广东工业大学机械设计 第十三章 链传动.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十三章 带传动和链传动,一、带传动,二、链传动,本章重点及难点,:,带传动的工作情况分析,带传动的失效形式和设计准则,带传动主要设计参数的选择,链传动的运动分析和受力分析,滚子链传动的参数选择和设计计算,优点：,远距离传动,工作可靠,效率,较高,平均传动比恒定,i=z,2,/,z,1,压轴力,F,Q,小于带传动的,结构紧凑,(,与带传动比较,),缺点：,运动不均匀,(,z,小、,p,大,不均匀,),瞬时传动比不恒定,传动平稳性差,(,冲击、振动大，噪音高,动载荷,不宜高速传动,),外廓尺寸大,13-8,链传动的特点和应用,一、,构成,主动链轮、从动链轮、链,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,三、特点,适于两轴相距较远，要求工作可靠，及工作条件恶劣处等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。,i8 ,a56 m ,P100kw ,V15m/S,一般,:,四、应用,一、,链条,滚子链,齿形链,二、,链轮,13-9,链条和链轮,一、链,传动链可分为：滚子链、齿形链,1,滚子链,（套筒滚子链）,（,1,）组成,内、外链板，套筒，销轴，滚子,（,2,）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、销轴之间,间隙配合,，,使内外链板能相对转动,链板形状的特点“,8”,字形等强度，减轻重量,内链板 外链板 套筒 销轴 滚子,13-9,链条和链轮,（,3,）参数,节距,p,相邻两滚子中心之距离,链长,链节数,链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇时，采用过渡链节,弹簧卡片,开口销,（,4,）链的标记,链号 排数 链节数 标准编号,08A-2,88 GB1243.1-83,表示：,A,系列、节距,12.7mm,、,双排、,88,节的滚子链,排距,p,t,多排链,2,齿形链,无声链,（,1,）结构：,链板,(,带两个齿，交错并列铰接,),、导板,(,防侧向窜动,),由许多以铰链连接的齿形链板锁构成传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮齿互相啮合,（,2,）特点：,优点：,传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠,适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小,缺点：,结构复杂，价格较高，且制造较难,带外导板,带内导板,二、链轮,1,基本参数,基本参数：,节距,p,、套筒外径,d,1,、齿数,z,、,齿面圆弧半径,r,e,、齿沟圆弧半径,r,i,、齿沟角,(,标准规定最大和最小值,),分度圆直径：,被链条节距等分的圆，,d=p/(sin180/z,),齿顶圆直径,:,齿根圆直径,:,d,1,r,e,r,i,p,链节能平稳、自由地进入和退出啮合,;,并便于加工,(,新标准,GB1244-85),2,端面齿形,三圆弧,(,aa/ab/cd,),一直线,(,bc,),整体式 孔板式 齿圈可更换式,3,轴面齿形,4,链轮结构,碳素钢,(Q235,、,Q275,、,45,等）,低碳钢渗碳淬火，中碳钢表面淬火,铸钢（,ZG310-510,）,灰铸铁,(HT200),合金钢,(,重要,),5,链轮材料,材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度,小链轮材料好些,1,链条速度及传动比,平均传动比,:,平均速度,:,一、链传动的运动分析,13-10,链传动的运动分析和受力分析,链条线速度,:,垂直分速度,:,2,瞬时链条速度,假定：,主动边总处于水平位置,;,链轮抽象成正多边形，边长为,p,主动轮,：在某一时刻，销轴的圆周速度为 。,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。,为滚子中心的相位角,R,1,为小链轮分度圆半径,随着相位角,的变化,(,180/z,1,0,180/z,1,),链速,V,变化,2,瞬时链条速度,从动轮,：,由,传动的中心距为链节距的整数倍,z,1,=z,2,使瞬时传动比恒定：,3,链传动的不均匀性,-,链传动的多边形效应,主动轮等角速度回转，链条的瞬时速度周期性变化，每转过一个链节，链速的变化就重复一次，链轮齿数越少，相位角变化范围越大，,链速变化也越大。,i,不宜过大,不宜高速传动。