链传动链传动课件

浙江大学宁波理工学院v本章难点本章难点v 链传动的工作情况链传动的工作情况运动不均匀性分析，运动不均匀性分析，设计计算时参数的合理选择。设计计算时参数的合理选择。链传动的工作原理、类型及应用，工作情况分链传动的工作原理、类型及应用，工作情况分析，多边形效应，链传动的设计析，多边形效应，链传动的设计主要内容主要内容浙江大学宁波理工学院本章难点 链传动的工作原理、浙江大学宁波理工学院 8-1 8-1 链传动的组成、特点和应用链传动的组成、特点和应用链传动的组成、特点和应用链传动的组成、特点和应用一、构成一、构成v主动链轮、从动链轮、链主动链轮、从动链轮、链二、工作原理二、工作原理v靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力v有中间挠性件的啮合传动有中间挠性件的啮合传动浙江大学宁波理工学院8-1 链传动的组成、特点和应用一、浙江大学宁波理工学院三、特点三、特点v优点：优点：v远距离传动远距离传动v工作可靠工作可靠,效率效率较高较高v平均传动比恒定平均传动比恒定 i=z2/z1 v压轴力压轴力Fp小于带传动的小于带传动的v结构紧凑结构紧凑(与带传动比较与带传动比较)v缺点：缺点：v运动不均匀运动不均匀(z小、小、p大大 不均匀不均匀)v瞬时传动比不恒定瞬时传动比不恒定v传动平稳性差传动平稳性差(冲击、振动大，噪冲击、振动大，噪音高音高动载荷动载荷 不宜高速传动不宜高速传动)外外廓尺寸大廓尺寸大 与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低速情况下工作。力小，适于低速情况下工作。与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。远距离传动。链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其它不宜采用齿轮传动的场合。以及其它不宜采用齿轮传动的场合。浙江大学宁波理工学院三、特点缺点：与带传动相比，链传动能浙江大学宁波理工学院按用途分类：按用途分类：传动链传动链:在机械中用来传在机械中用来传递运动和动力递运动和动力,v20m/s输送链输送链:在输送机械中用在输送机械中用来输送物料或机件来输送物料或机件,v=24m/s起重链起重链:在起重机械中用在起重机械中用来提升重物来提升重物,v0.25m/s链传动应用：链传动应用：农业机械农业机械轻工、化工机械轻工、化工机械起重、运输机械起重、运输机械汽车、机床汽车、机床采矿机械采矿机械广泛应用在广泛应用在自行车、摩托车自行车、摩托车挖掘机（恶劣工作条件）挖掘机（恶劣工作条件）其它低速重载场合其它低速重载场合起重链起重链传动链传动链输送链输送链四、分类及应用四、分类及应用浙江大学宁波理工学院按用途分类：链传动应用：广泛应用在自行车浙江大学宁波理工学院一一.滚子链（套筒滚子链）滚子链（套筒滚子链）组成组成:v内、外链板，套筒，销轴，滚子内、外链板，套筒，销轴，滚子配合状况配合状况:v内链板、套筒之间内链板、套筒之间过盈配合过盈配合v外链板、销轴之间外链板、销轴之间过盈配合过盈配合v套筒、销轴之间套筒、销轴之间间隙配合，使间隙配合，使内外链板能相对转动内外链板能相对转动v链板形状的特点链板形状的特点等强度等强度内链板内链板 外链板外链板 套筒套筒 销轴销轴 滚子滚子 8-2 传动链的结构特点传动链的结构特点传动链可分为：滚子链、齿形链传动链可分为：滚子链、齿形链浙江大学宁波理工学院一.滚子链（套筒滚子链）配合状况:内链浙江大学宁波理工学院浙江大学宁波理工学院浙江大学宁波理工学院%接头形式：接头形式：偶数链节偶数链节常用常用奇数链节奇数链节需用过度需用过度链节链节浙江大学宁波理工学院 接头形式：偶数链节常用浙江大学宁波理工学院A A系列系列B B系列系列%主要参数主要参数:滚子链的标准滚子链的标准:%标记：标记：08A-2 08A-2-88 GB/T1243-1997 88 GB/T1243-1997单排、双排、多排（小于单排、双排、多排（小于4 4）%单排、多排：单排、多排：1)节距节距:p2)滚子外径滚子外径:d13)内链板内宽内链板内宽:b14)排距排距:pt%系列系列:见见P166P166表表8-18-1。链号链号排数排数标准编号标准编号链节数链节数-浙江大学宁波理工学院A系列 主要参数:滚子链的标准:标记：浙江大学宁波理工学院二二.