第九章链传动(1)(精品)

1、第九章第九章 链传动链传动教学内容教学内容链传动的特点及应用链传动的特点及应用1传动链的结构特点传动链的结构特点2滚动链链轮的结构和材料滚动链链轮的结构和材料3链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析4滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑9.1 链传动的特点及应用一、链传动的工作原理一、链传动的工作原理1 1、工作原理、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮啮合合来传递动力和运动。来传递动力和运动。2 2、组成、组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑

2、系统和张紧装置等。紧装置等。9.1 链传动的特点及应用二、链传动的特点二、链传动的特点1 1、优点、优点( (和和带传动带传动相比）相比） 没有滑动和打滑，能保持准确的没有滑动和打滑，能保持准确的平均传动比平均传动比 传动尺寸紧凑传动尺寸紧凑 不需很大张紧力不需很大张紧力, ,轴上载荷较小轴上载荷较小 效率较高效率较高 能在湿度大、温度高的环境工作能在湿度大、温度高的环境工作 链传动能吸振与缓和冲击；链传动能吸振与缓和冲击；结构简单，加工成本低廉，安装精度要求低；结构简单，加工成本低廉，安装精度要求低；适合较大中心距的传动；适合较大中心距的传动；能在恶劣环境中工作。能在恶劣环境中工作。9.1

3、链传动的特点及应用二、链传动的特点二、链传动的特点1 1、优点、优点( (和和齿轮传动齿轮传动相比）相比）2 2、缺点、缺点: :只能用于平行轴间的同向回转传动只能用于平行轴间的同向回转传动瞬时速度不均匀瞬时速度不均匀高速时平稳性差高速时平稳性差不适宜载荷变化很大和急速反转的场合不适宜载荷变化很大和急速反转的场合有噪声有噪声 成本高，磨损后易发生跳齿成本高，磨损后易发生跳齿9.1 链传动的特点及应用二、链传动的特点二、链传动的特点9.1 链传动的特点及应用三、链传动的应用三、链传动的应用 适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、

4、采矿、起重、金属切机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。中低速传动：传动比削机床、摩托车、自行车等。中低速传动：传动比88，P100KWP100KW，V12-15m/sV12-15m/s，无声链最大线速度无声链最大线速度可达可达40m/s40m/s（不适于在冲击与急促反向等情况不适于在冲击与急促反向等情况） 四、链传动的类型四、链传动的类型9.1 链传动的特点及应用四、链传动的类型四、链传动的类型9.1 链传动的特点及应用1、传动链、传动链1）滚子链）滚子链2）齿形链）齿形链四、链传动的类型四、链传动的类型9.1 链传动的特点及应用2、输送链、输送链3 3、起重

5、链、起重链四、链传动的类型四、链传动的类型9.2 9.2 传动链的结构特点传动链的结构特点1、组成、组成：滚子、套筒、销轴、内链板和外链板滚子、套筒、销轴、内链板和外链板。内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接过盈联接；滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合间隙配合。一、滚子链一、滚子链外链板内链板9.2 9.2 传动链的结构特点传动链的结构特点一、滚子链一、滚子链 滚子链有单排链、双排链、多排滚子链有单排链、双排链、多排链，多排链的承载能力与排数成正比，链，多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载

6、荷不易但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。均匀，故排数不宜过多。2 2、节距、节距p p：滚子链上相邻两滚子链上相邻两滚子中心的距离。滚子中心的距离。9.2 9.2 传动链的结构特点传动链的结构特点一、滚子链一、滚子链3、链条接头处的固定形式、链条接头处的固定形式:偶数节：开口销（大节距）或弹簧卡片（小节距）偶数节：开口销（大节距）或弹簧卡片（小节距）奇数节：过渡链节奇数节：过渡链节（会产生附加弯矩，一般不采用）（会产生附加弯矩，一般不采用）4、滚子链的标准、滚子链的标准9.2 9.2 传动链的结构特点传动链的结构特点一、滚子链一、滚子链链号排数整链链节数标准编号例：08A-

7、1-86 GB1234-1997（1 1）基本参数）基本参数（2 2）滚子链的标记）滚子链的标记)(164 .25mmP 链号链节距9.2 9.2 传动链的结构特点传动链的结构特点二、齿形链二、齿形链齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而成。工作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动。齿形链上设有导板，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的链轮结构简单。9.2 9.2 传动链的结构特点传动链的结构特点二、齿形链二、齿形链与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠，多用于

8、高速或运动精度要求较高的传动装置中。工作可靠，多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。6060。圆销式圆销式轴瓦式轴瓦式滚柱式滚柱式 二、齿形链二、齿形链9.2 9.2 传动链的结构特点传动链的结构特点9.3 滚子链链轮的结构和材料一、链轮的参数和齿形一、链轮的参数和齿形 链轮是链传动的主要零件，其链轮是链传动的主要零件，其齿形已齿形已经标准化经标准化。链轮设计的主要内容是：。链轮设计的主要内容是：链轮的基本参数：链轮的基本参数： 配用链条的节距配用链条的节距 p、滚子的最大外径滚子的

