啮合传动.doc

第14章 链传动
14.1 概述
啮合传动
应用广泛：农业、采矿、冶金、起重、运输、 石油化工、
纺织 等
14.1.1 优缺点
优点：1）无滑动；2）结构紧凑；3）不需很大的张紧力，压轴力较小；4）效率较高（0.98）;5）能在温度较高、湿度较大的环境中使用等。
缺点：1）只能用于平行轴间传动；2)瞬时速度不均匀，高速时不如带传动平稳；3）不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中使用；4）工作有噪音；5）制造费用比带传动高等。
14.1.2 链的分类
起重链－ v<＝0.25m/s
曳引链－ v <＝ 2 ~ 4m/s
传动链－ v <＝ 20m/s
14.1.3 应用
一般 P<100kw, v<15m/s，i<8

14.2 链传动的零件和材料
14.2.1 传动链
主要有：套筒链 套筒滚子链 （滚子链） 齿形链和成型链
1 套筒链 和滚子链
构造
参数：链节距－链在拉直情况下，相邻滚在外圆中心之间的距离
链长（链节数，一般为偶数）
链接头形式
排数（一般不超过3或4排）
14.2.2 链轮
齿形要求：
进退自由、啮合良好、形状 简单

1 滚子链链轮（GB1244-85）
齿形：端面齿形(图14.6)和法面齿形
标准：最大齿槽形状和 最小齿槽形状

2 齿形链链轮
3 链轮结构
14.2.3 链和链轮的材料

14.3 链传动的运动特性
14.3.1 传动比、链速和速度的不均匀性

V,i 都是平均值

1 瞬时链速的不均匀性
设 1)主动轮的角速度为常数；2) 紧边在传动时始终处于水平位置。瞬时链速、从动轮角速度、瞬时链速都将是变化的。
分析如下(图14.12）：

由于即使主动轮的角速度为常数，v也不可能得到常数。当，当得到

2 链轮瞬时转速、瞬时传动比是变化的

结论:

1 每转过一个链节，瞬时链速由小至大，又由大至小，作周期性变化；
2 由于瞬时链速不为常数 和 的不断变化，故从动轮角速度也是变化的，瞬时传动比也是变化的。
3 链节距愈大、链轮齿数愈少、链轮转速愈高，传动的不均匀性愈强；反之，传动越趋于均匀。
14.3.2 链传动的动载荷
1 因为瞬时链速和从动轮角速度周期性
变化，从而产生附加动载荷

时 将得到最大加速度

由上述可知：
链轮转速愈高、链节距愈大、链轮齿数愈少，动载荷将愈大（链速v一定时，采用较多的链轮齿数和较小的链节距对降低动载荷是有利的)
2、 v` 作周期性变化，使链产生横向振动；
3、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，从而使链和轮齿受到冲击产生动载荷。
4、若链张紧不好，链条松弛，在起动、制动、反转和载荷变化等情况下，将产生惯性冲击，使传动产生很大的动载荷。

14.4 链传动的受力分析

链传动工作时，紧边和松边拉力不等：
紧边总拉力
松边总拉力
其中：
1 工作拉力。取决于传动功率P（kw）和链速v（m/s）
N
2 离心拉力。取决于q（kg/m）和链速v（m/s），（，可忽略）。
N
3 垂度拉力。取决于传动的布置方式及链在工作时允许的垂度：
N
式中
（水平传动）， ＝1（垂直传动）
＝4（对于倾斜角＜的传动）
＝2（对于倾斜角＞的传动）
a为中心距，m
g为重力加速度，

作用于轴上的载荷

式中
为工作情况系数，平稳载荷取1.0～1.2，中等冲击取1.2～1.4，严重冲击取1.4～1.7。

14．5 滚子链传动的计算

失效形式（链条和链轮）：
1) 铰链元件的疲劳破坏（正常润滑的链传动），如链板；
2) 铰链销轴磨损使链节距过度伸长（标准试验条件下允
许伸长率为3%），从而破坏正确啮合和造成脱链现象；
3）润滑不当或转速过高时，销轴套筒的胶合；

4) 链的过载冲击破断（经常起动、反转、制动的链传动）；
5) 低速重载的链传动，铰链元件发生静强度破坏；
6) 链轮轮齿的磨损等。

14.5.1额定功率曲线
在一定使用寿命和润滑良好条件下，链传动的各种失效形式
的额定功率曲线见图14.16。

14.5.2 额定功率

特定条件下的额定功率曲线，如图14.17。条件为：
1) ；2) 单列链水平布置；3)载荷平稳；
4)工作环境正常；5)按推荐的润滑方式润滑；6)使用寿命15000h；
7)链因磨损引起链节距的相对伸长量不超过3%。
实际使用中，需做适当修正：

式中
；
；

。
2、低速传动
主要失效形式：链条的过载拉断

静强度校核：

式中

14.5.3主要参数的选择
1．传动比
一般；
在低速和外廓尺寸不受限制的地方允许到10，个别到15。
传动比过大，链包在小链轮上的包角过小，啮合的齿数太少，加速轮齿的磨损，容易出现跳齿，破坏正确啮合，通常包角不小于，传动比在3左右。
2． 链轮齿数
不宜过多或过少。过少将：1)增加传动的不均匀性和动载荷；2)增加链节间的相对转角，从而增大功率消耗；3) 增加铰链承压面间的压强，从而加速铰链的磨损。
从增加传动均匀性和减少动载荷考虑，小链轮齿数宜适当多些。
过多将缩短链的使用寿命。
考虑均匀磨损，链节数应选偶数，链轮齿数最好选质数或不能整除链节数的数
3． 链速和链轮的极限转速
受动载荷限制，链速一般不超过12m/s。
链轮的极限转速和最佳转速参看图14.17。
4．链节距
链节距越大，链和链轮齿各部分尺寸也越大，链的拉曳能力越大，但速度的不均匀性、动载荷、噪音将增加。
设计时：承载力足够时，应选小节距单排链；高速重载时，可选小节距多排链。一般载荷大、中心距小、传动比大时，选小节距多排链；速度不太高、中心距大、传动比小时选大节距单排链。
已知，可由图14.17选取链节距。反之，由可确定链能传递的功率
5 中心距和链长
当链速不变，中心距小，链节数少的传动，单位时间同一链节的曲伸次数增多，会加速链的磨损。中心距大，链长，抗振性好，链的使用寿命较长。但中心距太大，又会发生松边上下颤动的现象，运行不平稳。

链节数必须取为整数，且最好为偶数。

14.5.4 链传动的设计（详见例题14.1）

14.7 链传动的合理布置和张紧方法
14.7．1 链传动的合理布置
原则：
1．两链轮的回转平面应在同一垂直平面内，否则易使链条脱落和产生不正常的磨损；
2.两链轮中心连线最好是水平的，或与水平面成以下的倾斜角，尽量避免垂直传动。
14.7．2 张紧方法
张紧目的（与带传动不同）：
1. 避免垂度过大时，产生啮合不良和链条的振动；
2. 增大链条与链轮的啮合包角。
张紧方法：
移动链轮，增大两链轮的中心距；采用张紧轮传动等。