第十七章带传动和链传动优秀PPT.ppt

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1、内容简介内容简介 本章包括带传动和链传动两部分内容。带传动主要介绍带传动的分类、工作原理和一般V带传动的设计。链传动主要介绍链轮结构、链传动的运动特性、受力分析和滚子链传动的设计计算，对齿形链传动计算只作简洁介绍。学习要求学习要求1、了解带传动、链传动的类型、工作原理、特点和应用；2、熟悉一般V带轮的结构、规格与基本尺寸；3、驾驭带传动的受力分析、应力及应力分布图、弹性滑动和打滑的基本概念；4、驾驭带传动的失效形式、设计准则、一般V带传动的设计计算方法和参数选取原则；5、了解滚子链的的结构、规格、基本尺寸和链轮的主要几何尺寸；6、驾驭滚子链传动的运动特性；7、驾驭滚子链传动的效形式、设计准则、

2、设计计算方法和参数选取原则；本章重点本章重点1、带传动、链传动的类型、工作原理、特点和应用；2、带传动的受力分析、应力及应力分析、弹性滑动和打滑3、带传动的失效形式、设计准则、一般V带传动的参数选取原则4、滚子链传动的运动特性和参数选取原则第一节第一节 概概 述述概概 述述学习要求：学习要求：了解带传动、链传动的特点和一般应用了解带传动、链传动的特点和一般应用。带传动带传动链传动链传动 概概 述述带传动带传动 带传动由主动带轮、从动带轮和传动带组带传动由主动带轮、从动带轮和传动带组成成（图（图171），其运用的挠性曳引元件是传动），其运用的挠性曳引元件是传动带，靠带，靠带与带轮间的摩擦力来传递

3、运动和动力带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力 带传动运用的挠性曳引元件是传动带，传带传动运用的挠性曳引元件是传动带，传动带动带具有较大弹性，按工作原理，带传动分摩擦具有较大弹性，按工作原理，带传动分摩擦型一般型一般带传动和啮合型同步带传动。带传动和啮合型同步带传动。概概 述述图17-1 概概 述述带传动的主要特点是：带传动的主要特点是：、有缓冲和吸振作用；、有缓冲和吸振作用；、运行平稳，噪声小；、运行平稳，噪声小；、结构简洁，制造成本低；、结构简洁，制造成本低；、可通过增减带长以适应不同的中心距要求；、可通过增减带长以适应不同的中心距要求；、一般带传动过载时带会在带轮上打滑，对其他、一般带传动

4、过载时带会在带轮上打滑，对其他机件有爱护作用；机件有爱护作用；、传动带的寿命较短；、传动带的寿命较短；、传递相同圆周力时，外廓尺寸和作用在轴上的、传递相同圆周力时，外廓尺寸和作用在轴上的载荷比啮合传动大；载荷比啮合传动大；、带与带轮接触面间有相对滑动，不能保证精确、带与带轮接触面间有相对滑动，不能保证精确的传动比。的传动比。概概 述述 目前，带传动所能传递的最大功率为700kW，工作速度一般为530m/s，接受特种带的高速带传动可达60m/s，超高速带传动可达100m/s。带传动的传动比一般不大于7，个别状况可到10。链传动 链传动运用的挠性曳引元件是传动链，通过链轮的轮齿与链条的链节相互啮合

5、实现传动 链传动。依据链条结构的不同，有套筒链传动、滚子链传动和齿形链传动。概概 述述链传动的特点：链传动的特点：、平均传动比精确，并可用于较大的中心距；、平均传动比精确，并可用于较大的中心距；、传动效率较高，最高可达、传动效率较高，最高可达9898；、不需张紧力，作用在轴上的载荷较小；、不需张紧力，作用在轴上的载荷较小；、简洁实现多轴传动；、简洁实现多轴传动；、能在恶劣环境（高温、多灰尘等）下工作；、能在恶劣环境（高温、多灰尘等）下工作；、瞬时传动比不等于常数，链的瞬时速度是变更、瞬时传动比不等于常数，链的瞬时速度是变更的，故传动平稳性较差，速度高时噪声较大。的，故传动平稳性较差，速度高时噪