9、最大外径 d1、排距排距 pt、齿数齿数z。 确定链轮的结构和尺寸；确定链轮的结构和尺寸； 选择链轮的材料和热处理方式；选择链轮的材料和热处理方式； 链轮的主要尺寸见下图，链轮毂孔的直径应小于其最大许链轮的主要尺寸见下图，链轮毂孔的直径应小于其最大许用直径用直径dkmax。 dgdkdfdadgd9.3 滚子链链轮的结构和材料一、链轮的参数和齿形一、链轮的参数和齿形链轮的结构和材料2链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）。图中，齿廓上的示）。图中，齿廓上的a-a、a-b、c-d线段为三段圆弧，半径线段为三段圆弧，半径依次为依次为

10、 r1、r2和和 r3；b-c线段为直线段。线段为直线段。 abcdarrr213zo2o1o3180端面齿形：端面齿形：三圆弧一直线三圆弧一直线 bg(h)r5gbB2B3ptptr5轴面齿形轴面齿形 ：圆弧圆弧+ +直线直线 便于进入或退出啮合单排链轮单排链轮轴面齿形轴面齿形多排链轮多排链轮轴面齿形轴面齿形直线指采用标准刀具加工r4链轮的参数和齿形链轮的参数和齿形链轮的轴向齿廓及尺寸链轮的轴向齿廓及尺寸三、链轮结构三、链轮结构9.3 滚子链链轮的结构和材料孔板式孔板式焊接式焊接式实心式实心式组合式组合式应保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，应保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，小链轮通常采小链轮通

11、常采用较好的材料制造用较好的材料制造。四、链轮材料四、链轮材料9.3 滚子链链轮的结构和材料一、链传动的运动特性一、链传动的运动特性1000601000602211PnZPnZVVmconstZZnniim1221consti21瞬当链轮转速为当链轮转速为n1、n2时：时： 链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化。这就造成链运动速度的不均匀这就造成链运动速度的不均匀, ,作有规律的周期性的波动。作有规律的周期性的波动。 在链传动中，链条包在在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的形的轮子上，正多边形

12、的边长等于链条的节距边长等于链条的节距p p每分钟小轮上链条转过的长度每分钟小轮上链条转过的长度 每分钟大轮上链条转过的长度每分钟大轮上链条转过的长度 11pnz22pnz9.4 9.4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析9.4 9.4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析分析主动轮链条销轴轴心分析主动轮链条销轴轴心A的速度的速度1112dv 水平分速度水平分速度垂直分速度垂直分速度cos211dvxsin2111dvy变化范围：变化范围：)360(2210111z变化情况变化情况刚进入啮合刚进入啮合达顶点达顶点退出啮合退出啮合21021前进前进V Vmin Vmax Vmin 一、

13、链传动的运动特性一、链传动的运动特性牵引链条运动的速度牵引链条运动的速度 同理，从动轮链条销轴轴心同理，从动轮链条销轴轴心C的的cos222dvx水平速度水平速度则有：则有：cos2cos22211ddvx瞬时传动比：瞬时传动比：coscos1221ddi每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度周期性由小大小周期性由小大小1z变化范围变化范围瞬时速度变化瞬时速度变化垂直分速度亦周期性变化，链条抖动垂直分速度亦周期性变化，链条抖动-链传动的多边形效应链传动的多边形效应 即使主动轮角速度即使主动轮角速度 1恒定，而恒定，而 2随随 而变化，而变化，I

14、瞬瞬不恒定不恒定,9.4 9.4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析C二、链传动的动载荷二、链传动的动载荷9.4 9.4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析周期性变化产生的加速度：周期性变化产生的加速度：v链速链速sin2211ddtdva当当21时，时，221maxpa101360z)/180sin(101zpd 2sin21211maxdaa链轮转速越高链轮转速越高节距越大节距越大(齿数越少齿数越少)链传动的动载荷越大链传动的动载荷越大cos211dv 当当P、Z一定，则必须限制一定，则必须限制n nL极限转速极限转速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

15、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。二、链传动的动载荷二、链传动的动载荷9.4 9.4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析1 1平均链速和平均传动比平均链速和平均传动比常数1212212111ZZpZpZnnism100060pZn100060pZnv小小 结结一运动不均匀性一运动不均匀性固有特性固有特性2 2瞬时链速和瞬时传动比瞬时链速和瞬时传动比小小 结结A 主动轮：主动轮：水平方向水平方向 vx=v1cos=R1w1cos=链速链速V 垂直方向垂直方向 vy1= v1sin= R1w1sin11111111111111111