齿形链齿形链v无声链无声链结构：结构：v链板链板(带两个齿，交错并列铰接带两个齿，交错并列铰接)、导板、导板(防侧向窜动防侧向窜动)v由许多以铰链连接的齿形链板锁构成由许多以铰链连接的齿形链板锁构成传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮齿互相啮合齿互相啮合特点：特点：v优点：优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠好，工作可靠v适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小传动比大和中心距较小v缺点：缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难结构复杂，价格较高，且制造较难浙江大学宁波理工学院二.齿形链无声链由许多以铰链连接的齿形浙江大学宁波理工学院8-3 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析一一、链传动的运动特性、链传动的运动特性链条绕上链轮时，链节与链轮轮齿啮合，形链条绕上链轮时，链节与链轮轮齿啮合，形成正多边形一部分。链条与链轮分度圆在运动中成正多边形一部分。链条与链轮分度圆在运动中交替呈现相割和相切。交替呈现相割和相切。多边形效应多边形效应多边形效应多边形效应浙江大学宁波理工学院8-3 链传动的工作情况分析一、链传浙江大学宁波理工学院 链轮为正多边形，其边长等于链条的节距，链轮为正多边形，其边长等于链条的节距，边数等于链轮齿数。边数等于链轮齿数。链的速度和平均传动比链的速度和平均传动比i：实际上，瞬时链速实际上，瞬时链速 和从动轮角速度和从动轮角速度 2及瞬时传动比及瞬时传动比is都是变化的都是变化的浙江大学宁波理工学院 链轮为正多边形，其边长等于链浙江大学宁波理工学院主动轮主动轮 水平分速度水平分速度,即即链速链速链速链速,使使 链条前进链条前进,传递功率传递功率传递功率传递功率。垂直分速度垂直分速度,使链条上下使链条上下 移动移动,消耗功率消耗功率消耗功率消耗功率。由：可见时，链节距对应的中心角，浙江大学宁波理工学院主动轮 水平分速度,即链速,使 垂直浙江大学宁波理工学院1）每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度周期每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度周期 性变化：性变化：小大小小大小 产生噪音、振动和动载荷产生噪音、振动和动载荷。3）垂直分速度亦周期性变化，使链条抖动。垂直分速度亦周期性变化，使链条抖动。2）瞬时速度变化瞬时速度变化结论：结论：浙江大学宁波理工学院1）每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的浙江大学宁波理工学院瞬时传动比瞬时传动比从动轮从动轮 由于由于、都随时间的变都随时间的变化而变化，虽然化而变化，虽然1是定值，是定值，2随随、变化而变化，瞬变化而变化，瞬时传动比时传动比is随之变化。这种随之变化。这种变化是周期性的。变化是周期性的。这种由于围绕在链轮上的链条形这种由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形而造成的传动运动不均成了正多边形而造成的传动运动不均匀性的特征，称为链传动的匀性的特征，称为链传动的多边形效多边形效应应。这是链传动的。这是链传动的固有特性固有特性。浙江大学宁波理工学院瞬时传动比从动轮 由于、浙江大学宁波理工学院“多边形效应多边形效应”由于链条绕在链轮上形成正多边形，从而造成由于链条绕在链轮上形成正多边形，从而造成 链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性的后果：链传动的运动不均匀性的后果：1 1）产生冲击、振动和噪音；产生冲击、振动和噪音；2）引起附加动载荷。）引起附加动载荷。减小运动不均匀性的措施：减小运动不均匀性的措施：1 1）p ；2）z z ；3）1 （n1 ）。浙江大学宁波理工学院“多边形效应”由于链条绕在链轮上形成浙江大学宁波理工学院二二.