链传动的特点和应用 第九章链传动

1、第七章 链传动§7-1 链传动的特点和应用1 组成：链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。工作时，靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力。2 特点：1）由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的平均传动比；2）与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作；3）与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。4）链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。3 应用：适用于中心距较大，要

2、求平均传动比准确的场合。传动链传递的功率一般在100kW以下，最大传动比，链速不超过15m/s。本章主要讨论滚子链。§7-2 传动链的结构特点一 滚子链滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5组成。内链板和套筒之间、外链板与销轴之间分别用过盈联接固联。滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。滚子活套在套筒上，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，减轻了齿廓的磨损。链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。因此，内、外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。内、外链板制成8字形，是为了使链的各剖面具有相近的抗拉强度，也可

3、减轻链的质量和运动时的惯性力。传动链使用时首尾相连成环形，当链节数为偶数时，接头处可用内、外链板搭接，插入开口销或弹簧夹锁住。若链节为奇数，需采用一个过渡链节才能首尾相连，链条受拉时，过渡链节将受附加弯矩，所以应尽量采用偶数链节的链条。滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p、滚子外径d1和内链节内宽b1。其中，节距是滚子链的主要参数。节距增大时，链条中各零件的尺寸也要相应增大，可传递的功率也随之增大。但当链轮齿数一定时，节距越大，链轮直径D也越大，为使D不致过大，当载荷较大时，可用小节距的双排链或多排链。多排链的承载能力与排数成正比，列数越多，承载能力越高。但由于制造、安装误差，很难使各排的载荷均

4、匀，列数越多，不均匀性越严重，故排数不宜过多，一般不超过四列。考虑到我国链条生产的历史和现状，以及国际上几乎所有国家的链节距均用英制单位，我国链条标准GB1243.1-83中规定节距用英制折算成米制的单位。链号与相应的国际标准链号一致，链号数乘以25.4/16mm即为节距值。后缀A或B分别表示A或B系列。A系列用于重载、重要、较高速的传动，B系列用于一般的传动中。滚子链标记：链号排数*链节数 标准编号例：10A1*88 GB1243.1-83二 齿形链齿形链又称无声链。由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而成。每个齿的两个侧面为工作面，齿形为直线，工作时链齿外侧边与链轮轮齿相啮合来实现传动。

5、特点：工作平稳，噪音小，允许的链速高，承受冲击能力好，传动效率一般为0.950.98，润滑良好的传动可达0.980.99。但价格较高，重量较大，对安装、维护要求较高。应用：适宜于高速传动；又实用于传动比大和中心距较小的场合，多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。§7-3 滚子链链轮的结构和材料链轮是链传动的主要零件，链轮齿形已标准化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸，选择材料及热处理方法。一 链轮的基本参数及主要尺寸链轮的基本参数是配用链条的节距p，套筒的最大外径d1、排距pt及齿数z。二 链轮的齿形链轮的端面齿形是标准齿形，由弧aa、ab、cd、和直线bc构成-三圆弧一直线齿形。

6、当选用这种齿形并用相应的标准刀具加工时，链轮齿形在工作图上不画出，只需注明链轮的基本参数和主要尺寸（节距p，节圆直径d，齿顶圆直径da，齿根圆直径df和齿数z），并注明“齿形按3R GB124485规定制造”即可。节圆链轮上链条的销轴中心所在的圆，直径用d表示。若已知p、z 链轮轴向齿廓及尺寸，应符合GB124485的规定。在零件的工作图上应绘出链轮的轴面齿形，以便制造链轮切齿前的毛坯。三 链轮的结构小直径-整体式；中等尺寸-孔板式；大直径-组合式（齿圈、轮芯用不同材料，用焊接或螺栓联接在轮芯上）。四 链轮的材料材料应能保证轮齿具有足够的强度和耐磨性，常用碳钢、合金钢，齿面多经热处理。工作时，

7、小链轮轮齿参与啮合的次数比大链轮多，磨损、冲击较严重，所以，小链轮的材料应较好，齿面硬度较高。§7-4 链传动的运动特性链条整体是一挠性体，但对单个链节，却是刚性体。所以链条绕在链轮上时，并非沿轮周弯曲成圆弧性，而是折成正多边形的一部分，此正多边形的边长为，边数为链轮的齿数。链轮每转一周，带动链条转过的长度为zp，所以链条的速度为 实际工作时，即使主动链轮以等角速转动，瞬时速度和瞬时传动比是变化的。一 瞬时链速设链的主动边始终处于水平位置。链节在A点进入啮合，当旋转到B点时，下一链节进入啮合。设小链轮以匀角速转动A点：C点：B点：任一位置： （为铰链A在链轮上的相位角）由以上分析可知

8、：在前一链节进入啮合到后一链节进入啮合的过程中，链条线速为，随的变化而变化。，在之间变化。链条这样忽快忽慢、忽上忽下，给链传动带来运动的不均匀和振动拍击，若齿数z越少或节距p越大-越大，运动的不均匀性越严重。二 瞬时传动比变化。只有当，且链传动的中心距恰为节距的整数倍时（只有具备上述条件，、才能同步变化），传动比才能恒定不变（恒为1）。三 链传动的动载荷链传动在工作过程中，链条和从动链轮都是作周期性的变速运动，因而造成和从动链轮相连的零件也产生周期性的速度变化，从而引起了动载荷。动载荷的大小与回转零件的质量和加速度的大小有关。1 链条前进引起的动载荷为： N 式中：m-紧边链条的质量，kg；

