第八章链传动精选文档.ppt

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1、第八章链传动本讲稿第一页，共二十九页链传动适用于两轴相距较远，要求平均传动比不变但对瞬链传动适用于两轴相距较远，要求平均传动比不变但对瞬时传动比要求不严格，工作环境恶劣（多油、多尘、高温）等时传动比要求不严格，工作环境恶劣（多油、多尘、高温）等场合。场合。链传动的特点：链传动的特点：链传动的应用：链传动的应用：链传动有结构紧凑；作用在轴上的载荷小；承载能力较大；链传动有结构紧凑；作用在轴上的载荷小；承载能力较大；效率较高（一般可达效率较高（一般可达9696 9797）；能保持准确的平均传动比等优）；能保持准确的平均传动比等优点。点。链传动对安装精度要求较高；工作时有振动和冲击；瞬时速链传动对安

2、装精度要求较高；工作时有振动和冲击；瞬时速度不均匀等现象。度不均匀等现象。链的类型：链的类型：传动链传动链 起重链起重链 牵引链牵引链 滚子链滚子链 齿形链齿形链 链链本讲稿第二页，共二十九页一、滚子链的结构和规格一、滚子链的结构和规格 内链板内链板1 1 外链板外链板2 2 销轴销轴3 3 套筒套筒4 4 滚子滚子5 5 过盈配合过盈配合 过盈配合过盈配合 间隙配合间隙配合 间隙配合间隙配合 链节的组成：链节的组成：1.1.滚子链的结构滚子链的结构 重要参数：重要参数：p p本讲稿第三页，共二十九页多排链：多排链：本讲稿第四页，共二十九页2.2.联接链节联接链节 链条的接头处的固定形式有：链

3、条的接头处的固定形式有：用开口销固定，用开口销固定，多用于大节距链多用于大节距链弹簧卡片固定，弹簧卡片固定，多用于小节距链多用于小节距链设计时，链节数以取为偶数为宜，设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因为过渡这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。链节会使链的承载能力下降。过渡链节过渡链节本讲稿第五页，共二十九页3.3.滚子链的规格滚子链的规格 标记示例：标记示例：08A-186 GB1243.183 本讲稿第六页，共二十九页二、齿形链二、齿形链齿形链又称无声链，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

4、与链轮轮齿相啮合而传递运动。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，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。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。齿形链上设有齿形链上设有导板导板，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导，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

5、链的链轮结构简单。链轮结构简单。圆销式圆销式轴瓦式轴瓦式滚柱式滚柱式本讲稿第七页，共二十九页三、链轮三、链轮 1.1.链轮结构链轮结构型式型式 2.2.链轮材料链轮材料 要求：要求：1 1）强度；）强度；2 2）耐磨；）耐磨；3 3）耐冲击）耐冲击本讲稿第八页，共二十九页3.3.链轮齿形链轮齿形 链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）。链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）。图中，齿廓上的图中，齿廓上的a-aa-a、a-ba-b、c-dc-d线段为三段圆弧，半径依次为线段为三段圆弧，半径依次为 r r1 1、r r2 2和和 r r3 3；b-cb-c线段为直线

6、段。线段为直线段。滚子链链轮齿形滚子链链轮齿形 滚子链链轮轴向齿廓滚子链链轮轴向齿廓 注注：几何尺寸及计算公式列于表几何尺寸及计算公式列于表8282、表、表8383和表和表8484中。中。本讲稿第九页，共二十九页第二节第二节 链传动的动力特性链传动的动力特性 一、传动比和速度的不均匀性一、传动比和速度的不均匀性 在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距形的边长等于链条的节距 p p。链的平均速度为：链的平均速度为：1.1.平均速度和平均传动比平均速度和平均传动比链传动的平均传动比为：链传动的平

