机械设计链传动

1、机械设计链传动第1页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四11-1 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运动和动力。9-1 概 述一、链传动的特点和应用优点：1）平均传动比准确，效率较高，容易实现多轴传动97%；（与带传动比较） 2）需要的张紧力小，压轴力小；结构尺寸紧凑；能在低速 重载下较好地工作；能适应较恶劣环境如油污多尘和高温等场合。 （与带传动比较）3）安装精度要求较低，成本低；适用于中心距较大的传动。（与齿轮传动比较）缺点：1）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，需要良好润滑；3）若中心距很大，转速极高时，不及带

2、传动； 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。 广泛用于农业、采矿、冶金、石油、化工等行业中。第2页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四滚子链的结构1传动链有滚子链和齿形链等类型。 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。滚子链分为单排链、双排链、多排链。二、滚子链的结构与尺寸外链板内链板套筒滚子销轴 链上相邻两铰链中心之间的距离 称为链节距，用 p 表示。（图92）概 述 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。第3页，共19页，2022

3、年，5月20日，3点31分，星期四滚子链的结构22.链条的接头形式有：链节数为奇数时，接头处须用过渡链节。有附加弯矩的作用，所以强度仅为通常链节的80左右，故设计时应尽量避免使用过渡链节。链节数最好为偶数 链的长度用链节数 Lp 表示。（图94）用弹簧卡片固定用开口销固定过渡链节滚子链已经标准化，其尺寸规格见表91 。概 述第4页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四4滚子链的标记 链号 排数x链节数 标准号 链号，节距 p=25.4 mm按本标准制造的A系列链节数LP= 80节标准号单排例如： 16 A180 GBT1243.11983 3.滚子链的规格，查表第5页，共19页

4、，2022年，5月20日，3点31分，星期四 这种齿形已经标准化，由标准成型刀具加工，故链轮图上不必绘之端面齿形，只注明“齿形按3R GB124485规定制造”即可。链轮1三、链轮1. 链轮的齿形常用的链轮端面齿形由三段圆弧和一段直线组成，简称三圆弧一直线齿形。但应绘制轴面齿形 ( 应符合GB1244-85的规定 )。 ddadfabcdarrr213zo2o1o3180dfdad（表92）概 述第6页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四链轮2链轮的材料应具有足够的耐磨性和强度。链轮材料表2. 链轮的结构链节距 p 、齿数 z 链轮尺寸计算公式见分度圆直径：齿顶圆直径 da齿

5、根圆直径： 图中应注明： 见（表93）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链轮大直径的链轮3. 链轮的材料通常，小链轮用较好的材料。（图96）概 述链轮分度圆：绕在链轮上的各链节滚子中心所在的圆。第7页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四 采用45、 50、45Mn钢，经淬火、回火处理，齿面硬度4050HRC。 采用35钢经正火处理，齿面硬度160200HBS；或15、20钢经表面渗碳、淬火和回火处理，齿面硬度5060HRC。 采用15Cr、20Cr材料，经表面渗碳、淬火和回火处理，齿面硬度5060HRC； 或40Cr、35SiMu、3

6、5CrMo材料，经淬火、回火处理，齿面硬度4050HRC。4、链轮的材料选用 一般工况下:重要工况下: 简单工况下:第8页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四11-2 链传动的运动特性19-2 链传动的运动特性一、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： 平均传动比为： （是恒定的）第9页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四运动特性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 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

7、性变化的。从动轮上 c点 的速度：瞬时传动比： 链的水平速度：垂直速度：动画演示A第10页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四链传动的动载荷3链传动的运动特性二、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：最大加速度为： 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，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。 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。第11页，共19页，20

8、22年，5月20日，3点31分，星期四受力分析2. 离心力拉力3. 悬垂拉力三、链传动的受力分析1. 工作拉力 （作用于紧边）（作用于全长）（作用于全长）式中： q每米链长质量(kg/m)。链速功率紧边拉力松边拉力 压轴力： （可见，链受的是变载荷）式中：压轴力系数，水平传动取1.15，垂直传动取1.05 链传动的运动特性第12页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四11-3 滚子链传动的设计计算19-3 滚子链传动的设计计算一、滚子链传动的失效形式失效图片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）二、额定

9、功率曲线 每种失效形式都会限定链传动所能传递的功率。 各种失效形式所限定的额定功率曲线，见图910。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 各种型号滚子链在特定试验条件下的额定功率曲线见图911。（z1=19、Lp=100、单排链、载荷平稳等）磨损限定p + pp第13页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四设计计算2 当实际工作条件与上述特定试验条件不同时，需进行修正，则链传动的计算功率为：式中：Kz小链轮齿数系数，见图913。工作点落在曲线顶点左侧时，查表中Kz；工作点落在曲线顶点右侧时，查表中Kz。Kp多排

10、链排数系数，传递的功率 当链速0.6m/s时，主要失效形式为过载拉断，应进行静强度计算。强度条件为：48式中：zp链排数；Q单排链的极限拉伸载荷，见表111。详细说明滚子链传动的设计计算第14页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四设计计算3滚子链传动的设计计算三、主要参数的选择2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。详细说明 1传动比 ii，则小轮包角,小链轮包角不应小于120度参见 P177 选取 z1z2 过大链节磨损容易导致脱链 。故限制 zmax120。3链速通常， 链速不超过12m/s，

11、否则，动载荷会过大。根据计算功率 Pc和小链轮转速 n1查图911确定链号，再由表91查得链节距 p 。4链节距 第15页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四滚子链传动的设计计算5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。设计计算4链的节距越大，承载能力就越高，但运动不均匀性也增大。 在满足承载能力的前提下，应尽量选取较小的链节距。 高速重载时，可选小节距多排链。速度低、传动比小、而中心距大时，选大节距的单排链。一般取中心距 a0= (3050) p，最大取 amax= 80 p。链节数：（916） Lp最好圆整为偶数，中心距 a 按式（917）计算。6计

12、算链传动作用在轴上的压轴力第16页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四11-4 链传动的合理布置和润滑9-4 链传动的合理布置和润滑一、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915）第17页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四合理布置和润滑2三、链传动的润滑 润滑油推荐采用牌号为：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全损耗系统用油。 对于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，这是影响链传动寿命的最主要因素。详细说明（见表99）人工定期润滑滴油润滑油浴或飞溅润滑压力喷油润滑润滑方法：链传动的合理布置和润滑第18页，共19页，2022年，5月20日，3点31分，星期四齿形链的结构特点齿形链的结构特点齿形链又称无声链，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。