16、1180sin0180sin180cos180cos1801800180ZwRZwRvZwRwRZwRvZZZAAAooyooooo 的变化的变化的变化的变化之间之间介于介于的变化的变化铰链位置铰链位置 一个链节中链速一个链节中链速v v由小由小大大小变化，垂直小变化，垂直v vy1y1由减速上升后又作加速下降。每过一个链节由减速上升后又作加速下降。每过一个链节就重复一次，导致链产生有规律的振动。就重复一次，导致链产生有规律的振动。 B从动轮从动轮：二动载荷二动载荷不可避免不可避免1 1速度冲击速度冲击2pwZ180isinwRasinwRdtdsinwRdtdvacoswRv12o11max

17、1211111说明说明：转速：转速w愈高，节距愈高，节距p愈大，齿数愈大，齿数Z 愈少动载荷愈大愈少动载荷愈大2 2振动冲击振动冲击3 3啮合冲击啮合冲击4 4惯性冲击惯性冲击小小 结结三、受力分析三、受力分析9.4 9.4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析受力分析链传动在安装时，链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力应使链条受到一定的张紧力，张紧的目，张紧的目的主要是使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生的主要是使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象。振动、跳齿或脱链现象。 链的紧边拉力为：链的紧边拉力为： fce1FFFF链的松边拉力为：链的松

18、边拉力为： fc2FFF其中：其中：FeFe为有效圆周力：为有效圆周力：vPF1000eF Fc c为离心力引起的拉力：为离心力引起的拉力：2cqvF 在上述各式中，在上述各式中，P P 为传递的功率（为传递的功率（kW)kW)；v v为链速为链速(m/s)(m/s)；q q为单位长度链条的质量为单位长度链条的质量(kg/m)(kg/m)。F Ff f为为悬垂拉力悬垂拉力，与链条松边的垂度和传动的布置方式有关。，与链条松边的垂度和传动的布置方式有关。9.5 滚子链传动的设计计算一、链传动的失效形式一、链传动的失效形式1 1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏2

19、2）链节磨损后伸长）链节磨损后伸长 3 3）冲击破坏）冲击破坏 4 4）胶合）胶合 5 5）轮齿过度磨损）轮齿过度磨损 6 6）过载拉断）过载拉断 二、极限功率曲线二、极限功率曲线9.5 滚子链传动的设计计算上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，在中等速在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；随着链轮；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，

20、转速越高，传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，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。使链条迅速失效。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Plim/kW小链轮转速n1 /(r/min)9.5 滚子链传动的设计计算1 1、链轮齿数、链轮齿数选择小链轮齿数选择小链轮齿数Z Z1 1 计算大链轮齿数计算大链轮齿数Z Z2 2= =iZiZ1 1。小链轮齿数小链轮齿数Z Z1 1过少过少相对转角相对转角 、 运动不平稳严重。运动不平稳严重。 圆周力圆周力FeFe 加速磨损。加速磨损。 Z Zminmin=9=9，Z Z1

21、 11717小链轮齿数小链轮齿数Z Z1 1过大过大ZZ2 2，增大了传动的尺寸和质量。增大了传动的尺寸和质量。 Z Zmaxmax120 120 链轮齿数为奇数链轮齿数为奇数 三、滚子链传动的设计方法和步骤三、滚子链传动的设计方法和步骤传动比传动比1234566齿数齿数z127312533172117zpdzppdd180sin180sinz1 z2 易脱链；易脱链； z2= i z11201 1、链轮齿数、链轮齿数三、滚子链传动的设计方法和步骤三、滚子链传动的设计方法和步骤注意：注意：若链条的铰链发生磨损，将若链条的铰链发生磨损，将使链条节距变长、链轮节圆使链条节距变长、链轮节圆d向向齿顶

22、移动。节距增长量齿顶移动。节距增长量p与节与节圆外移量圆外移量d的关系，可由式导的关系，可由式导出：出：通常限制链传动的传动比通常限制链传动的传动比i6i6，推荐的传动比推荐的传动比i i2 23.53.5。 2 2、传动比、传动比i包角包角参与啮合的齿数参与啮合的齿数 轮齿承受载荷轮齿承受载荷轮齿磨损轮齿磨损脱链脱链跳齿跳齿 1 1120120三、滚子链传动的设计方法和步骤三、滚子链传动的设计方法和步骤3 3、确定计算功率、确定计算功率 计算功率计算功率P Pcaca是根据传递的额定功率是根据传递的额定功率P P，并考虑工作情况并考虑工作情况来确定的。来确定的。PKKKPpzAcaK KA

