机械设计,链传动

1、第十章第十章 链传动链传动10-2 滚子链和链轮10-1 概 述10-3 链传动的运动特性和受力分析10-4 滚子链传动的设计10-5 链传动的正确使用和维护10-6 齿形链传动简介10-1 10-1 概述概述 链传动属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮轮齿与链节的啮合传递链传动属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力。运动和动力。10-1 概 述优点：优点：1）平均传动比准确，压轴力小；）平均传动比准确，压轴力小；2）效率较高，容易实现多轴传动；）效率较高，容易实现多轴传动；3）安装精度要求较低，成本低；）安装精度要求较低，成本低；4）适用于中心距较大的传动。）适用于中

2、心距较大的传动。缺点：缺点：1）瞬时传动比不恒定，瞬时链速不恒定；）瞬时传动比不恒定，瞬时链速不恒定；2）传动的平稳性差，有噪音。）传动的平稳性差，有噪音。 链传动主要用在链传动主要用在转速不高，两轴中心距较大，要求平均传动比准确的场合转速不高，两轴中心距较大，要求平均传动比准确的场合。 广泛用于农业、采矿、冶金、石油、化工等行业中。广泛用于农业、采矿、冶金、石油、化工等行业中。传动链有传动链有滚子链滚子链和和齿形链齿形链等类型。本章主要介绍滚子链传动。等类型。本章主要介绍滚子链传动。 内链板与套筒之间、外链板与销 轴之间为过盈联接； 滚子与套筒之间、套筒与销轴之 间均为间隙配合。滚子链分为单

3、排链、双排链、多排链。一、滚子链一、滚子链外链板内链板套筒滚子销轴p 链上相邻两铰链中心之间的距离 称为链节距，用 p 表示。（图102） 排数越多，承载能力越高，但各排链受载不均现象越严重，故排数不宜过多。 内、外链板均为“” 型。10-2 滚子链和链轮10-2 10-2 滚子链和链轮滚子链和链轮滚子链的结构滚子链的结构链条的接头形式有：链条的接头形式有： 链节数为奇数时，接头处须用链节数为奇数时，接头处须用过渡链节过渡链节。 链的长度用链的长度用链节数链节数 Lp 表示。表示。（图（图104）用用弹簧卡片弹簧卡片固定固定用用开口销开口销固定固定过渡链节过渡链节 滚子链已经标准化，其滚子链已

4、经标准化，其尺寸规格尺寸规格见见表表101 。为避免使用过渡链节，为避免使用过渡链节，链节数最好为偶数链节数最好为偶数。 全部由全部由过渡链节过渡链节为组成的弯板链，具有较好的缓冲、吸振能力。为组成的弯板链，具有较好的缓冲、吸振能力。弯板链弯板链滚子链和链轮 该齿形已经标准化，由标准成型刀具该齿形已经标准化，由标准成型刀具加工，故加工，故链轮图上不必画端面齿形链轮图上不必画端面齿形，只注，只注明明“齿形按齿形按3R GB124485规定制造规定制造”即即可。可。链轮链轮1 1二、二、链轮链轮1. 链轮的齿形链轮的齿形常用的链轮常用的链轮端面齿形端面齿形由三段圆弧和一由三段圆弧和一段直线组成，简

5、称段直线组成，简称三圆弧一直线齿形三圆弧一直线齿形。但但应绘制应绘制轴面齿形轴面齿形 ( 应符合应符合GB1244-85的规定的规定 )。 ddadfabcdarrr213zo2o1o3180dfda（图（图106）滚子链和链轮轴向齿廓尺寸轴向齿廓尺寸见图见图107和和表表102。链轮链轮2 2链节距 p 、齿数 z 链轮尺寸计算公式见表10-2分度圆直径：齿顶圆直径 da齿根圆直径：zpd180sinrfddd 图中应注明： 见式（102）链轮分度圆：绕在链轮上的各链节滚子中心所在的圆。滚子链和链轮d2. 链轮的结构整体式链轮孔板式链轮组合式链轮整体式：孔板式：组合式：小直径的链轮中等尺寸的