7、均传动比为：(m/s)(m/s)本讲稿第十页，共二十九页2.2.瞬时瞬时速度和速度和瞬时瞬时传动比传动比链条铰链链条铰链A A点的前进分速度：点的前进分速度：上下运动分速度：上下运动分速度：因为从动链轮的角速度为：因为从动链轮的角速度为：所以链传动瞬时传动比为：所以链传动瞬时传动比为：本讲稿第十一页，共二十九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，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮

8、上的链条形成了正链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形效应多边形效应。由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。本讲稿第十二页，共二十九页二、链传动的动载荷二、链传动的动载荷 1.1.由于链速和从动轮的角速度是变化的，从而产生了相应的加速度和角加速由于链速和从动轮的角速度是变化的，从而产生了相应的加速度和角加速度

9、，因此必然引起附加动载荷。度，因此必然引起附加动载荷。当销轴位于当销轴位于=1 1/2/2时，加速度最大，即时，加速度最大，即 链轮转速愈高、链节距愈大、链链轮转速愈高、链节距愈大、链轮齿数愈少时，动载荷愈大。采用较轮齿数愈少时，动载荷愈大。采用较多的链轮齿数和较小的节距对降低动多的链轮齿数和较小的节距对降低动载荷是有利的。载荷是有利的。2.2.当链节进入链轮的瞬间，链节和轮齿以一当链节进入链轮的瞬间，链节和轮齿以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿啮合定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿啮合时产生附加动载荷。时产生附加动载荷。本讲稿第十三页，共二十九页第三节第三节 链传动的受力分析和作用在轴上

10、的载荷链传动的受力分析和作用在轴上的载荷 链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目的主要链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目的主要是使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或是使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象。脱链现象。1.1.工作拉力工作拉力F F 2.2.离心拉力离心拉力F Fc c 3.3.垂度拉力垂度拉力F Ff f 式中式中 g g重力加速度重力加速度(m/s(m/s2 2)；a a中心距（中心距（m m）；）；f f悬索垂度悬索垂度(m)(m)；K Kf f垂度系数垂度系数 本讲稿第十四页，共二十九页作用在轴

11、上的载荷作用在轴上的载荷F FQ Q可近似地取为主动边和从动边可近似地取为主动边和从动边总拉力之和，因离心拉力不作用在轴上，不应计算在总拉力之和，因离心拉力不作用在轴上，不应计算在内，由此得内，由此得F FQ Q=F F+2+2F Ff f。又由于垂度拉力不大，故可近似。又由于垂度拉力不大，故可近似取取 本讲稿第十五页，共二十九页第四节第四节 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 一、链运动的主要失效形式一、链运动的主要失效形式 1 1铰链磨损铰链磨损 d d=p p/sin(180/sin(180/z z)若若 p p一定，一定，z z d d 因此，为了保证链的使用寿命，不致过早产生跳

12、齿或因此，为了保证链的使用寿命，不致过早产生跳齿或脱链，除应满足规定的润滑状态外，还有必要限制链轮的脱链，除应满足规定的润滑状态外，还有必要限制链轮的最大齿数。最大齿数。本讲稿第十六页，共二十九页2 2疲劳破坏疲劳破坏 在润滑充分和设计、安装正确的条件下，疲劳强在润滑充分和设计、安装正确的条件下，疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。度是决定链传动承载能力的主要因素。3 3铰链胶合铰链胶合 铰链胶合与链轮转速关系极大，因此，链轮的转速应铰链胶合与链轮转速关系极大，因此，链轮的转速应受胶合失效的限制。受胶合失效的限制。4 4链被拉断链被拉断 各种失效图片各种失效图片本讲稿第十七页，共二十九页二

13、、链传动的承载能力二、链传动的承载能力 链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。1.1.极限功率曲线极限功率曲线 0由链板疲劳强度限定由滚子、套筒冲击疲劳强度限定由销轴和套筒胶合限定额定功率额定功率P P0 0/kW/kW小链轮转速小链轮转速n n1 1/(r/min)/(r/min)上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，在上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应

