《链传动重点》PPT课件

5.1链传动的概述,组成：链轮、环形链条,作用：链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同 向传动。,链传动实例,特点：与带传动相比 1. 链轮传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；,2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承 的摩擦损失 ；,3.结构紧凑；,4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；与传齿轮动相比,5.制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单。,缺点： 瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性 较差，有一定的冲击和噪声。,应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机 床及摩托车中。,销轴与外链板铆牢，分别称为内外链板。 内外链板构成一个铰链。当链条啮入啮出时，内外链板作相对转动。同时滚子沿链轮链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均做成8字形，以减轻重量，并保持各横截面的强度大致相等,5.2滚子链和链轮,类型,滚子链的组成： 销轴、套筒、滚子、内链板、外链板。,齿形链,滚子链,套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合,内链板紧压在套筒两端，称为内链节 。,潘存云教授研制,5.2.1 滚子链及其结构,双排滚子链,链条的主要参数节距p：,节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。 p 越大，链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。,结构类型：单排链和多排链。,滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是A系列.,链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。,若链节数为奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。,滚子链的标记：,标记实例： 08A-1- 87 GB/T1243 1997 A系列，节距12.7mm,单排，87节,链号,国标号,齿形链是由许多齿形链板用铰链连接而成。,5.2.2 齿形链,齿形链板的两侧是直边，工作时链板的侧边与链轮齿廓相啮合。链板的成形孔内装入棱柱，两棱柱相互滚动，可减小摩擦和磨损。,优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承 受冲击载荷的能力高。,缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。,应用场合：多应用于高速（链速可达40 m/s）或运动 精度要求较高的场合。,滚子链链轮的参数,1.基本参数及主要尺寸,5.2.3滚子链链轮,齿面圆弧半径：re,齿沟圆弧半径：ri,齿沟角：,各种链轮的实际断面齿形介于最大最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计具有很大的灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如地进入或推出啮合，并便于加工。,国标规定最大值和最小值：,min 、max,链轮的节距：p 弦长,分度圆直径：,链轮主要尺寸计算公式：,齿顶圆直径：,齿根圆直径：,df=d-d1,滚子链链轮端面齿形,2.链轮齿形,这种三圆弧一直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围，且具有较好的啮合性能，并便于加工。,端面齿形 ：三圆弧一直线,轴面齿形 ：圆弧+直线 便于进入或退出啮合,单排链轮 轴面齿形,多排链轮 轴面齿形,零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。,材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。 齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。,指采用标准刀具加工,组合式大直径，齿圈可更换。,孔板式中等直径,链轮的结构,实心式小直径,3.链轮的结构,4.链轮的材料,链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。,5.3.1 链传动的运动分析,链条的平均线速度：,平均传动比为：,分度圆瞬时线速度：,链条的瞬时线速度沿AB方向，,链条进入链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮之间的传动。,其大小为：,5.3链传动工作情况分析,链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：,当链条绕过链轮时相当于绕在一多边形上，多边形的边长为链条的节距，边数为链轮齿数。,为相位角：,变化范围,链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。由此可知，当链轮等速回转时，瞬时链速和顺时传动比都作周期性变化。,链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。,链速分量:,同理，对于从动轮，也有：,上式表明，当主动链轮作等速转动时，从动链轮随、的变化作周期性的变速转动。,链传动的瞬时传动比：,链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。由于链速是变化的，,链传动在工作时，会产生振动和动载荷！,只有当z1=z2时，才有: i=1,这种特性被称为链传动的运动不均匀性，又称为多边形效应。,速度不均匀系数：,链轮齿数越少， ，速度波动越明显。,动画演示,5.3.2 链传动的动载荷,链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷。,链条前进的加速度引起的动载荷为：,从动链轮的角加速度引起的动载荷为：,n1(1) 、p 、z , 则Fd1 动载荷,冲击力为：,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。,n 、p , 则相对冲击动载荷,链传动的运动不均匀性：,产生的原因：链板为刚性，当链条绕过链轮时相当于绕在一多边形上，即为多边形效应。,产生的后果：使传动不稳定，会产生振动和动载荷，瞬 时传动比不为常数。,是否能避免：对链传动而言运动不均匀性是不可避免的。