6、声较大。概概 述述 链传动主要用于两轴中心距较大的动力和运动的传递，广泛用在农业、采矿、冶金、起重、运输、石油和化工等行业。通常，滚子链传动的功率小于100kW，链速小于15m/s。优质滚子链传动的功率最高可达5000kW，链速可达35m/s。高速齿形链可达40m/s。其次节其次节 带带 传传 动动 带传动带传动学习要求：学习要求：了解带传动的类型、工作原理、特点和应了解带传动的类型、工作原理、特点和应用；熟悉一般用；熟悉一般V带轮的结构、规格与基本尺带轮的结构、规格与基本尺寸；驾驭带传动的受力分析、应力及应力寸；驾驭带传动的受力分析、应力及应力分布图、弹性滑动和打滑的基本概念；驾分布图、弹性

7、滑动和打滑的基本概念；驾驭带传动的失效形式、设计准则、一般驭带传动的失效形式、设计准则、一般V带带传动的设计计算方法和参数选取原则。传动的设计计算方法和参数选取原则。带传动带传动一般带传动的类型一般带传动的类型一般带传动的计算基础一般带传动的计算基础一般一般V V带传动设计带传动设计一般带传动的张紧装置一般带传动的张紧装置同步带传动（简介）同步带传动（简介）带传动带传动一般带传动的类型：一般带传动的类型：依据传动带的截面形态，摩擦型带传动可分依据传动带的截面形态，摩擦型带传动可分为：为：、平带传动、平带传动 、V带传动带传动 、圆带传动、圆带传动 V带传动又可分为：带传动又可分为：、一般、一般

8、V带传动带传动 、窄、窄V带传动带传动 、联组、联组V带传动带传动 、多楔带传动、多楔带传动 、大楔角、大楔角V带传动带传动 、宽、宽V带传动等带传动等带传动带传动 依据带传动的布置形式可分为 、开口传动（图17-5）、交叉传动 、半交叉传动（图17-1）。一般V带传动窄V带传动联组V带传动多楔带传动带传动带传动一般一般V V带传动：带传动：V V带以其两侧面与轮槽接触（图带以其两侧面与轮槽接触（图17-2a17-2a），），由于楔形槽可由于楔形槽可以增大法向压力，在初拉力相同的条件下，以增大法向压力，在初拉力相同的条件下，V V带传动产生的带传动产生的摩擦力较平带传动（图摩擦力较平带传动（图

9、17-2b17-2b）大，可传递更）大，可传递更大的载荷。大的载荷。图中，图中，FQFQ为带对带轮的压紧力；为带对带轮的压紧力；FNFN为平带为平带轮对带的反轮对带的反力；力；FNVFNV为为V V带轮侧面对带的反力；带轮侧面对带的反力；为带与带为带与带轮间的摩擦因轮间的摩擦因数；数；为带轮的槽楔角，一般为带轮的槽楔角，一般V V带为带为3232、3434、3636 或或4040。由。由力的平衡条件可知：力的平衡条件可知：带传动带传动图17-2带传动带传动 由此得V带传动的摩擦力为：式中，为V带与带轮间的摩擦力。V带与带轮间的当量摩擦因数v为 对于一般V带，若取0.3，则平均V0.511.7。

10、该结果表明，在其他条件相同的状况下，V带传动较平带传动的工作实力提高了很多。带传动带传动窄窄V V带传动：带传动：窄窄V V带传动是近年来国际上普遍应用的一带传动是近年来国际上普遍应用的一种种V V带带传动。带的承载层接受合成纤维绳或钢丝绳。传动。带的承载层接受合成纤维绳或钢丝绳。一般一般V V带高与节宽比为带高与节宽比为0.70.7，窄，窄V V带高与节宽比为带高与节宽比为0.90.9（图（图17-317-3）。窄）。窄V V带有带有SPZSPZ、SPASPA、SPBSPB和和SPCSPC四种型四种型号，其号，其结构和有关尺寸已标准化。结构和有关尺寸已标准化。窄窄V V带承载实力高，滞后损失