链传动的动载荷链传动的动载荷v链传动在工作过程中，链条和从动轮都是作周期性变速运动，因而链传动在工作过程中，链条和从动轮都是作周期性变速运动，因而造成和从动轮相连的零件也产生周期性的速度变化，从而引起动载造成和从动轮相连的零件也产生周期性的速度变化，从而引起动载荷。动载荷的大小与回转件的质量和加速度的大小有关。荷。动载荷的大小与回转件的质量和加速度的大小有关。链条前进的加速度引起的动载荷链条前进的加速度引起的动载荷Fd1为为浙江大学宁波理工学院二.链传动的动载荷链传动在工作过程中，浙江大学宁波理工学院v从动链轮因角加速度引起的动载荷为：从动链轮因角加速度引起的动载荷为：vJ从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量；从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量；v 从动链轮的角速度；从动链轮的角速度；v从动链轮的分度圆半径；从动链轮的分度圆半径；链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷;链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。减少动载荷的措施：减少动载荷的措施：1 1）p ；2）z z ；3）1 （n1 ）。浙江大学宁波理工学院从动链轮因角加速度引起的动载荷为：链轮的浙江大学宁波理工学院8-4 链传动的受力分析链传动的受力分析 安装链传动时，只需不大的张紧力，主要是使链松边安装链传动时，只需不大的张紧力，主要是使链松边的垂度不致过大，否则会产生显著振动、跳齿和脱链。若的垂度不致过大，否则会产生显著振动、跳齿和脱链。若不考虑传动中的动载荷，作用在链上的力有：圆周力（即不考虑传动中的动载荷，作用在链上的力有：圆周力（即有效拉力）有效拉力）Fe、离心拉力、离心拉力FC和悬垂拉力和悬垂拉力Ff。浙江大学宁波理工学院8-4 链传动的受力分析 浙江大学宁波理工学院8-5 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料1 1 基本参数基本参数v基本参数：基本参数：节距节距p、套筒外径、套筒外径d1、齿数齿数z、排距、排距ptv分度圆直径：分度圆直径：被链轮节距等分的被链轮节距等分的圆，圆，d=p/sin(180/z)v齿顶圆直径齿顶圆直径:da2 齿形齿形v端面齿形：三圆弧一直线端面齿形：三圆弧一直线v轴面齿形：轴面齿形：(工作图上要画工作图上要画)链链轮轮主主要要尺尺寸寸浙江大学宁波理工学院8-5 滚子链链轮的结构和材料1 基本浙江大学宁波理工学院整体式链轮整体式链轮孔板式链轮孔板式链轮组合式链轮组合式链轮3 链轮结构链轮结构浙江大学宁波理工学院整体式链轮孔板式链轮组合式链轮3 链轮结浙江大学宁波理工学院4 链轮的材料链轮的材料材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度小链轮材料好些小链轮材料好些低碳钢低碳钢(渗碳淬火渗碳淬火)、中碳钢、中碳钢(表面淬火表面淬火)、铸钢、夹布胶、铸钢、夹布胶木木(平稳、噪音小平稳、噪音小)浙江大学宁波理工学院4 链轮的材料浙江大学宁波理工学院浙江大学宁波理工学院浙江大学宁波理工学院链的疲劳破坏：链的疲劳破坏：8 86 6 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算一一.失效形式失效形式:链条铰链的磨损：链条铰链的磨损：销轴、套筒磨损销轴、套筒磨损 p p 链长链长 跳齿、脱链。跳齿、脱链。链条铰链的胶合：链条铰链的胶合：高速时，冲击能量大，润滑油膜破坏，高速时，冲击能量大，润滑油膜破坏，销轴和套筒直接接触销轴和套筒直接接触摩擦摩擦 温度温度 胶合胶合链条静力拉断：链条静力拉断：低速（低速（vv0.6m/s0.6m/s时）时）低速重载、严重过载时，链板因静强度低速重载、严重过载时，链板因静强度不足而拉断。不足而拉断。链传动的主要链传动的主要失效形式失效形式有：有：链是在链是在变应力变应力作用下工作作用下工作 疲劳破坏疲劳破坏 链板的疲劳断裂链板的疲劳断裂套筒、滚子的冲击疲劳套筒、滚子的冲击疲劳点蚀点蚀正常润滑时，疲劳破坏是限制链传动承载能力的主要因素正常润滑时，疲劳破坏是限制链传动承载能力的主要因素 润滑不良时，磨损是限制链传动承载能力润滑不良时，磨损是限制链传动承载能力的主要因素的主要因素 浙江大学宁波理工学院链的疲劳破坏：86 滚子链传浙江大学宁波理工学院二二.