6、链轮大直径的链轮（图108）滚子链和链轮链轮的材料应具有足够的耐磨性和强度。3. 链轮的材料通常，小链轮用较好的材料。（表103）链轮链轮3 310-3 10-3 链传动的链传动的运动运动特性特性1 110-3 链传动的运动特性与受力分析一、链传动的运动不均匀性一、链传动的运动不均匀性在链传动中，链条绕在链轮上如同绕在两个正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链节距 p。 平均链速为：1000601000602211pnzpnz 平均传动比为：1221zznni （是恒定的）c运动特性运动特性2 2 链速是周期性变化的，链节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。链传动的运动特性与受力分析 当主动链

7、轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及瞬时传动比都是周期性变化的。这就是链传动的运动不均匀性。从动轮上 c点 的速度：coscoscos112r瞬时传动比：coscos1221rri 链的水平速度：cos11r 垂直速度：sin111r )22(11)/360(11z)22(22)/360(22z22rcoscos12ddA2121链传动的动载荷链传动的动载荷二、链传动的动载荷 链和从动链轮均做周期性的变速运动，从而引起动载荷。 链轮的转速越高、链节距越大、齿数越少，则动载荷就越大。动载荷（惯性力）为：maF d最大加速度为：221maxpa 链节和链轮啮合的瞬间，也将引起冲击和动载荷。链节距越大

8、，链轮转速越高，则冲击越强烈。 链传动不宜用于高速及要求传动比恒定的场合。 链传动的不均匀性称为链传动的多边形效应多边形效应。 只有z1z2，且链的紧边长恰为链节距的整数倍时，瞬时 i 才恒定。链传动的运动特性与受力分析受力分析受力分析PF100012. 离心力拉力离心力拉力22qF 3. 悬垂拉力悬垂拉力三、链传动的受力分析三、链传动的受力分析1. 工作拉力工作拉力 （作用于紧边）（作用于紧边）（作用于全长）（作用于全长）qgaKFf3（作用于全长）（作用于全长）式中：式中： q每米链长质量每米链长质量(kg/m)。链速链速功率功率式中：式中： Kf垂度系数，见垂度系数，见表表104。g重力

9、加速度重力加速度a中心距中心距紧边拉力紧边拉力321FFF松边拉力松边拉力 32FF 压轴力压轴力： FKFAQ2 . 1（可见，链受的是变载荷）（可见，链受的是变载荷）式中式中：KA工作情况系数工作情况系数，见见 表表106 。 链传动的运动特性与受力分析10-4 10-4 滚子链传动的设计滚子链传动的设计1 1)sin(180zpd10-4 滚子链传动的设计一、滚子链传动的失效形式一、滚子链传动的失效形式1）链板疲劳2）铰链的磨损3）滚子、套筒的冲击疲劳4）销轴与套筒工作面的胶合5）链的静力拉断（磨损过大将导致脱链）p + pp二、额定功率曲线二、额定功率曲线 每种失效形式都会限定链传动所

10、能传递的功率。 各种失效形式所限定的额定功率曲线，见图1011。额定功率P0/kW小链轮转速n1 /(r/min)0链板疲劳限定滚子、套筒冲击疲劳限定销轴和套筒胶合限定磨损限定设计计算设计计算2 2滚子链传动的设计三、主要参数的选择三、主要参数的选择2链轮齿数链轮齿数 z通常 i7，推荐的传动比 i 2 3.5。 计算大链轮齿数 z2 = i z1。z1过少运动不均匀性严重。 1传动比传动比 ii，则小轮包角。 应保证小轮包角120。参见 P227 选取 z1z2 过大链节磨损容易导致脱链 。故限制 zmax120。)sin(180zpd 根据计算功率 Pc和小链轮转速 n1查图1012确定链