,5.3.3链传动的受力分析,为保证松边垂度不至过大，安装链传动时，应:,适当张紧,作用在链上的力有,圆周拉力:,离心拉力:,悬垂拉力:,F = 1000P/ v N,Fc= qv2 N,Ff =Kf qa10-2 N,q米长质量,有效拉力,F”f =(Ky +sin ) qa 10-2 N,a为中心距，,Kf 为垂度系数 其值与链轮中心线与水平夹角有关,见下页,F f= Ff F”f max,5.4滚子链传动的设计计算,5.4.1 链传动的失效形式,1.链板疲劳破坏；,2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏；,3.销轴与套筒铰链的胶合；,4.链条铰链磨损；,5.过载拉断。,5.4.2 链传动额定功率曲线,曲线1正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；,曲线2链板疲劳强度限定的极限功率；,曲线3滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；,曲线4铰链胶合限定的极限功率。,2.设计准则,2）对于链速v0.6m/s的低速链传动，采用以防止过载拉断为主要失效形式的静强度设计方法。,其极限功率急剧下降；,1. 极限功率曲线,对应每种失效形式，可得出一个极限功率表达式。常用线图表示。,1）对于链速v0.6m/s的中、高速链传动，采用以抗疲劳破坏为主的防止多种失效形式的设计方法；,上述额定功率曲线的特定条件:,1.两轮共面;,2. 小链轮的齿数z1=19；,3.链节数 Lp=100;,4.载荷平稳;,7. 链条因磨损而引起的相对伸长量不大于3%。,5. 按推荐的润滑方式;,6. 工作寿命为15000 h；,p与d之间的关系：,1.链轮的齿数和传动比,大链轮的齿数: z2 =i z1,链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向齿顶移动。,p一定时: z , d, 越容易发生跳齿和脱链现象。,一般取： z2 120,因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。规定zmin=17,d分度圆直径,节距增长量 , 节圆外移量,5.4.3 滚子链传动的设计步骤和方法,z1过少运动不平稳；,z1过大结构尺寸和质量 ,由：,得：,一般 链节数为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数最好取与链节数互为质数的奇数。,优选数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95, 114,传动比：,i 6 一般情况下,2 i 3.5 推荐值,6 i 10 当v2m/s且载荷平稳时,传动比过大时，由于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齿的磨损，故应采用二级或二级以上的传动。,2. 确定计算功率,计算功率：Pca=KAP，,P为名义传递功率,KA为工况系数,3.选择链条的节距,节距越大，承载能力高，但啮合瞬间的冲击也越大。,（2）高速重载时，应选用小节距多排链。,链的节距越大，其承载能力越高。根据相对原理，当链轮以运动时，链节以进入轮齿而产生冲击。,确定节距的原则：,（1）为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选用较小节距的单排链；,（3）中心距小，传动比大时，应选用小节距多排链。从经济上考虑,（4）中心距大，传动比小时，应选用大节距单排链。,允许采用的节距可根据功率P0和小链轮转速n1确定。,当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正.,链条应传递的额定功率P0为：,KZ 小链轮齿数系数，查表5.7；,KL链长系数，查表5.8 ；,Kp 多排链系数，查表5.9 。,根据所求出的功率P0和小链轮转速n1由图10.10查得链号, 再根据链号由表10.1得到链条节距p 。,一般要求 v15 m/s, 另外应根据计算出的v校核小链轮 齿数选择是否合理,若不合理应重新选择Z1重新计算；,4. 验算链速,5.确定链传动的中心距和链条的链节数,1）初定中心距,a 过小, ,同时啮合的齿数，在相同速度下，循环次数增多，容易疲劳和磨损。,a 过大,链条容易抖动。,一般取： a=(3050)p,2）计算链条的节数,amax= 80p,链条节数：,中心距：,计算结果应圆整， 并取偶数！,为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。,按带传动公式导出此式,若中心距不能调整，而又没有张紧装置时，应将计算中心距减小25mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。,3）计算实际中心距,6. 链传动作用在轴上的力即压轴力,作用在轴上的压力为：FQ= 1.2Fe N,Fe 链传递的有效圆周力。,5.4.4 低速链传动的静力强度计算,对于链速v0.6m/s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。,计算安全系数：,Kp链条的排数系数，见表5.9,FQlim单排链的极限拉伸载荷，见表5.1,Fl 链的紧边工作拉力， 单位N,KA链传动的工况系数，见表5.6,S许用安全系数，一般取S=48,5.5.1 链传动的布置,布置原则： (1) 链传动一般应布置在铅垂面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。,5.5链传动的布置、张紧和润滑,(2)中心线一般宜水平或接近水平布置，链传动的紧边应在上方。,(3) 链传动的两轴应平行，应尽量保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链 。,i2 a 30p,两轮轴不在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后链条与链轮容易卡死。,i2 a =(3050)p,两轮轴在同一水平面，紧边应在上才能正常工作。 否则松边下垂量增大后链条与链轮容易卡死。,i 60p,两轮轴在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后松边与紧边相碰，须经常调整中心距。,潘存云教授研制,潘存云教授研制,5.5.2 张紧装置,5.5.3 链传动的润滑,润滑方式,1. 人工给油,2. 油杯滴油,3. 油浴润滑、飞溅给油,4. 用油泵强制润滑和冷却,润滑油牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN48,环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取低的。,重点：1. 链传动的工作原理及滚子链结构标准；,3. 链传动的设计要点；,2. 链传动的运动特性；(运动不均匀性),4. 链传动的布置、张紧和润滑。,作业：Page100 5.3、5.4,