11、少。窄带承载实力高，滞后损失少。窄V V带传动的带传动的最高允许速度可达最高允许速度可达404050m/s50m/s，适用于大功率，适用于大功率且结构且结构要求紧凑的传动。要求紧凑的传动。带传动带传动17-3带传动带传动联组联组V V带传动：带传动：其特点是几条相同的其特点是几条相同的V V带在顶面联成一体带在顶面联成一体的的V V带（图带（图17-17-4a4a）。它克服了一般）。它克服了一般V V带二带间的受力不匀整，带二带间的受力不匀整，削减了各单削减了各单根带传动的横向振动，因而使带的寿命提高。根带传动的横向振动，因而使带的寿命提高。其缺点是要求其缺点是要求较高的制造和安装精度。较高的

12、制造和安装精度。多楔带传动多楔带传动 其特点是在平带的基体下做出很多纵向楔其特点是在平带的基体下做出很多纵向楔（图（图17-4b17-4b），），带轮也做出相应的环形轮槽。可传递较大的带轮也做出相应的环形轮槽。可传递较大的功率。由于多楔功率。由于多楔带轻而薄，工作时弯曲应力和离心应力都小，带轻而薄，工作时弯曲应力和离心应力都小，可运用较小的可运用较小的带轮，减小了传动的尺寸。由于多楔带有较带轮，减小了传动的尺寸。由于多楔带有较大的横向刚度，大的横向刚度，可用于有冲击载荷的传动。其缺点是制造和可用于有冲击载荷的传动。其缺点是制造和安装精度要求较安装精度要求较高。高。带传动带传动17-4带传动带传

13、动17-5带传动带传动一般带传动的计算基础一般带传动的计算基础带传动中的作用力带传动中的作用力带的应力带的应力弹性滑动和打滑弹性滑动和打滑带传动带传动带传动中的作用力：带传动中的作用力：带传动带呈环形，并以确定的初拉力（带传动带呈环形，并以确定的初拉力（）套）套在一对带轮上（带传动图在一对带轮上（带传动图176a），使带和带），使带和带轮相互压紧。轮相互压紧。带在工作前带在工作前 其两边拉力均为其两边拉力均为 （图（图176a），），称称为初拉力。为初拉力。工作时工作时 由于要克服工作阻力，带在绕上主由于要克服工作阻力，带在绕上主动动轮的一边被进一步拉紧，其拉力轮的一边被进一步拉紧，其拉力 大

14、到大到 ，称为称为紧边拉力；带的另一边被放松，其拉力由紧边拉力；带的另一边被放松，其拉力由 减小到减小到 ，称为松边拉力（图称为松边拉力（图176b）。）。带的两边拉力之差，称为带传动的有效拉带的两边拉力之差，称为带传动的有效拉力力F，即：即：F (171)带传动带传动17-6带传动带传动 有效拉力F与带传动传递的功率P及带速v的关系为：PFv （17-2）该式说明，带速确定时，有效拉力越大，则带传动传递的功率也越大，即带传动的工作实力越强。带的有效拉力等于带轮接触弧上摩擦力的总和。在确定条件下，摩擦力有一极限值，当须要传递的有效拉力超过该值时，带就会在轮面上打滑。打滑是带传动的主要失效形式之

