材料力学CH9课件

1、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、润滑与防护 第九章 链传动9-1 链传动的特点及应用一、链传动的组成与类型：2、工作原理：依靠链节和链轮轮齿的啮合传递运动和动力。 1、组成：主动链轮、从动链轮、传动链3、类型：机械中传递动力的传动链主要有滚子链和齿型链。 齿形链也叫无声链，由齿形链板铰链联接而成，运动平 稳，噪声小，多用于高速。重量大，成本高。主要讲滚子链1、优点： 属于有中间挠性体的啮合传动，适用中心离范围大，适合远距离传动； 无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准

2、确； 结构紧凑，张紧力小，压轴力小；能在高温和潮湿等恶劣环境下工作二、链传动的特点及应用2、不足： 瞬时传动比不恒定，工作平稳性差； 有噪音，不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用； 磨损后易发生跳齿现象(关键时候掉链子） 制造费用比带传动的高。12zzi 一般用于ma6kwP100Smv/15Sm/40三、应用场合及范围： 要求工作可靠，两轴相距较远，不宜采用带传动、齿轮传动的场合； 可用于工作载荷大和工作条件较为恶劣的场合。 广泛用于农业机械、煤矿机械、石油化工机械、轻工机械、交通运输机械和国防工业等部门。8i专用传动装置，链速可达 ，而功率可大到几千千瓦。9-2 传动链的结构特点一、套

3、筒滚子链1、结构：A、外链板B、内链板C、销 轴D、套 筒E、滚 子EDCBA所以叫套筒滚子链。2、装配与润滑:内外链板之间有间隙，需要润滑，同时从间隙加油，润滑销轴。销轴外链板过盈配合滚子套筒内链板过盈配合间隙配合外链板内内链链板板内链板内链板销轴与套筒之间是间隙配合，需要润滑需要润滑2、装配与润滑:（1）外链板与销轴过盈配合。（2）内链板与套筒过盈配合。（3）销轴与套筒之间是间隙配合。（4）套筒与滚子之间是也间隙配合。装配情况：（5）内链板与外链板之间有间隙。润滑要求： 凡有间隙的地方，有相对运动，都需要润滑。 特别要注意从内链板与外链板之间给油，润滑销轴与套筒。 3、多排链传递功率较大时

4、，可采用双排链、多排链。 多排链的承载能力与排数成正比。各排的载荷不均匀，故排数不宜过多。双排链多排链排距排距4、 接头形式传动链的结构特点2开口销固定，多用于大节距弹簧卡固定，多用于小节距链过渡链节会使外链板产生附加弯矩，链的承载能力下降。过渡链节，也叫半扣链链节数为偶数时：链节数为奇数时：链传动一般采用偶数节，最好不用奇数节。5、主要参数： 国际上，几乎所有国家的链节距，用的都是英制单位；我国的链节距，用英制单位折算成米制单位。滚子链的规格和主要参数 滚子外径： 节距： 内链节内宽： 排距： p1d1btp 销轴直径： 2dp2d1dp 内链板高度： 2hISO链号节距p滚子直径d1内链节

5、内宽b1销轴直径d2内链板高度h2排距pt抗拉极限Flim单排min双排minmmkN05B8532.317.115.644.47.806B9.5256.355.723.288.2610.248.916.908A12.77.927.853.9812.0714.3813.827.608B12.78.517.754.4511.8113.9217.831.110A15.87510.169.45.0915.0918.1121.843.610B15.87510.169.655.0814.7316.5922.244.512A19.0511.9112.575.9618.0822.7831.162.312B1

6、9.0512.0711.685.7216.3119.4628.957.816A25.415.8815.757.9424.1329.2955.6111.216B25.415.8817.028.2821.0831.8860106164 .25 链号P链号分A、B两个系列，A系列适用于以美国为中心的西半球，B系列用于欧洲。我国主要使用A系列。P167，表，表9-1滚子链的规格和主要参数 GB/T1716标准规定的自行车链条的规格和主要参数 国家标准GB/T1243-1997对链轮的齿形没有严格的规定，只规定了齿形尺寸的范围。9-3 9-3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料一、链轮齿形 对