14、增大，传动能力主度；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，传动能力就越低，要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。本讲稿第十八页，共二十九页2.A2.A系列套筒滚子链的实用功率曲线图系列套筒滚子链的实用功率曲线图实验条件实验条件：单列：单列,水平布置水平布置,载荷载荷平稳平稳,Z,Z1 1=19,i=3,t=100P,=19,i=3,t=100P,t th h=15000h,P/P 3%=15000h,P/P 3%设计时可根据小链轮的转速设

15、计时可根据小链轮的转速n n1 1从图中查出这种型号的链条允从图中查出这种型号的链条允许传递的额定功率许传递的额定功率P P0 0，额定功率，额定功率曲线适合于链速曲线适合于链速v0.6m/sv0.6m/s的场合。的场合。当链传动实际工作条件与标准当链传动实际工作条件与标准实验条件不符时，应考虑工作情况实验条件不符时，应考虑工作情况系数系数K KA A、链长、小链轮齿数、链长、小链轮齿数、多排链等因素的影响。多排链等因素的影响。额定功率曲线是在推荐的润滑额定功率曲线是在推荐的润滑方式下得到的，当不能满足推荐的方式下得到的，当不能满足推荐的润滑方式时，应降低额定功率润滑方式时，应降低额定功率P

16、P0 0。例题例题本讲稿第十九页，共二十九页人工定期润滑人工定期润滑滴油润滑滴油润滑油浴或飞溅润滑油浴或飞溅润滑压力喷油润滑压力喷油润滑 推推荐荐的的润润滑滑方方式式本讲稿第二十页，共二十九页三、链传动主要参数的选择三、链传动主要参数的选择 1 1链的节距和排数链的节距和排数 链条所能传递的功率链条所能传递的功率P P0 0可由下式确定可由下式确定 P Pc c=K KA AP P(810)(810)(89)(89)式中式中 P P0 0在特定条件下，单排链所能传递的功率在特定条件下，单排链所能传递的功率(kW)(kW)（见图见图814814）；）；P Pc c链传动的计算功率链传动的计算功率

17、(kW)(kW)；K KA A工况系数（表工况系数（表8585）；）；K KZ Z小链轮齿数系数（表小链轮齿数系数（表8686），当工作在如图），当工作在如图814814所示的曲线顶点左侧时（链板疲所示的曲线顶点左侧时（链板疲劳），查表中的劳），查表中的K KZ Z，当工作在右侧时（滚子套筒冲击疲劳），查表中的，当工作在右侧时（滚子套筒冲击疲劳），查表中的K K Z Z；K KP P多排链多排链系数（表系数（表8787）；）；K KL L链长系数（图链长系数（图816816），链板疲劳查曲线），链板疲劳查曲线1 1，滚子套筒冲击疲劳查曲线，滚子套筒冲击疲劳查曲线2 2。根据式（根据式（8989

18、）求出传递的功率，由图）求出传递的功率，由图814814查出合适的链号和链节距。查出合适的链号和链节距。本讲稿第二十一页，共二十九页2 2传动比传动比i i 通常限制链传动的传动比通常限制链传动的传动比i6i6，推荐的传动比，推荐的传动比i i23.523.5。3 3链轮齿数链轮齿数z z Z1Z1过少：过少：1 1）传动不均性和动负荷增大；）传动不均性和动负荷增大；2 2）P P增增大大后后，角角增增大大，功功率率损损失失增增加加，链链绕绕进进、出出轮轮磨磨损加剧；损加剧；3 3）当当P P一一定定时时，Z Z少少，D D小小，圆圆周周力力（=2T/D=2T/D）加加速速轮轮与与链的破坏链的

19、破坏 Z Z2 2过多：过多：外壳尺寸大、重量加大；容易脱链外壳尺寸大、重量加大；容易脱链 必须限制齿数，两面限制：必须限制齿数，两面限制：为磨损均匀，为磨损均匀，Z Z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。本讲稿第二十二页，共二十九页4 4链节数链节数L LP P和链轮中心距和链轮中心距a a 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。设计时一般取中心距时一般取中心距a a0 0=(30=(3050)50)p p，最大取，最大取a a0max0max=80=80p p。链条的长度以链节数链条的长度以链节数L Lp p