,链在水平方向上的速度作周期性变化的同时，在垂直方向上还要作上下移动（链条上下抖动）。,链速不均匀系数,:,=(,V,max,-V,min,)/V,m,链传动安装时只适度张紧：防振动、跳齿、脱链。,二、链传动的受力分析,1,链传动的主要作用力,（,1,）圆周力（有效拉力）,F,（,2,）离心拉力,F,c,（,3,）悬垂拉力,F,y,K,y,垂度系数,(p231),紧边拉力,:,F,2,=,F,c,F,y,离心,悬垂,F,1,=F,F,c,F,y,有效拉力,工作时,两边链条拉力不等：,F,1,F,2,松边拉力,:,压 轴 力,:,F,Q,=(1.21.3)F,2,链传动工作情况,一、链轮齿数,1,、,2,13-11,链传动的主要,参数及其选择,1,传动,不均匀和动载荷增大；,链节间相对转角大，加速了磨损；,在节距一定下，,F,加速链条和链轮的损坏,1,不宜太少,见表,13-12,一、链轮齿数,1,、,2,p+p,2,传动尺寸,同样磨损情况下易脱链、跳链,2,不宜过多,Z,max,=120,链轮齿数应取与链节数互为质数的奇数,p,：,承载力,但多边形效应,，不平稳,(,不均匀、,动载荷,),满足承载力的前提下，尽量选,小,p,值,（速度高，功率大时，可选用节距小的多排链。）,a,：,垂度,不平稳,a,(30,50),p,；最大中心距,a,不大于,80,p,1),a,：包角,，同时啮合的齿数少，轮齿受的载荷增大。链长,，单位时间绕转次数,，加剧了链的磨损和疲劳。,二、链节距,p,最主要的参数,三、中心距,a,和链条长度,2),链长通常以链节数,L,P,来表示,L,P,宜选,整、偶数,再由,L,P,求中心距：,中心距应可调,13-12,滚子链传动的计算,链工作时，各个元件都是在变应力下工作。经过一定循环次数后，多由于链板的疲劳断裂而失效。,正常润滑条件下限定链传动承载能力的主要因素,1,链板疲劳破坏,一、失效形式,速度较高时，在变应力下工作的套筒、滚子会因发生冲击疲劳破坏而失效。,多发生于中、高速闭式链传动中。,2,滚子套筒的冲击疲劳破坏,当转速高达一定数值后，销轴与套筒的工作表面间润滑油膜被破坏，两金属直接接触，在很高温和压力作用下，金属粘在一起，相对滑动时，粘住的地方又被撕破，这种现象称为胶合,3,销轴与套筒的胶合,多出现在润滑不当或速度过高处,限制了链传动的极限转速,链工作时，销轴与套筒的工作表面因相对滑动而磨损，导致链节伸长，使滚子与轮齿的啮合点逐渐向齿顶移动，严重时，将破坏链与链轮的正确啮合，产生跳齿或脱链现象。,开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良,4,链条铰链的磨损,5,链条静力过载拉断,低速重载或严重过载时，链条会被拉断。,限制其静力强度,二、极限功率曲线图,综合考虑各种失效形式产生的原因及条件,确定其极限功率,P,0,阴影为实际使用的区域。,虚线：润滑恶劣时磨损限定的,三、额定功率曲线图,3,润滑条件,特定条件下单排,A,系列滚子链功率曲线,1,曲线含义,2,特定条件,图,13-34,必须按推荐的润滑方式,否则,图中功率,P,0,值降低。,p.234,p.233,各种强度条件限制的功率曲线 图,13-33,设计思路：,已知条件 链的型号、节距、尺寸（,p,、,z,、,Lp,、,a,、,d,）验算,四、链传动的计算,实际工作条件与上述特定件不同时，应对,P,0,进行修正,Z,小链轮齿形系数，为 时的修正系数,，,表,(13-13),m,多排链系数，表,(13-14),许用,功率：,设计条件：,已知条件及设计内容：,已知条件,设计内容,传递的名义功率,P,主动轮转速,n,1,从动轮转速,n,2,或传动比,i,传动位置要求,工况条件、原动机类型等,链轮齿数,链的型号、链节数,传动中心距,a,验算链速,v,选择润滑方式,计算初拉力和压轴力,链轮结构,五、设计步骤,7,、选择润滑方式,2,、确定链节数,L,p,3,、确定计算功率,P,c,K,A,P,具体步骤,1,、确定链轮齿数,Z,1,、,Z,2,工况系数,K,A,，查表,13-15,4,、确定链条节距,p,5,、确定,中心距,a,6,、验算链速,v,N,8,、计算压轴力,F,Q,9,、链,轮结构设计,问题：链传动适合于高速级还是低速级？,根据,n,1,、,p,0,，查图,13-33,选择链型,13-13,链传动的润滑和布置,良好的润滑,降低,链条铰链磨损，提高寿命。,由链号、链速查图,13-34,决定。,一、链传动的润滑,人工定期润滑,滴油润滑,飞溅润滑,油浴润滑,压力喷油润滑,要求,：,两轮共面,;,两轮中心连线尽量,水平,(,45);,松边在下,。,二、链传动的布置,方法：,调整中心距；,取掉一两个链节；,用,张紧轮,（紧压松边靠近小链轮）,三、链传动张紧,作业,13-5,