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第七章链传动第七章链传动第1页，本讲稿共20页u链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成(图），以链作中间挠性件，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。7-1 链传动概 述一、链传动的特点和应用优点：1）平均传动比准确，压轴力小；2）效率较高；3）安装精度要求较低，成本低；4）适用于中心距较大的传动。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。链传动主要用在转速不高，要求平均传动比准确，两轴中心距较大，工作条件恶劣，不宜采用皮带传动和齿轮传动的场合。第2页，本讲稿共20页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，分别称为内、外链节。这样内外链节就构成一个铰链。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。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，以减轻质量和运动时的惯性力并保持链板各横截面的强度大致相等。第3页，本讲稿共20页链条的接头形式有：链节数为奇数时，接头处须用过渡链节。链的长度用链节数 Lp 表示。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。概 述为避免使用过渡链节，链节数最好为偶数。第4页，本讲稿共20页 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。三、链轮1.链轮的齿形常用的链轮端面齿形由dc、ab、aa、三段圆弧和bc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概 述第5页，本讲稿共20页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 链轮尺寸计算公式分度圆直径：齿顶圆直径 da齿根圆直径：图中应注明：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。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6页，本讲稿共20页7-2 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，该正多边形的边长等于链条的节距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，所以链的平均速度v为：u链传动的传动比为C第7页，本讲稿共20页 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性变化的。从动轮上 c点 的速度：链的水平速度：垂直速度：A 上两式的速度和传动比都是平均值，实际上链传动中的瞬时速度和瞬时传动比都是变化的，而且是按每一链节的啮合过程作周期性的变化。当主动链轮以等角速度1顺时针转动时，该链节的铰链A作等速圆周运动，其圆周速 度 幻灯片 18 ，可分解为沿链条前进方向的速度v和垂直于链条前进方向的横向速度：每一链节从进入啮合至脱离啮合，角在 范围内周期性的变动。当=0时，；当 时，。由此可见，主动轮虽然做匀速转动，而链条前进的瞬时速度却周期性的由小变大，又由大变小。每转过一个链节，链速的变化就重复一次。链轮齿数越少，即角的变化范围 越大，则链速的变化也就越大。瞬时传动比：bcoscos12dd=幻灯片19第8页，本讲稿共20页二、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：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多边形效应。只有z1z2，且中心距恰为链节距的整数倍（这时和的变化才会时时相等）时，瞬时 i 才恒定。将速度对时间微分得链的前进加速度和横向加速度为：第9页，本讲稿共20页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)。链速功率式中：Kf垂度系数，见表。g重力加速度a中心距紧边拉力松边拉力 压轴力：（可见，链受的是变载荷）式中：KA工作情况系数，见 P225。链传动的运动特性第10页，本讲稿共20页7-3 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。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。（z1=19、Lp=100、单排链、载荷平稳等）磨损限定p+pp第11页，本讲稿共20页 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，KL-链长系数,见表。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。Km多排链排数系数，见表。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。详细说明滚子链传动的设计计算第12页，本讲稿共20页滚子链传动的设计计算三、主要参数的选择1链轮齿数 z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 参见 P186 选取 z1z2 过大链节磨损容易导致脱链。故限制 zmax120。2链速链轮的极限转速要受到动载荷的限制，通常，链速不超过12m/s，否则，动载荷会过大。根据计算功率 Pc和小链轮转速 n1查图确定链号，再由表查得链节距 p。3链节距 为了使零件磨损均匀，应尽可能采用偶数链节的链配以奇数齿的链轮。第13页，本讲稿共20页4中心距和链节数链传动的中心距过大时会发生松边颤动现象，使传动不平稳。过小时小轮上包角减小，与小轮啮合的链节数减少，总的链节数也减少，当链轮转数不变时在单位时间内两链节间的曲伸次数必然增多，因而要加快链的磨损。链的节距越大，链的各部分尺寸越大，承载能力就越高，但运动不均匀性、动载荷和噪音也增大。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Lp和中心距a计算公式。Lp最好圆整为偶数.第14页，本讲稿共20页四、链传动的设计计算四、链传动的设计计算、已知条件和设计内容、已知条件和设计内容已知：P，载荷性质，工作条件，n1，n2，或传动比i求Z1、Z2，型号，链节数，排数，a，压轴力，链轮结构，润滑方式，张紧等。、链传动的主要参数选择及步骤、链传动的主要参数选择及步骤（）链轮齿数（）链轮齿数Z1、Z2及及i(2)(2)计算当量的单排链的计算功率计算当量的单排链的计算功率（3）确定链条型号和节距）确定链条型号和节距p（）计算链节数和中心距（）计算链节数和中心距LP，a（）计算链速（）计算链速v，确定润滑方式，确定润滑方式（）计算轴上压轴力（）计算轴上压轴力Fp 第15页，本讲稿共20页7-4 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第16页，本讲稿共20页三、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（见图）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17页，本讲稿共20页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。与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠，多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。齿形链上设有导板，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的链轮结构简单。圆销式圆销式轴瓦式轴瓦式滚柱式滚柱式第18页，本讲稿共20页返回返回返回返回第19页，本讲稿共20页返回第20页，本讲稿共20页