15、一。带工作时松紧边拉力不等，但总长度不变，故紧边增加的长度与松边削减的长度相等，假设带的材料听从胡克定律，则紧边增加的拉力与松边削减的拉力相等。即：带传动带传动或 (17-3)F1 和F2的关系可用下式表示：(17-4)式中，为包角，即带与带轮接触弧所对应的中心角；e为自然对数的底。若带速v10m/s，则通常可忽视离心力qv2，此时上式简化为F1/F2e，即为著名的欧拉公式。带传动带传动 联立式（17-1）和式（17-4），可得紧边拉力F1和松边拉力F2为 (17-5)(17-6)将式（17-5）和式（17-6）带入式（17-3）可得反映带传动工作实力的最大有效拉力Fmax，即 (17-7)带

16、传动带传动该式说明：1）最大有效拉力与初拉力 成正比。限制初拉力对带传动的设计和运用是很重要的。过小不能传递所需载荷，而且简洁抖动；过大使带的磨损加剧，寿命缩短。2）最大有效拉力随包角、摩擦因数（与带、带轮的材料及工况有关）的增大而增大。通常设计时要求120。3）离心力qv2使最大有效拉力减小。上述各公式是按平带传动推导的，用于V带传动时，应将各式中的摩擦因数用当量摩擦因数v代替。带传动带传动式(17-4)推导如下：取一微段带dl（图17-7），带上各力的平衡条件为：沿垂直方向 式中dF为紧边拉力增量；dFN为带轮给微段带的正压力；q为带的线质量。取：略去二阶无穷小量，上式为 (a)带传动带传

17、动17-7带传动带传动沿水平方向式中，为带与带轮间的摩擦因数。取 1 1，得 (b)由式(a)、(b)得 (c)在摩擦力的极限状态即将要打滑时，积分式(c)，得 (17-）带传动带传动带的应力带的应力1紧边拉应力 和松边拉应力 由紧边拉力 和松边拉力 引起 (17-8)式中，A为带的截面积。2弯曲应力b 传动带绕带传动经带轮时产生，该应力可近似按下式确定 (17-9)式中，E为带的弹性模量；h为带的高度；d为带轮的直径。带传动带传动3离心拉应力c 由带的离心拉力Fc（Fcqv2）产生 (17-10)图17-8给出了带的应力分布状况。由图可知，带在工作过程中，其应力是不断变更的。最大应力发生在紧

18、边进入小带轮处（图中b点）。带的最大应力为max：(17-11)式中 b1为带绕经小带轮时产生的弯曲应力。带传动带传动17-8带传动带传动弹性滑动和打滑弹性滑动和打滑1.弹性滑动弹性滑动 由于带是弹性体，受力不同时伸长量不等，由于带是弹性体，受力不同时伸长量不等，使带传动在使带传动在工作中发生弹性滑动。如图工作中发生弹性滑动。如图179所示，带自所示，带自b点绕上主动轮点绕上主动轮时，带的速度与主动轮的速度相等，当带由时，带的速度与主动轮的速度相等，当带由b点转到点转到c点时，点时，带的拉力由带的拉力由F1渐渐减小到渐渐减小到F2，与此同时，带，与此同时，带的单位长度的伸的单位长度的伸长量也随

19、之渐渐减小，从而使带沿带轮表面相长量也随之渐渐减小，从而使带沿带轮表面相对退缩（由对退缩（由c向向b方向），这种现象称为弹性滑动。同理，方向），这种现象称为弹性滑动。同理，在从动轮上产在从动轮上产生带相对带轮表面相对伸长的弹性滑动（由生带相对带轮表面相对伸长的弹性滑动（由e 向向f方向）。方向）。b、c点与小带轮包角点与小带轮包角1对应；对应；e、f点与大带点与大带轮包角轮包角2对对应。应。带传动带传动17-9带传动带传动 由于带传动工作时，紧边和松边的拉力不等，所以弹性滑动是不行避开的。弹性滑动除造成功率损失和带的磨损外，还导致从动轮的圆周速度 低于主动轮的圆周速度 ，其降低程度用滑动率表示