9、ac-链条加速度，m/s2。当时，2 从动链轮的角加速度引起的动载荷为： 式中：J-从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量，kg.m2； 2-从动链轮的角速度，rad/s； R2-从动链轮的分度圆半径，m。3 vy变化引起的动载荷vy变化，使链条发生横向振动，甚至共振。对高速链传动，注意固有频率。4 链节与链轮啮合瞬间，由于链与轮间的相对速度，引起链与论的冲击，冲击能量与速度、质量有关。设质量集中在链节中点式中：q-链条每米质量，kg/m。 v0-链条与链轮相对转速，m/s。 g-重力加速度，m/s2。综上所述：链传动中，由于链在轮上呈多边形随链轮转动时，引起链速和传动比都随时间作周期性的变化，

10、导致运动不均匀并发生动载荷、冲击和振动现象，这是链传动的固有特性。为获得较平稳的链传动，设计时，合理选择各项运动参数（小节距、多齿数、限制链轮最高转速）。§7-5 链传动的受力分析链传动在安装时，应使链条受一定的张紧力，其张紧力是通过使链保持适当的垂度所产生的悬垂拉力获得的。链传动张紧的目的主要是使松边不致太松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象，因而所需的张紧力比带传动小得多。链在工作过程中，紧边和松边的拉力不等。若不计传动中的动载荷，链的紧边受到的拉力F1是由链传递的有效圆周力Fe、链的离心力Fc及链条松边垂度引起的悬垂拉力Ff三部分组成。 N链的松边所受的拉力F

11、2由Fc及Ff两部分组成。有效圆周力 N 式中：P-链传动所传递的功率，kW； v-链速，m/s。离心力引起的拉力 N式中：q-单位长度链条的质量，kg/m。 v-链速，m/s。悬垂拉力Ff的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关，在Ff和F”f中选大者。 N式中：a-链传动的中心距，mm。 q-单位长度链条的质量，kg/m。 Kf垂度系数。§7-6 滚子链传动的设计计算一 链传动的失效形式1 链的疲劳破坏链在工作时，链轮两边的链条一边张紧、一边松弛。链条不断由松边到紧边周而复始地运动着，所以它的各个元件都在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将会出现疲劳断裂，或套筒、滚子表

12、面会出现疲劳点蚀（多边形效应引起的冲击疲劳）。因此，链条的疲劳强度成为决定链传动承载能力的主要因素。试验表明：在润滑良好的中等速度下工作的链条，在链板上首先出现疲劳断裂。链条越短，速度越高，循环快时，疲劳损坏越严重。2 链条铰链的磨损链条在工作时，铰链与套筒间承受较大的压力，传动时彼此又发生相对转动，导致铰链磨损，铰链节距伸长，而轮齿节距几乎不受磨损影响，结果将导致啮合点外移，严重时，产生跳链、脱链现象。图9-15，铰链磨损后，节距由p增大为p+p，啮合点由d增大为d+d，链节距的增长量p和啮合圆的外移量d有如下关系，当节距一定时，齿高就一定，即允许的啮合圆外移量就一定。齿数z越多，啮合圆的外

13、移量d就越大，链从链轮上脱落的可能性就越大，为保证链条寿命，应使齿数少一些。3 销轴与套筒的胶合当链轮转速过高时，链节啮入时受到的冲击能量增大，积聚的热量较大，销轴、套筒间的润滑油膜被破坏，使两者的工作表面在很高的温度和压力下直接接触，导致胶合。胶合在一定程度上决定了链传动的极限转速。4 链条静力拉断低速(v<0.6m/s)的链条过载，并超过链条静力强度的情况下，链条会被拉断。二 滚子链传动的额定功率链传动的各种失效形式都在一定条件下限制了它的承载能力。因此，在选择链条型号时，必须全面考虑各种失效形式产生的原因和条件，从而确定其能传递的额定功率P0。右图是通过实验作出的单排链的额定功率曲

14、线图。由图可见：在润滑良好、中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于套筒和滚子的冲击疲劳强度，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。图9-13为A系列滚子链的额定功率曲线，它是在标准实验条件下得出的：1）两链轮安装在水平轴上，两链轮共面；2）z1=19；3）Lp=100节；4）载荷平稳；5）按推荐方式润滑；6）能连续15000小时满负荷运转；7）链条因磨损引起的相对伸长量不超过3%。根据小链轮转速，由此图可查出各种链条链速在大于0.6m/s情况下允许传递的额定功率P0。若所设计的链传动与上

