机械设计-第09章- 周兴义

1、第九章第九章 链传动链传动 9-2 传动链的结构特点 9-1 链传动的特点及应用 9-3 滚子链链轮的结构和材料 9-4 链传动的工作情况分析 9-5 滚子链传动的设计计算 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护 9-1 链传动的特点及应用链传动的特点及应用 1、链传动、链传动组成组成： 主动链轮主动链轮 从动链轮从动链轮 链条链条 2、传动、传动原理原理：靠链条与链轮：靠链条与链轮啮合啮合来传递动力来传递动力 9-1 链传动的特点及应用链传动的特点及应用 3、特点：、特点： 与带传动相比的优点：与带传动相比的优点： 没有弹性滑动和打滑现象，平均没有弹性滑动和打滑现象，平均传动比传动比准确准确

2、 传动传动效率效率较高；较高； 张紧力张紧力小，所以压轴力较小，轴承磨损少小，所以压轴力较小，轴承磨损少 能在高温、多尘、湿度大、有腐蚀等能在高温、多尘、湿度大、有腐蚀等恶劣环境恶劣环境工作工作 链传动链传动结构紧凑结构紧凑 3、特点：、特点： 与齿轮传动相比的优点：与齿轮传动相比的优点： 制造安装制造安装精度要求精度要求低，低，成本成本低低 中心距中心距范围大（可达十多米），范围大（可达十多米），结构结构简单，简单，重量重量轻轻 链传动的缺点：链传动的缺点： 只适用于只适用于平行轴平行轴传动，且传动，且同向同向转动转动 瞬时瞬时速度与传动比速度与传动比不平稳不平稳，有冲击、噪声，有冲击、噪声

3、 磨损后易发生磨损后易发生跳齿跳齿 不宜不宜在在载荷变化很大载荷变化很大和和急速反向急速反向传动中工作传动中工作 制造制造费用费用和安装和安装精度精度比带传动高比带传动高 9-1 链传动的特点及应用链传动的特点及应用 4、链传动工程、链传动工程应用应用 9-1 链传动的特点及应用链传动的特点及应用 传动链（常用） 一般机械传动，v20m/s 传动链传动链 起重链 提升重物，v0.25m/s 起重链起重链 输送链 移动重物，v=24m/s 输送链输送链 5 5、分类（按用途）、分类（按用途） 9-1 链传动的特点及应用链传动的特点及应用 传动链传动链 滚子链滚子链 齿形链齿形链 Roller c

4、hains Silent chains 9-1 链传动的特点及应用链传动的特点及应用 第九章第九章 链传动链传动 9-2 传动链的结构特点 9-1 链传动的特点及应用 9-3 滚子链链轮的结构和材料 9-4 链传动的工作情况分析 9-5 滚子链传动的设计计算 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护 一、滚子链一、滚子链 1.结构 9-2 传动链的结构特点传动链的结构特点 Outer side platesInner side plates Pins Rollers Bushings Inner side plates Outer side plates 过盈配合过盈配合 销轴_外链板销轴_外链

5、板 套筒_内链板套筒_内链板 间间隙隙配配合合 内内外外链链板板间间 套套筒筒_ _ _与与销销轴轴 滚滚子子_ _ _套套筒筒 9-2 传动链的结构特点传动链的结构特点 1.结构 Outer side platesInner side plates Pins Rollers Bushings Inner side plates Outer side plates 2、基本参数、基本参数： P 链的节距链的节距 Lp链长，以节数来表示链长，以节数来表示 bl内链节内宽内链节内宽 d1滚子直径滚子直径 ZpZp链链排数排数 pt多排链排距多排链排距 9-2 传动链的结构特点传动链的结构特点 (1

6、)(1)链长链长：以节数来表示，：以节数来表示，一般为 接头方式：接头方式： 开口销开口销 弹簧卡弹簧卡 链节数为偶数：链节数为偶数： 链节数为奇数：过渡链节链节数为奇数：过渡链节 9-2 传动链的结构特点传动链的结构特点 2、基本参数、基本参数： 产生附加弯矩产生附加弯矩 (2)(2)节距节距p p：相邻两滚子中心的距离：相邻两滚子中心的距离 p尺寸 传递的功率传递的功率 排数承载 。 zp3-4 (3)(3)排数zp 单排链 多排链 9-2 传动链的结构特点传动链的结构特点 2、基本参数、基本参数： 3、滚子链标记、滚子链标记 链号链号 排数排数链节数链节数 标准编号标准编号 9-2 传动