7、链轮齿形的要求：保证链节平稳地进入啮合和退出，受力良好，不脱齿，易加工。 链轮一般由专业厂加工。如石家庄链轮总厂。 链轮由轮齿、轮缘、轮辐和轮毂组成。 链轮设计就主要是确定链轮的结构和尺寸，选择材料和热处理方法。 设计链轮时，采用标准齿形时，注明配用链条的基本参数和链轮必要的结构尺寸和轴向齿廓，图纸上不画齿形，注明“齿形按GB/T1243-1997加工”即可。abcdarrr213zo2o1o3180 机械设计手册中的零件工作图示例。各类标准链轮系列产品二、链轮的基本参数和主要尺寸链轮的基本参数： 配用链条的节距 p、滚子的最大外径 d1、排距 pt、齿数z。dgdkdfdadgd链轮尺寸计算

8、公式（P170表9-3） 链轮的结构和材料2三、链轮的结构 小直径的链轮可制成整体式； 中等尺寸的链轮可制成孔板式； 大直径的链轮可制成组装式。整体式链轮孔板式链轮组合式链轮链轮的结构和材料2链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度。链轮材料表链轮材料表四、链轮的材料： 小链轮的材料应比大链轮好些。 链轮轮齿一定要进行热处理。45、运动特性1一、链传动的运动特性：链绕在链轮上，是一个正多边形，正多边形的边长等于链条的节距 p。平均速度：1000601000602211pnzpnzv平均传动比：前进分速度cos11Rvx上下分速度sin111Rvy9-4 链传动的工作情况分析链条铰链A点的速

9、度不是恒定值：主动轮从动轮速度不均匀，瞬时速度不恒定，有多边形效应1221zznnicos22Rvxsin222Rvy特别注意，不是10006011ndv运动特性2链传动的运动不均匀性： 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。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，因此链传动不适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。从动链轮的角速度：coscoscos21122RRRvx链传动瞬时传动比：cos

10、cos1221RRi 不是恒定值运动特性3二、链传动的动载荷:链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，速度变化必然有加速度，有加速度就会产生动载荷。链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大，则冲击越强烈。链条前进的加速度引起的动载荷：c1dmaF从动链轮的角加速度引起的动载荷：tRJFdd222d当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。受力分析1链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力。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。

11、 链的紧边拉力为： fce1FFFF链的松边拉力为： fc2FFFFe 有效圆周力：vPF1000eFc 离心力引起的拉力：2cqvF P 传递的功率（kW)；v 链速(m/s)；q 单位长度链条的质量(kg/m)。Ff 悬垂拉力。因链条自重下垂产生的拉力。P175其中：三、链传动的受力分析:由传递的功率决定设计计算1一、失效形式：9-5 滚子链传动的设计计算1、疲劳破坏3、铰链的胶合4、静力破坏2、铰链的磨损 链板疲劳断裂，套筒、滚子因冲击出现疲劳点蚀。会使链节距增大，易发生跳齿或脱链。摩擦和冲击会生产热量，温度升高，导致胶合。低速重载，静力拉断。二、链传动的额定功率：随链轮转速增高，链传动

12、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；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极限功率/kW小链轮转速n1 /(r/min) 润滑良好的单排链极限功率曲线（帐蓬曲线）1、极限功率曲线：润滑良好，中等速度，承载能力主要取决于链板的疲劳强度；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。二、链传动的额定功率： 2、额定功率曲线： 根据链传动的失效形式，为保证传动的可靠性，采用额定功率曲线来限定链传动的实际功率。额定功率曲线 额定功率曲线是在规定的实验条件下获得的。 工作条件不同，引入系数进行修正。PKKKPzcaPA 试验是在合适