链传动的额定功率链传动的额定功率:润滑良好时，润滑良好时，磨损限度线磨损限度线润滑不良时，润滑不良时，磨损限度线磨损限度线额定功率线额定功率线 通过实验得出，滚子链传动通过实验得出，滚子链传动不发生失效时的极限功率曲线不发生失效时的极限功率曲线 考虑安全考虑安全建立安全区建立安全区额额定定功率曲线功率曲线安全区安全区特定条件下的额定功率：特定条件下的额定功率：国家标准制定了特定试验条件下，不同型号链的额定功率曲线国家标准制定了特定试验条件下，不同型号链的额定功率曲线（P177P177图图8-178-17），以指导链传动的选用。），以指导链传动的选用。特定试验条件：特定试验条件：1 1）单排链；）单排链；2 2）小链轮齿数）小链轮齿数 z z1 1=17=17；3 3）链长）链长 L Lp p=100=100节；节；4 4）载荷平稳；）载荷平稳；5 5）按推荐的润滑方式润滑；）按推荐的润滑方式润滑；6 6）水平安装，寿命）水平安装，寿命1500015000小时。小时。浙江大学宁波理工学院二.链传动的额定功率:润滑良好时，润滑浙江大学宁波理工学院08A10A12A16A20A28A32A24A36A40A浙江大学宁波理工学院08A10A12A16A20A28A32浙江大学宁波理工学院三、链传动的参数选择三、链传动的参数选择1.链轮齿数链轮齿数z1、z2 小链轮齿数小链轮齿数Z1对链传动的平稳性和使用寿命有较大影响。齿对链传动的平稳性和使用寿命有较大影响。齿数少可减小外廓尺寸，但齿数过少，导致：数少可减小外廓尺寸，但齿数过少，导致：1）传动的不均匀性和动载荷增大；）传动的不均匀性和动载荷增大；2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；磨损加剧；3）链传递圆周力增大，从而加速了链条和链轮）链传递圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。的损坏。由此可见，增加小链轮齿数对传动是有利的。由此可见，增加小链轮齿数对传动是有利的。太大，太大，更大，将增大传动的尺寸和质量，因链条节距的伸长而发生跳齿更大，将增大传动的尺寸和质量，因链条节距的伸长而发生跳齿和脱链现象，同样缩短链条的寿命。和脱链现象，同样缩短链条的寿命。由于链节数常为偶数，为考虑磨损均匀，链轮齿数一般由于链节数常为偶数，为考虑磨损均匀，链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数。应取与链节数互为质数的奇数。浙江大学宁波理工学院三、链传动的参数选择1.链轮齿数z1浙江大学宁波理工学院3.3.链传动的中心距链传动的中心距a有张紧装置时，有张紧装置时，a0max可大于可大于80p；中心距不可调时中心距不可调时a0max约为了约为了30p。2.2.传动比传动比i i4.4.链的节距链的节距p p和排数和排数 链的节距链的节距p的大小，反映了链条和链轮齿各部分尺寸的大小。的大小，反映了链条和链轮齿各部分尺寸的大小。在一定条件下，链的节距越大，承载能力就高，但传动的多边在一定条件下，链的节距越大，承载能力就高，但传动的多边形效应也增大，于是振动、冲击、噪声也越严重；形效应也增大，于是振动、冲击、噪声也越严重；若考虑结构紧凑，寿命长，尽量选取较小节距的单排链。若考虑结构紧凑，寿命长，尽量选取较小节距的单排链。速度高、功率大时，则选用小节距的多排链。速度高、功率大时，则选用小节距的多排链。若从经济角度考虑，中心距小、传动比大时，选小节距多若从经济角度考虑，中心距小、传动比大时，选小节距多排链；中心距大、传动比小时，选大节距单排距。排链；中心距大、传动比小时，选大节距单排距。浙江大学宁波理工学院3.链传动的中心距a有张紧装置时，a0m浙江大学宁波理工学院已知的原始数据：已知的原始数据：P、n1、n2（i12）、传动位置要求及工作条件）、传动位置要求及工作条件 （原动机的种类、载荷的性质、传动的用途等）。（原动机的种类、载荷的性质、传动的用途等）。四四.