7、链的结构特点传动链的结构特点 二、齿形链二、齿形链 由一组由一组链齿板链齿板铰接而成铰接而成 链齿板链齿板与与链轮轮齿链轮轮齿相啮合而传递运动相啮合而传递运动 许用速度高、噪声小许用速度高、噪声小 重量大、成本高重量大、成本高 9-2 传动链的结构特点传动链的结构特点 Inner guide plate Outer guide plate 第九章第九章 链传动链传动 9-2 传动链的结构特点 9-1 链传动的特点及应用 9-3 滚子链链轮的结构和材料 9-4 链传动的工作情况分析 9-5 滚子链传动的设计计算 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护 一、链轮的齿形一、链轮的齿形 国家标准国家标

8、准GB1243GB124319971997规定了：规定了： 齿沟角齿沟角 r r 齿沟圆弧半径齿沟圆弧半径 r r 齿面圆弧半径齿面圆弧半径 i i e e 最大值和最大值和 最小值最小值 其余各段设计者其余各段设计者自行设计自行设计 有较大的有较大的灵活性灵活性 9-3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料 三圆弧：三圆弧： 一直线：一直线： bc 设计时不需要画端面齿形设计时不需要画端面齿形 图，图，需画轴向齿形图需画轴向齿形图，以便，以便 切削毛坯切削毛坯 常用常用“” 滚子链链轮轴面齿形 一、链轮的齿形一、链轮的齿形 9-3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料 二、链

9、轮的基本二、链轮的基本参数参数和主要尺寸和主要尺寸 齿数齿数z z 、链轮、链轮的分度圆直径的分度圆直径d 配用链条的节距配用链条的节距p 、滚子外径、滚子外径d d1 1、排距、排距p pt t dg dkdfdadg d 分度圆直径分度圆直径d：滚子中心所在圆直径：滚子中心所在圆直径 z pd 180 sin/ 齿数齿数Z：为使链轮：为使链轮磨损均匀磨损均匀，一般取，一般取奇数奇数 dgdkdfdadgd Z 360 p 链条齿数为偶数链条齿数为偶数 9-3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料 三、链轮的三、链轮的结构结构 整体式整体式 孔板式孔板式 组合式组合式 9-3 滚子链

10、链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料 四、链轮四、链轮材料材料的选择的选择 原则原则 满足轮齿满足轮齿强度强度、耐磨性耐磨性、耐冲击耐冲击要求要求 小链轮的材料优于小链轮的材料优于大链轮材料大链轮材料 材料材料 低速、轻载、平稳传动：低速、轻载、平稳传动：中碳钢中碳钢 中速、中载：中速、中载：中碳钢淬火中碳钢淬火处理处理 高速、重载、连续传动：高速、重载、连续传动：合金钢合金钢 9-3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料 第九章第九章 链传动链传动 9-2 传动链的结构特点 9-1 链传动的特点及应用 9-3 滚子链链轮的结构和材料 9-4 链传动的工作情况分析 9-5 滚子链传动

11、的设计计算 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护 一、链传动的一、链传动的运动不均匀性运动不均匀性 链轮链轮转转一周一周，链条链条转过长度为转过长度为zp 链条链条平均链速平均链速为：为： sm pnzpnz v/ 100060100060 2211 1 2 1 2 2 1 d d z z n n i 平均传动比平均传动比为：为： 9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析 1 1、平均传动比、平均传动比 啮合型平均链速相等！啮合型平均链速相等！ 2 2、瞬时速度（、瞬时速度（主动轮主动轮） 链条链条销轴中心切于链轮分度圆销轴中心切于链轮分度圆运动运动 111 Rv coscos 11

12、1 Rvv x sinsin 111 Rvv y 假设紧边处于水平位置假设紧边处于水平位置 垂直分速度垂直分速度 水平分速度（链速）水平分速度（链速） 22 11 ) z ( 1 1 180 2 9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析 一、链传动的一、链传动的运动不均匀性运动不均匀性 、有规律振动、有规律振动 1 z 2 1 运动不均匀性运动不均匀性 节距节距P 越大越大，齿数，齿数z越少越少，变化变化范围越大范围越大，链速变化范围越大，链速变化范围越大 cos 22 Rv 22 22 ) 180 2 ( 2 2 z cosR v 2 2 因为因为v v变化变化（等于主动轮）、（等于