13、的润滑条件下做出的，链传动工作时要保证相应的润滑条件。传递的实际功率所需链条的额定功率设计计算2三、链传动的参数选择：1链轮齿数选择小链轮齿数Z1 计算大链轮齿数Z2=iZ1。小链轮齿数Z1过少运动不平稳严重，Zmin=9，一般Z117。小链轮齿数Z1过大增大了传动的尺寸和质量。Z1大Z2也大。 Zmax一般不超过120，齿数过多易跳齿易跳齿（关键时候掉链子）参数选择是初学者最不易把握的问题s si in n( (1 18 80 0/ /z z) )p pd d节距伸长一定的量，齿数越多，直径外移量就越大，易脱齿掉链子齿数过多易跳齿（关键时候掉链子）设计计算2三、链传动的参数选择：1链轮齿数通

14、常限制链传动的传动比i6，推荐的传动比i23.5。 选择小链轮齿数Z1 计算大链轮齿数Z2=iZ1。小链轮齿数Z1过少运动不平稳严重，Zmin=9，一般Z117。小链轮齿数Z1过大增大了传动的尺寸和质量。Z1大Z2也大。 Zmax一般不超过120，齿数过多易跳齿（关键时候掉链子）2中心距中心距过小，链条绕转次数多，加剧磨损和疲劳。中心距过大，松边垂度大。有张紧时最大不超过80P，中心距不能调整时，不超过30P3链的节距和排数链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，振动冲击和噪声也越严重。设计一般尽量选取小节距的单排链。 传递功率大时，选用多排链。参数选择是初学者最不易把握的问

15、题PKKKPzcaPA式中：Kz为小链轮齿数系数（图9-13）；KP为多排链系数，双排取1.75，三排取2.5. 四、滚子链传动的设计计算设计步骤和方法：KA为链传动的工作情况系数（表9-6）；已知条件和设计内容已知条件：工作条件、总体尺寸要求、功率P、转速、传动比。1、选择齿数，计算传动比1 12 2z zz zi i 2、计算单排链的额定功率（书中式9-15） 注意:不同资料上给出的计算公式不同,系数取值也不同，不能混用.设计内容：型号、节数、排数、齿数、结构、中心距、压轴力、润滑与张紧 P179 P179 根据计算功率Pca和小链轮转速 n1由额定功率曲线(P176)选取链号。3、确定链

16、条型号和节距 p注意：润滑方式应和链速有关，链速越高，对润滑要求越高。教材中这样处理，是为了简便。设计时一般取中心距a0=(3050)p，计算链节数Lp来表示，链节数为：0212210p0)2(22apzzzzpaL计算出的Lp0应圆整为整数，最好取为偶数Lp，链传动的中心距为：)(221zzLpfapt5计算链速，确定润滑方式4计算链节数和中心距1000601000602211pnzpnzv根据链速确定润滑方式ft中心距计算系数，查表9-76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。7计算压轴力)189( NF

17、KFeFpp 计算安装链轮的轴或轴承时，必须计算链传动作用在轴上的压力。由于链传动是啮合传动，所以不需很大的张紧力，因此作用在轴上的压力也比较小，可取，极限拉力P167，表9-1计算安全系数：841limFKnFSAca式中：n为链的排数Flim为单排链的极限拉力,kNF1为链紧边的工作拉力,kNFA为链的工作情况系数一、链传动的布置9-6 链传动的布置、张紧和润滑二、链传动的张紧目的：避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象；同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。弹簧自动张紧 重力自动张紧9-6 链传动的布置、张紧和润滑方法：自动张紧 定期张紧托架定期张紧张紧轮定期张紧布置张紧和润滑2三、链传动的润滑：链传动中销轴与套筒之间、套筒和滚子之间有摩擦，会产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动寿命的最主要因素