滚子链传动设计计算滚子链传动设计计算设计的内容：设计的内容：1）链条：链号（）链条：链号（p、d1)、长度、排数（或列数）；、长度、排数（或列数）；2）中心距；）中心距；3）链轮结构设计：材料、热处理；结构形式、结构尺寸）链轮结构设计：材料、热处理；结构形式、结构尺寸 主要参数（主要参数（z1、z2、d1、d2)；4）润滑方式及张紧。）润滑方式及张紧。浙江大学宁波理工学院已知的原始数据：P、n1、n2（i12）浙江大学宁波理工学院1.1.确定链轮齿数确定链轮齿数Z Z1 1、Z Z2 2：uz z1 1不宜太少：不宜太少：z z1 1 运动不均匀性运动不均匀性 、动载荷动载荷 z z1 1 链节之间的相对转角链节之间的相对转角、磨损磨损 z z1 1 d d1 1 v Fe ；z z1 1 z zminuz z1 1也不宜过多：也不宜过多：z z1 1 z z2 2 传动尺寸传动尺寸 、链条磨损、链条磨损后易出现跳齿脱链现象后易出现跳齿脱链现象设计步骤和方法设计步骤和方法:设计时，设计时，由由 确定，同时使确定，同时使为使磨损均为使磨损均匀齿数与链匀齿数与链节数互质节数互质。链速链速齿数齿数0.60.6 3 3 17173 3 8 8 2121 8 8 2525 2525 3535z z2=i z z1浙江大学宁波理工学院1.确定链轮齿数Z1、Z2：z1不宜太浙江大学宁波理工学院2.2.确定计算功率：确定计算功率：3.3.确定链条型号和节距确定链条型号和节距P P：p 承载能力承载能力；p 工作平稳性降低，冲击严重。工作平稳性降低，冲击严重。一般原则是：一般原则是：在满足承载能力的条件下，尽可能选小节距链条，在满足承载能力的条件下，尽可能选小节距链条，宁可采用双排链也不选用大一号的链，但排数不宜太多，太多受宁可采用双排链也不选用大一号的链，但排数不宜太多，太多受力不均匀。当低速重载时宜采用节距较大排数较少的链条。力不均匀。当低速重载时宜采用节距较大排数较少的链条。据据由由P177P177图图8-178-17选链号选链号再由再由P166P166表表8-18-1确定节距确定节距浙江大学宁波理工学院2.确定计算功率：3.确定链条型号和节距浙江大学宁波理工学院4.4.计算链节数和中心距：计算链节数和中心距：5.5.计算链速计算链速v v，确定润滑方式：，确定润滑方式：初定：初定：链长：链长：推荐润滑方式推荐润滑方式为为P171P171图图8-108-10浙江大学宁波理工学院4.计算链节数和中心距：5.计算链速v，浙江大学宁波理工学院6.6.压轴力的计算：压轴力的计算：作用在轴上的载荷为：作用在轴上的载荷为：7.7.链轮的结构设计：链轮的结构设计：五五.低速时链传动的静强度计算：低速时链传动的静强度计算：对于对于v v0.6m/s0.6m/s的链传动应验算其静强度：的链传动应验算其静强度：%水平传动水平传动 ，垂直传动，垂直传动 。浙江大学宁波理工学院6.压轴力的计算：作用在轴上的载荷为：7浙江大学宁波理工学院8-8 链传动的布置、张紧和润滑与防护链传动的布置、张紧和润滑与防护一、合理布置一、合理布置1 1、两轮两轮两轮两轮回转面应在回转面应在同一铅垂面同一铅垂面同一铅垂面同一铅垂面内；内；3 3、紧边在上紧边在上紧边在上紧边在上。2 2、两轮中心线最好水平，或与水平面、两轮中心线最好水平，或与水平面4545夹角，夹角，尽量尽量避免垂直布置避免垂直布置避免垂直布置避免垂直布置；加加加加张张张张紧紧紧紧轮轮轮轮两两两两轮轮轮轮错错错错开开开开浙江大学宁波理工学院8-8 链传动的布置、张紧和润滑与防浙江大学宁波理工学院二、张紧方法二、张紧方法张紧目的：张紧目的：不决定工作能力不决定工作能力不决定工作能力不决定工作能力，决定决定垂度大小。垂度大小。垂度大小。垂度大小。方法：方法：调整中心距；调整中心距；加张紧轮：靠近主动链加张紧轮：靠近主动链轮的松边上。轮的松边上。浙江大学宁波理工学院二、张紧方法张紧目的：不决定工作能力，决浙江大学宁波理工学院三、链传动的润滑与防护三、链传动的润滑与防护飞溅润滑飞溅润滑人工定期润滑人工定期润滑滴油润滑滴油润滑油浴润滑油浴润滑压力喷油润滑压力喷油润滑浙江大学宁波理工学院三、链传动的润滑与防护飞溅润滑人工定期润浙江大学宁波理工学院带带传传动动链链传传动动浙江大学宁波理工学院带传动链传动浙江大学宁波理工学院本章重点本章重点:链传动的工作原理、类型及应用，链传动的工作原理、类型及应用，链传动中的基本参数链传动中的基本参数工作情况分析，工作情况分析，理解链传动的多边形效应理解链传动的多边形效应浙江大学宁波理工学院本章重点: