响,。设计时一般取中心距,a,0,=(3050),p,，,最大取,a,0max,=80,p,。,链条的长度以链节数,L,p,来表示，链节数为：,计算出的,L,p,应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的中心距为：,5低速链传动的静力强度计算,对于链速,v0.6m/s,的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。,（88）,第五节 链传动的合理布置和张紧方法,一、链传动的,合理布置,1.两链轮的回转平面必须布置在同一垂直平面内，不能布置在水平或倾斜平面内；,2.两链轮中心连线最好是水平的，也可以与水平面成45,3.一般应使链的紧边在上、松边在下,二、链传动的张紧,链传动的张紧并不决定链的工作能力，只是调整垂度的大小。,例,设计如图8-18所示的带式运输机传动方案中的滚子链传动，已知小链轮转速,n,1,=173.8r/min，,传动比,i,=2.5，,传递功率,P,10.04kW，,两班制工作，中心距可调节，工作中有中等冲击。,解,：,1,选定链轮齿数,z,1,、,z,2,初步假设链速,v=,0.63m/s，,由表88查得小链轮齿数,z,1,17，,取,z,1,=23，,z,2,=,iz,1,=2.523=57.5，,取,z,2,=58(120,合适)。,2根据实用功率曲线，选链条型号,（1）初定中心距,a,0,=40,p,，,链节数,L,P,为,取,L,P,122,节。由于中心距可调，可不算实际中心距。,估计，链条链板可能产生疲劳破坏。由表86查得,K,Z,1.23，,由表87查得,K,P,=1.0（,初取单排链），由图816查得,K,L,1.07，,由表85查得,K,A,1.3。,该链条在实验条件下所需传递的功率,由,图814,，按,P,0,9.92kW，,n,1,=173.8r/min，,选取链条型号为,20,A,，,p,=31.75mm,，,且,P,0,与,n,1,交点在曲线顶点左侧，确系链板疲劳破坏，估计正确。,3校核链速,与原假设,v,=0.63m/s,范围符合。,4计算链长和中心距,5计算作用在轴上的压轴力,计算结果：,链条型号,20,A1,122 GB1243.183,6链轮结构设计从略,