23、A为链传动的工作情况系数；为链传动的工作情况系数；K Kz z主动链轮齿数系数；主动链轮齿数系数；K Kp p多排链系数。多排链系数。三、滚子链传动的设计方法和步骤三、滚子链传动的设计方法和步骤链条节距链条节距 p可根据功率可根据功率Pca和小链轮转速和小链轮转速 n1由由额定功率曲线选取。额定功率曲线选取。4 4、链的节距、链的节距 链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应链的节距越大，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链。节距的链。 三、滚子链传动的设计方法和步骤三、滚子链

24、传动的设计方法和步骤p p 承载能力承载能力尺寸尺寸，但不均匀性，但不均匀性、动载荷、动载荷 。 选择：满足承载能力的前提下选择：满足承载能力的前提下 p p 例如：高速重载例如：高速重载 小小p p 多排链多排链 ；。5 5、链传动的中心距和链节数、链传动的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。三、滚子链传动的设计方法和步骤三、滚子链传动的设计方法和步骤中心距中心距松边颤动松边颤动中心距中心距小链轮包角小链轮包角 轮齿承受载荷轮齿承受载荷 脱链、跳齿脱链、跳齿 链条的绕转次数链条的绕转次数 链条曲伸次数和应力循环次链条曲

25、伸次数和应力循环次数数 加剧磨损和疲劳加剧磨损和疲劳设计计算4链条的长度以链条的长度以链节数链节数L Lp0p0来表示，链节数为：来表示，链节数为：计算出的计算出的L Lp0p0应圆整为整数，最好取为应圆整为整数，最好取为偶数偶数Lp ，链传动的最大中心距为：链传动的最大中心距为：设计时一般取中心距设计时一般取中心距a0=(3050)p，最大取，最大取a0max=80p。5 5、链传动的中心距和链节数、链传动的中心距和链节数三、滚子链传动的设计方法和步骤三、滚子链传动的设计方法和步骤)(2211zzLpfap 0212210p0)2(22apzzzzpaLf1为中心距计算系数为中心距计算系数6

26、 6、计算链速、计算链速10006011pnzvsmvsmv/86/1512推荐7 7、 计算轴压力计算轴压力vPFFep1000)3 . 12 . 1 ()3 . 12 . 1 ( 三、滚子链传动的设计步骤和方法三、滚子链传动的设计步骤和方法 对于链速对于链速v v0.6m/s0.6m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够的低速链传动，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。而破坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。理由理由： 冲击冲击、动载荷、动载荷。 1、选择链轮齿数、选择链轮齿数 Z1、Z2和确定传动比和确定传动比2、计算当量的单排链轮的计算功率、计算当量的单

27、排链轮的计算功率Pca3、确定链条型号和节距、确定链条型号和节距p4、计算节数和中心距、计算节数和中心距5、计算链速、计算链速v，确定润滑方式，确定润滑方式6、计算链传动作用在轴上的压轴力、计算链传动作用在轴上的压轴力Fp齿数在齿数在17114之间；之间； i=Z i=Z2 2/Z/Z1 1PKKKPpzAca0212210p)2(22apzzzzpaL )(2211zzLpfap 10006011pnzvepFF)3 . 12 . 1 ( 三、滚子链传动的设计步骤和方法三、滚子链传动的设计步骤和方法 9.6 链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑一、布置一、布置 1、链传动只能布置

28、在铅垂面内，不能布置在水平或倾斜平面内、链传动只能布置在铅垂面内，不能布置在水平或倾斜平面内 2、两轮中心线最好水平或水平面夹角小于、两轮中心线最好水平或水平面夹角小于45 链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过垂度过大大时产生啮合不良和链条的振动现象；同时也为了增加链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。条与链轮的啮合包角。二、张紧二、张紧三、链传动的润滑 链传动的润滑至关重要。合宜的润滑能显著降低链条铰链链传动的润滑至关重要。合宜的润滑能显著降低链条铰链的磨损，延长使用寿命。的磨损，延长使用寿命。1 1）人工定期

29、用油壶或油刷给油；）人工定期用油壶或油刷给油；链传动的润滑方式有四种：链传动的润滑方式有四种：2 2）用油杯通过油管向松边内）用油杯通过油管向松边内外链板间隙处滴油外链板间隙处滴油(图a)3 3）油浴润滑）油浴润滑( (图图b)b)或用甩油盘将或用甩油盘将油甩起，以进行飞溅润滑油甩起，以进行飞溅润滑( (图图c c）4 4）用油泵经油管向链条连续供油，循环油可起润滑）用油泵经油管向链条连续供油，循环油可起润滑和冷却的作用和冷却的作用三、链传动的润滑一、链传动的运动不均匀特性一、链传动的运动不均匀特性多边形效应多边形效应1000601000602211pnzpnzv平均z1z2 ppn1n2=v平均平均=常数平1221zznniO2a 1=r11瞬时传动比瞬时传动比多边形效应多边形效应O1设：主动轮的角速度设：主动轮的角速度1=常数；从动轮的角速度为常数；从动轮的角速度为2 ；