11、号，再由表101查得链节距 p 。3链节距链节距 各种型号滚子链在特定试验条件下的额定功率曲线见图1012。（z1=19、Lp=100、单排链、载荷平稳等）设计计算设计计算3 3滚子链传动的设计 各种型号滚子链在特定试验条件下的额定功率曲线图1012。设计设计计算计算4 4滚子链传动的设计 图图1012中的中的P0是滚子链在是滚子链在特定试验条件特定试验条件下的下的额定功率曲线额定功率曲线。（z1=19、Lp=100、单排链、载荷平稳等）、单排链、载荷平稳等） 当实际工作条件与上述特定试验条件不同时，需进行修正，则链传动当实际工作条件与上述特定试验条件不同时，需进行修正，则链传动的的额定功率额

12、定功率P0 应满足如下条件：应满足如下条件：mLzAKKKPKP 0式中：式中：P名义功率（名义功率（kW）；）；Km多排链系数多排链系数，见，见表表108。PKPKKKAmLz0则则KL链长系数链长系数，见，见表表107；Kz小链轮齿数系数小链轮齿数系数，见，见表表107；KA工作情况系数工作情况系数，见，见表表106；滚子链传动的设计4 4中心距和链节数中心距和链节数链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。设计设计计算计算5 5链的节距越大，承载能力就越高，但运动不均匀性也增大。链的节距越大，承载能力就越高，但运动不均匀性也增大。 在

13、满足承载能力的前提下，应在满足承载能力的前提下，应尽量选取较小的链节距尽量选取较小的链节距。 高速重载高速重载时，可时，可选小节距多排链选小节距多排链。速度低、传动比小、而中心距大时，选大节距的单排链。速度低、传动比小、而中心距大时，选大节距的单排链。一般取中心距一般取中心距 a0= (3050) p，最大取，最大取 amax= 80 p。链节数：链节数：apzzzzpaL21221p)2(22（1015） Lp最好最好圆整为偶数圆整为偶数，中心距，中心距 a 按按式（式（1016）计算。计算。5链速链速通常，通常， 链速不超过链速不超过12m/s，否则，动载荷会过大。，否则，动载荷会过大。设

14、计设计计算计算6 6 当当链速链速0.6m/s时，主要失效形式时，主要失效形式为过载拉断，应进行静强度计算。为过载拉断，应进行静强度计算。强度条件为：强度条件为：31FFKQzSAp48式中：zp链排数；Q单排链的极限拉伸载荷，单排链的极限拉伸载荷， 见见表表111。滚子链传动的设计四、设计计算流程图四、设计计算流程图五、低速滚子链传动的静强度计算五、低速滚子链传动的静强度计算10-5 链传动的正确使用和维护一、链传动的合理布置一、链传动的合理布置1）两链轮的回转平面应在同一铅垂面内；二、链传动的张紧二、链传动的张紧目的：避免链的垂度过大，产生啮合不良和链条的振动现象。2）链轮的中心连线最好在

15、水平面内，应避免垂直布置；3）链传动最好紧边在上，松边在下。弹簧力张紧砝码张紧定期调整张紧（见图1016）（见表109）链传动的润滑链传动的润滑三、链传动的润滑三、链传动的润滑 荐用润滑油牌号为：荐用润滑油牌号为：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全损耗系统用油。等全损耗系统用油。 不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。 良好的润滑可缓和冲击、减良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。轻磨损、延长链条的使用寿命。链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动寿命的最主要因素。寿命的最主要因素。（图（图1013）人工定期润滑人工定期润滑滴油润滑滴油润滑油浴或飞溅润滑油浴或飞溅润滑压力喷油润滑压力喷油润滑润滑方法润滑方法： 链传动的合理布置和润滑10-610-6齿形链传动简介齿形链传动简介10-6 齿形链传动简介齿形链