第五章链传动

1、第五章第二节 链传动学习要求学习要求 了解链传动的类型、特点和应用场合了解链传动的类型、特点和应用场合 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析重点重点 掌握链传动的工作原理、受力分析，掌握链传动的工作原理、受力分析，滚子链滚子链传传动的失效形式、设计准则、设计方法和步骤动的失效形式、设计准则、设计方法和步骤 滚子链滚子链传动设计计算传动设计计算 熟悉滚子链熟悉滚子链的结构及标准，链传动的张紧和润滑的结构及标准，链传动的张紧和润滑 概述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啮合来传递动力和运动两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动2. 2. 组成组

2、成 主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等一、链传动工作原理与特点一、链传动工作原理与特点 概述概述二、传动特点二、传动特点1. 1. 优点优点 与带传动相比：与带传动相比：2 2） 高高3 3）结构紧凑（）结构紧凑（带传动要求带传动要求 1 1120120aa）4 4）压轴力小（啮合传动）压轴力小（啮合传动张紧力小）张紧力小）5 5）可在高温、潮湿等恶劣环境下工作）可在高温、潮湿等恶劣环境下工作无弹性滑动无弹性滑动 1 1）1221zznni平均准确准确 概述概述与齿轮传动相比：与齿轮传动相比：1 1）适于远距离传动）适于远距离传

3、动2 2）成本低（制造、安装精度）成本低（制造、安装精度）2. 2. 缺点缺点1 1）只能用于平行轴间的传动，且同向转动）只能用于平行轴间的传动，且同向转动2 2）瞬i不准确，振动、平稳性差、噪音大不准确，振动、平稳性差、噪音大3 3）成本比带传动高）成本比带传动高概述概述三、应用三、应用Pmax5000kW，vmax40m/s，imax15，amax8m一般：一般： P100kW， v 15m/s，i 81. 1. 不宜用于载荷变化大和急促反向的传动不宜用于载荷变化大和急促反向的传动2. 2. 用于用于a a较大，要求较大，要求i i平均不变，而不平均不变，而不宜采用齿轮或带传动场合宜采用齿

4、轮或带传动场合广泛应用在广泛应用在其它低速重载场合其它低速重载场合叉车叉车自行车、摩托车自行车、摩托车 概述概述四、链的种类四、链的种类传动链传动链 一般机械传动，一般机械传动，v20m/sv20m/s传动链传动链起重链起重链 提升重物，提升重物，v0.25m/sv0.25m/s起重链起重链曳引链曳引链 移动重物，移动重物，v=24m/sv=24m/s曳引链曳引链 传动链的结构特点传动链的结构特点一、传动链的结构一、传动链的结构按结构分为：按结构分为：滚子链滚子链齿形链齿形链 传动链的结构特点传动链的结构特点1 1、滚子链、滚子链 结构结构自由滚动，减小摩擦，磨损自由滚动，减小摩擦，磨损内、外

5、链板呈内、外链板呈“8 8”字形：字形：? ? 传动链的结构特点传动链的结构特点phdzb1b2d内 链 板外 链 板销 轴套 筒滚 子 传动链的结构特点传动链的结构特点 传动链的结构特点传动链的结构特点 接头形式接头形式：连接链节：连接链节：偶数节：偶数节：奇数节：奇数节：弹簧卡片弹簧卡片开口销、开口销、 传动链的结构特点传动链的结构特点 主要参数主要参数 基本参数基本参数p尺寸尺寸p = = 链号链号25.4/16（mm） 链节数链节数Lp整数，一般为整数，一般为 排数排数zp单排链单排链排数排数承载承载， zp 3-4多排链多排链 传动链的结构特点传动链的结构特点 标准化标准化滚子链已滚

6、子链已GB1243.183链号链号排数排数链节数链节数标准编号标准编号例：例： 08A187 GB243183 A系列、节距系列、节距p=12.7mm，单排，单排，87节节 传动链的结构特点传动链的结构特点2 2、齿形链、齿形链承受冲击能力比滚子链好，噪音低，平稳承受冲击能力比滚子链好，噪音低，平稳“”带外导板带外导板带内导板带内导板 圆销式圆销式轴瓦式轴瓦式滚柱式滚柱式铰链形式：铰链形式： 传动链的结构特点传动链的结构特点二、链轮二、链轮滚子链链轮滚子链链轮设计时主要确定结构及尺寸设计时主要确定结构及尺寸常用常用“”“齿形按齿形按3RGB1244-85规定制造规定制造”zpd180sin分度

