机械设计链传动.ppt

1,链传动,链传动的特点及应用 传动链的结构特点 滚子链链轮的结构和材料 链传动的工作情况分析 滚子链传动的设计计算 链传动的布置、张紧与润滑,2,链传动重点内容,链传动的运动特性分析 链传动设计中参数的合理选择,3,链传动的特点及应用,挠性传动；链轮轮齿与链条链节之间啮合。,4,链传动的特点及应用,5,链传动的特点及应用,链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，传动效率较高；封闭式链传动传动效率=0.950.98； 压轴力较小； 传递功率大，过载能力强； 能在低速重载下较好工作； 能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。 缺点是：瞬时链速和瞬时传动比不为常数，工作中有冲击和噪声。,6,链传动的特点及应用,按用途链可分为传动链、起重链和曳引链。 起重链在起重机械中提升重物（v0.25m/s） 曳引链在运输机械中移动重物（v24m/s）,7,传动链的结构特点,传动链用于传递运动和动力，v20m/s；P100kW；i8；一般i=23；=0.950.98。 传动链的类型主要有套筒滚子链和齿形链。 齿形链比套筒滚子链工作平稳、噪声小，承受冲击载荷能力强，但结构较复杂，成本较高。 套筒滚子链的应用最为广泛。,8,传动链的结构特点,9,传动链的结构特点,滚子链的结构由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。 销轴3与外链板2、套筒4与内链板1分别用过盈配合联接。而销轴与套筒、滚子与套筒之间则为间隙配合，所以，当链条与链轮轮齿啮合时，滚子与轮齿间基本上为滚动摩擦。 套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。链板一般做成8字形，以使各截面接近等强度，并可减轻重量和运动时的惯性。,10,传动链的结构特点,11,传动链的结构特点,滚子链的标记方法为： 链号排数整链链节数，标准编号。 16A180 GB12431997，即为按本标准制造的A系列、节距25.4mm、单排、80节的滚子链。,12,传动链的结构特点,除了接头链节外，各链节都是不可分离的。 链的长度用链节数表示。 为了使链条连成环形时，正好是外链板与内链板相连接，链节数最好为偶数。,13,传动链的结构特点,齿形链的组成,14,滚子链链轮的结构和材料,三圆弧一直线 aa ab cd bc,15,滚子链链轮的结构和材料,16,滚子链链轮的结构和材料,17,滚子链链轮的结构和材料,18,19,链传动的平均速度与平均传动比 链绕在链轮上，链条曲折成正多边形的一部分。边长为链条的节距p，边数等于链轮齿数z。链轮每转一转，随之转过的链长为zp，故链的平均速度v为： 链传动的平均传动比为：iz2 /z1。,链传动运动特性,20,链传动的运动特性,链传动的运动不均匀性 链轮转动时，绕在其上的链条的销轴轴心沿链轮节圆(半径为R1)运动。,21,链传动的运动特性,设链轮以角速度1转动时，该链轮的销轴轴心A作等速圆周运动，其圆周速度v1=R11。 为了便于分析，设链在转动时主动边始终处于水平位置。 v1可分解为沿链条前进方向的水平分速度v和上下垂直运动的分速度v，其值分别为： v= v1cos=R11 cos v=v1sin=R11 sin 式中是A点处圆周速度与水平线的夹角。,22,链传动的运动特性,链条的每一链节在主动链轮上对应中心角为1 (=360/z1)，则角的变化范围为(-1/2 1/2)。 当=1/2时，链速最小，vmin=R11cos(1 /2)； 当=0时，链速最大，vmax=R11。,23,链传动的运动特性,主动链轮作等速回转时，链条前进的瞬时速度v周期性的由小变大，又由大变小，每转过一个节距就变化一次。 与此同时，v的大小也在周期性的变化，使链节以减速上升，然后以加速下降。,24,链传动的运动特性,设从动轮角速度为2，圆周速度为v2，由图知: 又因v1=R11，而有 所以瞬时传动比为：,25,链传动的运动特性,随着角和角的不断变化，链传动的瞬时传动比也是不断变化的。当主动链轮以等角速度回转时，从动链轮的角速度将周期性地变化。 只有在z1=z2，且传动的中心距恰为节距p的整数倍时，传动比才可能在啮合过程中保持不变，恒为1。 由上面分析可知，链轮齿数z越小，链条节距p越大，链传动的运动不均匀性严重。,26,链传动动载荷,链水平速度与从动轮角速度的周期性变化引起附加动载荷,27,链传动动载荷,从动链轮的角加速度引起的动载荷,28,链传动动载荷,链节与链轮之间的冲击,29,链传动动载荷,链轮转速愈高 链节距愈大 链轮齿数愈少 引起动载荷愈大,30,受力分析,工作拉力 离心拉力 垂度拉力,31,32,滚子链传动的设计计算,根据链速不同分为一般与低速两种情况： 一般(v0.6m/s)的链传动按功率曲线设计计算 低速(v0.6m/s)链传动按静强度设计计算,33,失效形式,链的疲劳破坏 由于链在运动过程中所受的载荷不断变化，因而链在变应力状态下工作，经过一定的循环次数后，链板会产生疲劳断裂或滚子表面会产生疲劳点蚀和疲劳裂纹。在润滑条件良好和设计安装正确的情况下，疲劳强度是决定链传动工作能力的主要因素。