20、来表示，链节数为：来表示，链节数为：计算出的计算出的L Lp p应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的中心距为：应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的中心距为：5 5低速链传动的静力强度计算低速链传动的静力强度计算对于链速对于链速v v0.6m/s0.6m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的的低速链传动，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。可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。（8 88 8）本讲稿第二十三页，共二十九页第五节第五节 链传动的合理布置和张紧方法链传动的合理布置和张紧方法一、链传动的一、链传动的合理布置合理布置1.1.两链轮的回转平面必须布置在同一

21、垂直平面内，不能布置在水平或两链轮的回转平面必须布置在同一垂直平面内，不能布置在水平或倾斜平面内；倾斜平面内；2.2.两链轮中心连线最好是水平的，也可以与水平面成两链轮中心连线最好是水平的，也可以与水平面成4545 3.3.一般应使链的紧边在上、松边在下一般应使链的紧边在上、松边在下 本讲稿第二十四页，共二十九页二、链传动的张紧二、链传动的张紧 链传动的张紧并不决定链的工作能力，只是调整垂度的大小。链传动的张紧并不决定链的工作能力，只是调整垂度的大小。本讲稿第二十五页，共二十九页例例 设计如图设计如图8-188-18所示的带式运输机传动方案所示的带式运输机传动方案中的滚子链传动，中的滚子链传动

22、，已知小链轮转速已知小链轮转速n n1 1=173.8r/min=173.8r/min，传动比，传动比i i=2.5=2.5，传递功率，传递功率P P10.04kW10.04kW，两班制工作，中心距可调节，工作中有中等冲击。，两班制工作，中心距可调节，工作中有中等冲击。本讲稿第二十六页，共二十九页解解：1 1选定链轮齿数选定链轮齿数z z1 1、z z2 2初步假设链速初步假设链速v=v=0.63m/s0.63m/s，由表，由表8888查得小链轮齿数查得小链轮齿数z z1 11717，取，取z z1 1=23=23，z z2 2=iziz1 1=2.523=57.5=2.523=57.5，取，

23、取z z2 2=58(120=58(120合适合适)。2 2根据实用功率曲线，选链条型号根据实用功率曲线，选链条型号 （1 1）初定中心距）初定中心距a a0 0=40=40p p，链节数，链节数L LP P为为 取取L LP P122122节。由于中心距可调，可不算实际中心距。节。由于中心距可调，可不算实际中心距。估计，链条链板可能产生疲劳破坏。由表估计，链条链板可能产生疲劳破坏。由表8686查得查得K KZ Z1.231.23，由表，由表8787查得查得K KP P=1.0=1.0（初（初取单排链），由图取单排链），由图816816查得查得K KL L1.071.07，由表，由表8585查

24、得查得K KA A1.31.3。本讲稿第二十七页，共二十九页该链条在实验条件下所需传递的功率该链条在实验条件下所需传递的功率 由由图图814814，按，按P P0 09.92kW9.92kW，n n1 1=173.8r/min=173.8r/min，选取链条型号，选取链条型号为为20A20A，p p=31.75mm=31.75mm，且，且P P0 0与与n n1 1交点在曲线顶点左侧，确系链板疲劳交点在曲线顶点左侧，确系链板疲劳破坏，估计正确。破坏，估计正确。3 3校核链速校核链速 与原假设与原假设v v=0.63m/s=0.63m/s范围符合。范围符合。4 4计算链长和中心距计算链长和中心距 本讲稿第二十八页，共二十九页5 5计算作用在轴上的压轴力计算作用在轴上的压轴力 计算结果：计算结果：链条型号链条型号20A120A1122 GB1243.183122 GB1243.1836 6链轮结构设计从略链轮结构设计从略 本讲稿第二十九页，共二十九页