7、圆直径：分度圆直径： 传动链的结构特点传动链的结构特点滚子链链轮轴面齿形ddfLxdadgdkdg 传动链的结构特点传动链的结构特点链轮结构：链轮结构：（轮毂处采用了（轮毂处采用了胀紧联结胀紧联结 ） 传动链的结构特点传动链的结构特点三、链和链轮材料三、链和链轮材料链传动的运动特性整条链：挠性体整条链：挠性体单个链节：刚性体单个链节：刚性体链条绕上链轮时，链节与链条绕上链轮时，链节与链轮轮齿啮合，形成正多边形链轮轮齿啮合，形成正多边形一部分。链条与链轮分度圆在一部分。链条与链轮分度圆在运动中交替呈现相割和相切运动中交替呈现相割和相切 链轮转一周，链条转过长度为链轮转一周，链条转过长度为zpzp

8、 平均链速：平均链速：smpnzpnzv/1000601000602211 平均传动比：平均传动比：122112zznni一、链传动的运动不均匀性一、链传动的运动不均匀性链传动的运动特性实际上：实际上：假设：紧边在传动时总是处于假设：紧边在传动时总是处于水平位置水平位置sin11Rv 水平分速度水平分速度, ,即即, ,使使 链条前进链条前进, , 垂直分速度垂直分速度, ,使链条上下使链条上下 移动移动, ,cos11 Rv主动轮主动轮：在某一时刻，销轴的圆周速度为：在某一时刻，销轴的圆周速度为 11R链传动的运动特性由：由：2211可见可见常数1时，时，常数v1 链节距对应的中心角，链节距

9、对应的中心角，111802z两个特殊位置：两个特殊位置：21时：时：111min180coszRv111max180sinzRv0时：时：111maxvRv0min v链传动的运动特性如图：如图：vv 、均作周期性变化均作周期性变化每每为周期为周期v “”v “”1z21、有规律振动、有规律振动 运动不均匀性运动不均匀性链传动的运动特性：cos22 Rv2222)1802(22zcos22Rv v v、 变化变化 2 2变化变化由由 coscos1122RRvcoscos1221RRi瞬时： i i瞬时瞬时变化变化 链速不均匀链速不均匀i i瞬时瞬时=1=1链传动的运动特性二、链传动的动载荷二

10、、链传动的动载荷1. 动载荷产生动载荷产生主要原因主要原因 由于由于v v、 2 2周期性变化周期性变化附加动载荷附加动载荷链的加速度：链的加速度：sinsin21111RdtdRdtdva21时：时：2180sin2sin2112111211maxpzRRappz z1 1aa动载荷动载荷可见：可见：n n1 1 1 1链传动的运动特性 链条进入链轮瞬间，产生冲击链条进入链轮瞬间，产生冲击附加动载荷附加动载荷可见：可见： qqppnn E Ek k为为E Ek k 由于链由于链张紧不好张紧不好、链条松弛链条松弛在起动、制动、载荷变化等情况下在起动、制动、载荷变化等情况下惯性冲击惯性冲击cnq

11、pEk23常数常数冲击动能：冲击动能：链传动的链传动的和和是链传动的是链传动的 链条的链条的垂直分速度垂直分速度v 周期性变化（大小、方向）周期性变化（大小、方向）链条横向振动链条横向振动链传动的运动特性3. 降低动载荷的措施降低动载荷的措施 n n1 1nnlimlim; ; 链传动尽量放在链传动尽量放在低速级低速级 选用小选用小p p，多，多 z z 的链传动的链传动思考：链传动为什么布置在低速级思考：链传动为什么布置在低速级? ?带传动应布带传动应布置在多级传动的高速级还是低速级？为什么？置在多级传动的高速级还是低速级？为什么？ 链的节距越大，链的节距越大，多边形效应多边形效应越严重越严

12、重 链轮转速越高，链轮转速越高，多边形效应多边形效应越严重越严重2. 结论结论滚子链的选择与计算210qaKFff一、紧边拉力一、紧边拉力fceFFFF11 1、有效圆周力、有效圆周力F Fe e)(1000NPFePkW vm/s2 2、离心力、离心力F Fc c)(2NqFcqkg/m3 3、悬垂拉力、悬垂拉力F Ff f布置方式、垂度大小布置方式、垂度大小),max(fffFFF k kf f垂度系数垂度系数210)sin( qaKFff滚子链的选择与计算二、松边拉力二、松边拉力fcFFF2三、压轴力三、压轴力eFPpFkF注意：注意：1 1）链传动紧边布置与带传动相反）链传动紧边布置与