13、主动轮）、变化变化，所以，所以2 2变化变化 cosRcosRv 1122 cosR cosR i 1 2 2 1 瞬瞬时时 2 2、瞬时速度（、瞬时速度（从动轮从动轮） 9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析 一、链传动的一、链传动的运动不均匀性运动不均匀性 链速：链速： 角速度：角速度： 瞬时传动比瞬时传动比 二、链传动的二、链传动的动载荷动载荷 p p z1a动载荷 1 1 2、从动链轮角加速度从动链轮角加速度引起的动载荷引起的动载荷 dt d R J Fd 2 2 2 1 1、链条、链条前进加速度前进加速度引起的动载荷：引起的动载荷： sin )cos( 2 11 111 m

14、R R dt d m dt dv mmaF x cd maxd FF,z/ 11 180 时当 9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析 22 11 ) z ( 1 1 180 2 链条的链条的垂直分速度垂直分速度周期性变化周期性变化引起的动载荷引起的动载荷 链条进入链轮链条进入链轮瞬间产生的冲击瞬间产生的冲击 链条链条松弛松弛在在起动、制动、载荷变化起动、制动、载荷变化时引起的惯性冲击时引起的惯性冲击 链传动的链传动的和和是链传动的是链传动的 结论：结论： 1 1）转速转速1 1动载荷动载荷。 2 2）节距节距p p动载荷动载荷。 3 3）齿数齿数z z1 1动载荷动载荷 所以，链传

15、动一般安装在传动的所以，链传动一般安装在传动的低速级低速级 3 3、其他动载荷：、其他动载荷： 9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析 二、链传动的二、链传动的动载荷动载荷 三三、链传动的链传动的受力分析受力分析 离心力引起的拉力：离心力引起的拉力： )( 2 NqvFc 有效圆周力：有效圆周力： N) 1000（ v P Fe F F1 1 F F1 1 F F2 2 F F2 2 y y n n1 1 垂度拉力垂度拉力F Ff f（取决于链传动的（取决于链传动的布置方式及链垂度布置方式及链垂度） 紧边拉力：紧边拉力： fc FFFF e1 松边拉力：松边拉力： fc FFF 2

16、9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析 第九章第九章 链传动链传动 9-2 传动链的结构特点 9-1 链传动的特点及应用 9-3 滚子链链轮的结构和材料 9-4 链传动的工作情况分析 9-5 滚子链传动的设计计算 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护 1 1、链板的、链板的 2 2、链条铰链（销轴与套筒）的、链条铰链（销轴与套筒）的磨损磨损 pp 脱链脱链 3 3、链条铰链的链条铰链的 高速或润滑不良高速或润滑不良 4 4、：起动、制动、反转：起动、制动、反转 smv/6 . 0 下，过载拉断下，过载拉断 一、链传动的一、链传动的失效形式失效形式 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链

17、传动的设计计算 链轮工作寿命比链条高链轮工作寿命比链条高2 23 3倍，失效形式倍，失效形式主要针对链主要针对链 二、滚子链的二、滚子链的额定功率额定功率 极限功率曲线极限功率曲线 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 每种每种失效失效有一条有一条极限功率极限功率曲线曲线 曲线曲线1：铰链：铰链磨损磨损 曲线曲线2：链板链板疲劳强度疲劳强度 曲线曲线3：套筒套筒、滚子滚子疲劳强度疲劳强度 曲线曲线4：铰链：铰链胶合胶合 实际使用区域实际使用区域 润滑不良或工况较恶润滑不良或工况较恶 劣时限定功率曲线劣时限定功率曲线 特定的实验条件下特定的实验条件下各种型号链极限功率曲线（各种型号链