,34,失效形式,链条铰链磨损 链节在进入啮合和退出啮合时，销轴与套筒之间存在相对滑动，在不能保证充分润滑的条件下，将引起铰链的磨损。 磨损导致链轮节距增加，链与链轮的啮合点外移，最终将产生跳齿或脱链而使传动失效,35,失效形式,链条铰链胶合 由于套筒和销轴间存在相对运动，在变载荷的作用下，润滑油膜难以形成，当转速很高时，使套筒与销轴间发生金属直接接触而产生很大摩擦力，其产生的热量导致套筒与销轴的胶合。在这种情况下，或者销轴被剪断，或者套筒、销轴与链板的过盈配合松动，从而造成链传动的失效。,36,失效形式,链条静力拉断 在低速重载的传动中或者链受突然很大的过载时，链条静力拉断承载能力受到链元件的静拉力强度的限制。,37,额定功率曲线,38,39,额定功率曲线,常用滚子链的额定功率曲线，是在特定条件下由实验得到的。 特定条件是指：z1=19；L=100p；单排链；两链轮安装在平行的水平轴上，两链轮共面；载荷平稳；按照推荐的润滑方式润滑；工作寿命为15000小时；链因磨损而引起的相对伸长量不超过3。,40,41,额定功率曲线,P=P0KZKLKP,42,强度条件,43,滚子链传动的计算,链节距和排数 链节距的大小直接决定了链的尺寸、重量和承载能力，而且也影响链传动的运动不均匀性(也称多边形效应)，产生冲击、振动和噪声。设计时应尽量选用较小的链节距。高速重载时，宜用小节距多排链；低速重载时，宜用大节距排数较少的链。,44,滚子链传动的计算,链轮齿数的选择 若小链轮齿数过少，运动速度的不均匀性和动载荷都会很大；链节在进入和退出啮合时，相对转角增大，磨损增加，冲击和功率损耗也增大。,45,滚子链传动的计算,小链轮齿数如选得太大，大链轮齿数z2则将更大，除了增大传动尺寸和重量外，也会因链条节距的伸长而发生脱链，导致降低使用寿命。 从动轮齿数z2=iz，通常z2max=120。,46,滚子链传动的计算,链节数与中心距 过小，加快链的磨损 过大，松边上下颤动，传动不平稳 推荐 a=3050p (80p),47,滚子链传动的计算,48,49,50,选择与填空,1 与带传动相比较，链传动的主要特点之一是_。（1）缓冲减振 （2）过载保护 （3）无打滑,51,选择与填空,2 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组成，其_之间、_之间分别为过盈联接，而_之间、_之间分别为间隙配合。,52,选择与填空,3 链条的磨损主要发生在_的接触面上。 4 多排链的排数不宜过多，这主要是因为排数过多则_。（1）给安装带来困难 （2）各排链受力不均严重 （3）链传动的轴向尺寸过大 （4）链的质量过大,53,选择与填空,5 链传动的主要失效形式有_四种。在润滑良好、中等速度的链传动中，其承载能力主要取决于_ 。,54,分析与思考,6 为什么在自行车中一般都采用链传动，而不用带传动？ 7 齿形链为什么没有内导板或外导板？ 8 对链轮材料的基本要求是什么？大、小链轮的硬度要求有何不同？ 9 为什么链传动的平均传动比是常数，而在一般情况下瞬时传动比不是常数？,55,分析与思考,10 影响链传动运动不均匀性的因素有哪些？如何影响？ 11 为了提高链传动的运动均匀性和减小动载荷，在满足强度要求的条件下，在设计上应采用什么措施？ 12 链传动的额定功率曲线是在什么条件下得到的？当所设计的链传动与上述条件不符合时，要进行哪些项目的修正？,56,分析与思考,13 若只考虑链条铰链的磨损，脱链通常发生在哪个链轮上？为什么？ 14 为什么小链轮齿数不宜过多或过少？ 15 试分析链节距过大或过小对传动有何影响。 16 链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？,57,分析与思考,17 什么情况下按功率曲线来选择链条？什么情况下按静强度计算来选择链条？,58,分析与思考,18 有一链传动，z1=25，z275，n1=900 rmin。现由于工作需要，拟将从动轮转速降低到n2=200rmin（允许误差为士3），试问：（1）若从动轮齿数及其它各条件不变，应将主动轮齿数减小到多少？此时链条所能传递的功率将是原来的多少倍？（2）若主动轮齿数及其它各条件不变，应将从动轮齿数增大到多少？此时链条所能传递的功率将是原来的多少倍？（3）上述两种方案中，哪种方案比较合适？为什么？注：上述两种方案中，因换大、小链轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略。,59,设计计算,19 滚子链传动传递的功率P=8.5kW， 工况系数KA=1.2，主动链轮转速n1= 960r/min，齿数z1=21，从动链轮转速n2=330rmin，中心距a600mm，链节距p=12.7mm，试计算需要几排链。,60,设计计算,20 单排滚子链传动，主动链轮转速n1=600rmin，齿数z1=21，从动链轮齿数z2=105，中心距a=910mm，该链的节距p=25. 4mm，工况系数调KA=1.2，求链所能传递的功率P。,61,设计计算,21 设计一输送装置用的链传动。已知传递的功率P=16.8kW，主动轮转速n1=960r/min，传动比i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距a800mm，水平布置。,