13、带传动相反2 2）张紧力：链传动张紧力不决定工作能力）张紧力：链传动张紧力不决定工作能力 防止脱链、跳齿防止脱链、跳齿3 3）因张紧力小，压轴力比带传动小）因张紧力小，压轴力比带传动小控制松边垂度控制松边垂度而是而是滚子链的选择与计算一、失效形式一、失效形式1. 1. 链条元件的链条元件的 （ 交变应力下工作）交变应力下工作）2. 2. 铰链铰链pp 脱链脱链3. 3. ：销轴与套筒（高速或润滑不良）：销轴与套筒（高速或润滑不良）4. 4. ：起动、制动、反转：起动、制动、反转6. 6. 链轮轮齿磨损链轮轮齿磨损5. 5. ：smv/6 . 0下，过载拉断下，过载拉断滚子链的选择与计算二、额定

14、功率二、额定功率针对各种失效形式针对各种失效形式极限额定功率曲线极限额定功率曲线（）疲劳疲劳冲击冲击胶合胶合Plimn1PlimkWn1r/min1链板疲劳强度限定链板疲劳强度限定2滚子、套筒冲击滚子、套筒冲击疲劳强度限定疲劳强度限定3销轴、销轴、套筒胶合限定套筒胶合限定单排链极限功率曲线单排链极限功率曲线滚子链的选择与计算三、额定功率三、额定功率P Pcaca为避免上述失效形式为避免上述失效形式特定条件特定条件下，作试验曲线下，作试验曲线特定条件：特定条件：水平安装水平安装z z1 1=25=25单排单排L Lp p=120=120链节链节i=3i=3L Lh h=15000h=15000h

15、实际使用时，实际使用时，额定功率要加以额定功率要加以滚子链的选择与计算955.420-A滚子链的选择与计算三、参数选择三、参数选择a a一定时，一定时，ii 同时啮合齿数少同时啮合齿数少 磨损磨损 跳齿跳齿821nni，通常：，通常： 1 1120120，i = 2i = 23.53.51 1）不宜过少）不宜过少zz1maxmin180coszvv111max180sinzRv垂直分速度，垂直分速度，zz，同时啮合齿数，同时啮合齿数，zz，链节间相对转角，链节间相对转角，功率消耗功率消耗 限制限制z zminmin滚子链的选择与计算p+ppd+dd2 2）不宜过多）不宜过多由于：由于：zpd1

16、80sin磨损后：磨损后：pp+ppp+pzppdd180sin即：即：zpd180sin当当pp相同时：相同时：zz d d 链节外移链节外移( (爬齿爬齿) 脱链可能性脱链可能性 z zmax max = 120= 120问问：自行车链传动，磨损自行车链传动，磨损后脱链从哪轮开始？后脱链从哪轮开始？前前轮：轮：z z多多滚子链的选择与计算 v v12m/s12m/s3 3）均匀磨损）均匀磨损L Lp p为偶数为偶数 链轮链轮应采用与应采用与L Lp p互质的互质的 pp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、振动噪音滚子链的选择与计算v v一定

17、：一定：aa L Lp p 屈伸次数屈伸次数 d d一定：一定：aa 1 1 同时啮合齿数同时啮合齿数 aa 松边上下颤动，松边上下颤动， a = a =（30305050）p ap amaxmax = 80p = 80p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aa滚子链的性质与计算四、滚子链传动设计计算四、滚子链传动设计计算1. 1. 已知条件已知条件1) 1) 传递的功率传递的功率2) 2) 转速或传动比转速或传动比3) 3) 传动对外廓尺寸的要求传动对外廓尺寸的要求4) 4)

18、 传动工作条件传动工作条件5) 5) 原动机类型等等原动机类型等等2. 2. 设计内容设计内容1) 1) 确定链条型号、链节数和排数确定链条型号、链节数和排数2) 2) 链轮齿数及链轮直径及结构尺寸链轮齿数及链轮直径及结构尺寸3) 3) 中心距中心距4) 4) 压轴力压轴力F FP P5) 5) 设计张紧装置、确定润滑方式设计张紧装置、确定润滑方式滚子链的选择与计算21zzi PKKKPpzAca3. 3. 设计步骤设计步骤1) 1) 选择链轮齿数和传动比选择链轮齿数和传动比链轮齿数链轮齿数z: 17z: 17114114传动比传动比: :2) 2) 计算单排链计算功率计算单排链计算功率3) 3) 确定链条型号和节距确定链条型号和节距根据根据由图由图5.125.12确定型号确定型号p4) 4) 计算链节数和中心距计算链节数和中心距初选初选a =（3050）p02122100222apzzzzpaLp计算链节数计算链节数 Lp滚子链的选择与计算100061000602211pnzpnz