15、述实验条件不符时，由图查得的P0值应乘以一系列修正系数。式中：KA-工况系数，表9-9。 Kz-小链轮齿数系数。表9-10。 KL-链长系数，表9-10。 Kp -多排链系数，表9-11。当不能保证 图9-14中所推荐的润滑方式时，线图中的P0值应降到下列数值：当，润滑不良时，降至（0.30.6）P0；无润滑时，降至0.15 P0（寿命不能保证15000小时）。当，润滑不良时，降至（0.150.3）P0；当，润滑不良时，传动不可靠，不宜采用。当要求的实际工作寿命低于15000小时时，按有限寿命设计。这时允许传递的功率可高些。三 滚子链传动的设计计算已知；传动用途、工作情况、原动机种类、传递的功

16、率P、链轮转速n1、n2（或i），结构尺寸要求等。设计内容：链条节距p、列数、链条链节数Lp、传动中心距a；大、小链轮齿数z1 、z2；轴压力Q；润滑方式。设计步骤：1 链轮齿数z1 、z2和传动比i小链轮齿数z1对链传动的平稳性和使用寿命有较大影响。齿数少，外廓尺寸小，但齿数过少，运动不均匀性加剧，动载荷和冲击加大；链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰链的磨损加剧；链传递的圆周力增大，加速了链条和链轮的损坏。齿数过多，将增大传动尺寸和质量，链条磨损后节距的伸长容易发生跳齿和脱链，同样会缩短链条的使用寿命。齿数的选取原则：（1）链传动速度高时，齿数多些；（2）为考虑磨损均匀，链轮齿数

17、应取与链节数互为质数的奇数，并优先选用以下数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。（取整），且。由表9-8，试选v选取z1，z1尽量用奇数。，推荐=23.5。当v<2m/s且载荷平稳时，可达10。过大时，链条在小链轮上的包角过小，将减少啮合齿数，因而易出现跳齿或加速轮齿的磨损，故可用二级或二级以上的传动。2 确定计算功率Pca计算功率Pca是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和原动机的种类而确定，即 kW3 初选中心距a0a小，传动结构紧凑，但a太小，链条总长太短，单位时间里每一链节参与啮合次数过多，加剧链的磨损和疲劳。a过大，承载好，但链条长，横向振动大。一

18、般（张紧或托板），中心距不可调时，。4 链节数Lp取整，最好取偶数。5 节距和排数的确定一定条件下，节距越大，链传动承载能力越强，但节距越大，链传动的多边形效应越严重，动载荷、冲击、振动越严重。所以，为使链传动结构紧凑、寿命长，尽量取小节距的单排链。若传动速度高，传递的功率大；或传动中心距小，传动比大，取小节距的多排链。若传动中心距大而传动比小，取大节距的单排链。设计时，先定传动的列数查表9-11得Kp由上式计算得P0由图9-13查得链号查表9-1得节距p。6 验算链速 判断是否与假设符。7 确定实际中心距为保证松边有合适的垂度 实际中心距 若传动中心距可调，a取大值；若中心距不可调，a取小值

19、。8 小链轮毂孔最大直径当确定了链条节距和小链轮齿数后，链轮的结构和各部分尺寸已可定出（表9-3），毂孔的最大直径dkmax也可定出，但dkmax不小于安装链轮处的轴径；若不能满足要求时，可采用特殊结构的链轮（如链轮轴）或重新选择链传动参数（增大z1或p）。9 计算压轴力Q式中：Fe-链传递的有效圆周力，N； KQ-压轴力系数，对于水平传动，KQ=1.15；对于垂直传动KQ=1.05。10 链轮的结构设计，材料和尺寸。11 链传动的润滑和防护。四 低速链传动的静力强度计算对于链速的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的几率很大，故常按下式进行抗拉静力强度计算式中：Sca -链的抗拉静力强度的计

20、算安全系数； Q-单排链的极限拉伸载荷，kN，查表9-1； n-排数； KA-工作情况系数，查表9-9； F1 -链的紧边工作拉力，kN。低速链传动，小链轮齿数可少于17，但不能小于9。§7-7 链传动的布置、张紧和润滑一 链传动的布置链传动一般应布置在铅垂平面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。如确有需要，则应考虑加托板或张紧轮等装置，并且设计较紧凑的中心距。参表9-12。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；同时增加链条和链轮的包角。当两轮中心连线倾斜角大于600时，通常设有张紧装置。张紧的方法：链传动中心距可调时，调节中心距以控制张紧程度；

21、中心距不可调时，可设置张紧轮或在链条磨损变长后取掉12个链节，以恢复原来的长度。张紧轮一般紧压在松边靠近小链轮处。张紧轮可以是链轮，也可以是无齿的滚轮。张紧轮的直径与小链轮的直径接近。张紧轮有自动张紧（用弹簧、吊重等自动张紧装置）及定期调整（用螺旋、偏心等调整装置）。另外还可用压板和托板张紧。三 链传动的润滑链传动的润滑十分重要，对高速、重载的链传动更为重要。良好的润滑可缓和冲击，减轻磨损，延长链条寿命。滚子链的润滑方法和要求参表9-13。润滑油推荐采用牌号为L-AN32、L-AN46、L-AN68的全损耗系统用油。温度低时取前者。对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入MoS2，WS2等抗胶

22、合添加剂。对用润滑油不便的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网得分vrgr存在着赛车手从四川省网

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