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 传动传动效率效率较高；较

2、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 磨损后易发生磨损后易发生跳

3、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 chainsSilent chains9-1 链传动的特点

4、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 platesPinsRollersBushingsInner side platesOuter side plates过盈配合过盈配合销轴_外链板销轴_外链板套筒_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

5、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 platesPinsRollersBushingsInner side platesOuter side plates2、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)(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

6、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

7、 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 plateOuter 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 ie e最大值和最大值和最小值最小值 其

8、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 tdgdkdf

9、dadgd 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 zpd 180sin/ 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dgdkdfdadgdZ360p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

10、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：smpnzpnzv/1000601000602211 121221

11、ddzznni 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 coscos111Rvvx sinsin111Rvvy 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）2211 )z(111802 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1z 21

12、 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 cos22 Rv2222 )1802(22z cosRv 22 因为因为v v变化变化（等于主动轮）、（等于主动轮）、变化变化，所以，所以2 2变化变化 cosRcosRv 1122 cosRcosRi 1221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 pz1a动载荷1

13、 12、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 dtdRJFd222 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(211111mRRdtdmdtdvmmaFxcd maxdFF,z/ 11180 时当 9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析2211 )z(111802 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

14、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： )( 2NqvFc 有效圆周力：有效圆周力： N) 1000（vPFe F F1 1F F1 1F F2 2F F2 2y yn 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

15、布置方式及链垂度布置方式及链垂度） 紧边拉力：紧边拉力： fcFFFF e1松边拉力：松边拉力： fcFFF 29-4 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，

16、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

17、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

18、用途等原动力类型，传动用途等设计内容设计内容：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）821 nni，通常：，通常：1 1120120，i = 2i = 23.53.5a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

19、大设计步骤：设计步骤：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zz1. 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+ppd+dd要求：要求：2 2）不宜过多）不宜过多zpd180sin 磨损后：磨损后：zpd180sin 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要求：要求：3 3）应使链传动均匀磨

20、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：1717，1919，2121，2323，2525，3838，5757，7676，9595，1141149-5 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PKKKPPZAca 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多排链系数，双排链多排链系数，双排链1.751.75，三排链，三排链2

21、.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、验算链速链速和噪声和噪声 v15m/s15m/s，推荐链速为，推荐链速为6 68m/s8m/s

22、。smpnzv/ 10006011 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）p9-5 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0212210)2(22apZZZZpaLP 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eFPPF

23、KF 15. 1 FPK05. 1 FPK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（vPFe 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841 FKFzSAQpcn（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

24、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

25、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

26、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

27、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-1-50”.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直径套筒滚子链链轮分度圆直径d等于等于_。