18、极限功率曲线（P P0 0，n n1 1和链号和链号间关系）间关系） 根据实际工作条件根据实际工作条件 对图中对图中P P0 0进行修正！进行修正！ 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 二、滚子链的二、滚子链的额定功率额定功率 （一）（一）中、高速中、高速链传动的设计计算（链传动的设计计算（v0.6v0.6） 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 三、滚子链传动的三、滚子链传动的设计方法和步骤设计方法和步骤 已知已知：传递的：传递的功率功率P P，链轮转速，链轮转速n1n1和和n2n2，载荷性质，载荷性质， 原动力类型，传动用途等原动力类型，传动用途等 设计内容设计内

19、容：链轮齿数：链轮齿数z1z1和和z2z2，链节距链节距p p，排数排数，中心，中心 距距a a，链长度，链长度LpLp，润滑方式，链轮材料，润滑方式，链轮材料 （二）（二）低速低速链传动的设计计算（链传动的设计计算（v0.6m/sv0.6m/s） （一）（一） 中、高速中、高速链传动的设计计算（链传动的设计计算（v0.6v0.6） 8 2 1 n n i，通常：，通常：1 1120120，i = 2i = 23.53.5 a一定时，一定时， ii包角包角1 1啮合齿数啮合齿数链条链条磨损磨损 引起引起跳链或脱链跳链或脱链，还会使传动的，还会使传动的外廓尺寸加大外廓尺寸加大 设计步骤：设计步骤

20、： 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 要求：要求：1 1）不宜过少）不宜过少 zz 1. 1. 速度波动幅度速度波动幅度 2. 2. 垂直垂直 3. 3. 同时啮合齿数同时啮合齿数， 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 p+p p d+d d 要求：要求：2 2）不宜过多）不宜过多 z p d 180 sin 磨损后：磨损后： z p d 180 sin z zmax max = 120 = 120 磨损引起的脱链往往磨损引起的脱链往往 发生在大轮！发生在大轮！ 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 1. 1. 外廓尺寸和重量外廓尺寸和重量 z1z1

21、要求：要求：3 3）应使链传动均匀磨损）应使链传动均匀磨损 链轮齿数链轮齿数优先选用以下数列优先选用以下数列：1717，1919，2121，2323，2525，3838 ，5757，7676，9595，114114 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 链条节数链条节数常为常为偶数偶数 链轮齿数链轮齿数应选用奇数或与链节数互为应选用奇数或与链节数互为质数的奇数质数的奇数 3 3、确定、确定计算功率计算功率 P K KK P P ZA ca K KA A工作情况系数，见表工作情况系数，见表9-69-6。 K KZ Z齿数系数，见图齿数系数，见图9-139-13。 K KA A多排链系

22、数，双排链多排链系数，双排链1.751.75，三排链，三排链2.52.5。 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 4 4、确定、确定链的型号、节距链的型号、节距 p 链传动尺寸链传动尺寸 承载能力承载能力 运动不均匀性运动不均匀性、动载、动载、振动噪音、振动噪音 重载、重载、a a小、小、i i大：小节距、多排链；大：小节距、多排链； v v小、小、a a大、大、i i小：大节距、单排链；小：大节距、单排链； 一般一般 链的链的型号型号按照按照Pca和和n1查图查图9-119-11，并确定，并确定节距节距 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 5 5、验算、验算链速链速

23、 和噪声和噪声 v15m/s15m/s，推荐链速为，推荐链速为6 68m/s8m/s。 sm pnz v/ 100060 11 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 1 1）初选）初选a a0 0= =（30305050）p 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 3 3）根据圆整后的节数计算中心距）根据圆整后的节数计算中心距 0 212210 ) 2 ( 2 2 a pZZZZ p a L P 2 2）计算链节数）计算链节数 圆整为整数，最好为偶数！圆整为整数，最好为偶数！ 7 7、确定润滑方式（、确定润滑方式（9.69.6节）节） 8 8、计算压轴力、计算压轴力 若若

24、不计离心拉力和悬垂拉力不计离心拉力和悬垂拉力，则链传动中的压轴力可近，则链传动中的压轴力可近 似用下式计算似用下式计算 eFPP FKF 15. 1 FP K05. 1 FP K水平水平垂直垂直 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 N) 1000（ v P Fe 有效圆周力有效圆周力 当 smv/6 . 0 时，低速传动：vF1过载拉断 zp排数；FQ单排链的极限拉伸载荷 84 1 FK Fz S A Qp cn （二）（二）低速低速链传动的静强度计算（链传动的静强度计算（v0.6m/sv0.6m/s） 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 第九章第九章 链传动链传动

25、 9-2 传动链的结构特点 9-1 链传动的特点及应用 9-3 滚子链链轮的结构和材料 9-4 链传动的工作情况分析 9-5 滚子链传动的设计计算 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护 一、链传动的一、链传动的布置布置 1. 1. 两轮两轮回转面回转面在在内，不能布置在水平或倾斜面内内，不能布置在水平或倾斜面内 2. 2. 两轮两轮中心线最好水平中心线最好水平或小于或小于4545倾角，尽量倾角，尽量 3. 3. 尽量尽量紧边在上紧边在上 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护链传动的布置、张紧和润滑与防护 二、链传动的二、链传动的张紧张紧 张紧的目的张紧的目的 松边不致过松松边不致过松 增大

26、包角，使啮合良好增大包角，使啮合良好 补偿链磨损后的伸长，防止跳齿或脱链等现象补偿链磨损后的伸长，防止跳齿或脱链等现象 减小冲击和振动减小冲击和振动 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护链传动的布置、张紧和润滑与防护 二、链传动的二、链传动的张紧张紧 方法：方法： 调整调整中心距中心距 张紧轮张紧轮靠近靠近主动链轮主动链轮的的松边松边上上 调整调整链条长度链条长度（去掉（去掉1 12 2个链节）个链节） 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护链传动的布置、张紧和润滑与防护 加加张紧轮张紧轮 注意：1）链传动张紧布置与带传动不同 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

27、作能力 防止脱链、跳齿 3）因张紧力小，压轴力比带传动小 控制松边垂度 而是 二、链传动的二、链传动的张紧张紧 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护链传动的布置、张紧和润滑与防护 三、三、 链传动的链传动的润滑润滑 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护链传动的布置、张紧和润滑与防护 链传动润滑的链传动润滑的意义意义 降低降低链条铰链的链条铰链的磨损磨损，延长延长使用使用寿命寿命。 链传动的润滑链传动的润滑方式方式 1. 人工人工定期用给油；定期用给油； 2. 油杯油杯向向松边滴油松边滴油； 3. 油浴油浴润滑（可用润滑（可用甩油盘甩油盘）；）； 4. 油泵油泵连续供油（循环连续供油（循环润

28、滑冷却润滑冷却）。）。 三、三、 链传动的链传动的润滑润滑 9-6 链传动的布置、张紧和润滑与防护链传动的布置、张紧和润滑与防护 作业：作业：9-2 链传动的润滑链传动的润滑方式方式 1. 人工人工定期用给油；定期用给油； 2. 油杯油杯向向松边滴油松边滴油； 3. 油浴油浴润滑（可用润滑（可用甩油盘甩油盘）；）； 4. 油泵油泵连续供油（循环连续供油（循环润滑冷却润滑冷却）。）。 练习：练习： 一、填空一、填空 1、在带、链和齿轮的多级传动中、在带、链和齿轮的多级传动中,带传动宜布置在带传动宜布置在 级。级。 2、在设计图纸上注明某链条的标记为、在设计图纸上注明某链条的标记为“16A-1-5

29、0”.其中其中“16A” 代表代表_,“50”代表代表_。 3、设计链传动时，链传动的张紧轮应装在、设计链传动时，链传动的张紧轮应装在_。 4、链传动中，链轮转速、链传动中，链轮转速_、链节距、链节距_、链轮齿数、链轮齿数 _，动载荷将愈大，动载荷将愈大. 5、在链传动中，为了使链磨损均匀，链节数最好取、在链传动中，为了使链磨损均匀，链节数最好取_ ， 链轮齿数常取链轮齿数常取 。 6、 链传动的链传动的_速比是不变的速比是不变的,而而_速比是变化速比是变化 的。的。 二、选择二、选择 1、 相比而言，相比而言，_传动时具有工作平稳、噪声小、允许链传动时具有工作平稳、噪声小、允许链 速较高、承受冲击载荷能力较好的优点。速较高、承受冲击载荷能力较好的优点。 (1)(1)齿形链齿形链 (2)(2)套筒滚子链套筒滚子链 2、 套筒滚子链链轮分度圆