20、 考虑弹性滑动影响的传动比为 (17-12)式中，、为主、从动轮转速；、为主、从动轮直径。带传动带传动 滑动率一般可取1%2%，粗略计算时可忽视不计。2.打滑 弹性滑动并不是发生在全部接触弧上，而是只发生在带离开带轮一侧的部分弧段上（图17-9中 和 ），称该弧段为动弧，无弹性滑动的弧为静弧（图17-9中 和 ），两段弧所对应的中心角分别称为动角和静角。带传动不传递载荷时，动角为零。随着载荷的增加，动角渐渐增大，而静角则之间减小。当动角增大到1时达到极限状态（静角为零），由于过载使带传动的有效拉力F达到最大值，带将起先打滑。带传动带传动由于带在小轮上的包角较小，所以打滑总是在小轮上发生。打滑是

21、由于载荷过大引起的，它会造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定状态，故正常运用中带传动不应出现打滑现象。带传动带传动一般一般V带传动设计带传动设计一般一般V带和带轮带和带轮带传动的设计准则带传动的设计准则设计计算和参数选择设计计算和参数选择带传动带传动一般一般V V带和带轮带和带轮1.1.一般一般V V带结构带结构 一般一般V V带由顶胶、承载层、底胶和包布组带由顶胶、承载层、底胶和包布组成（图成（图17-1017-10）。承载层是胶帘布或绳芯。绳芯结构）。承载层是胶帘布或绳芯。绳芯结构的柔韧的柔韧性好，适用于转速较高和带轮直径较小的场性好，适用于转速较高和带轮直径较小的场合。合。按截面尺寸一

22、般按截面尺寸一般V V带分为：带分为：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E七种型号。各型号的截面尺寸和线质量见表七种型号。各型号的截面尺寸和线质量见表17-117-12 2带轮带轮 表表17-217-2给出了一般给出了一般V V带带轮的轮缘尺寸。带带轮的轮缘尺寸。V V带弯带弯曲时两侧面夹角小于曲时两侧面夹角小于4040，槽楔角，槽楔角 也应减小也应减小带传动带传动17-10带传动带传动带传动的设计准则带传动的设计准则带传动的主要失效形式：带传动的主要失效形式：打滑打滑 带的疲惫破坏带的疲惫破坏带传动的设计准则为：带传动的设计准则为：在保证不打滑的条件下，带具有确定的疲惫在保

23、证不打滑的条件下，带具有确定的疲惫强强度和寿命。度和寿命。带的疲惫强度条件为带的疲惫强度条件为 (1713)式中，式中，为依据疲惫寿命确定的带的许用应力。为依据疲惫寿命确定的带的许用应力。带传动带传动 在式（17-7）中，利用式（17-8）、（17-10）的关系，并带入疲惫强度条件和当量摩擦因数 ，可得V带传动的最大有效拉力Fmax为 将该式带入式（17-2），即得传动不打滑时单根V带所允许传递的功率为 (17-14)式中的可由试验确定。由式（17-14）求得的功率P1称为单根V带的基本额定功率，各种型号V带的P1值见表17-3。带传动带传动设计计算和参数选择设计计算和参数选择1.计算功率计算

24、功率 (1715)式中，式中，为工况系数，见表为工况系数，见表174；P为传递功率。为传递功率。2.带的型号带的型号 带的型号可依据计算功率带的型号可依据计算功率 和小带轮转速和小带轮转速 由图由图1711选取。在两种型号相邻的区域，可两种型号同时选取。在两种型号相邻的区域，可两种型号同时计算，然后依据运用条件择优选取。计算，然后依据运用条件择优选取。3.带轮基准直径带轮基准直径 带轮直径愈小，传动所占空间愈小，但弯曲应力带轮直径愈小，传动所占空间愈小，但弯曲应力愈大，带越易疲惫。表愈大，带越易疲惫。表175列出了最小带轮基准直列出了最小带轮基准直径。设计时，应使小带轮基准直径径。设计时，应使

25、小带轮基准直径 dmin，带传动带传动大带轮基准直径 (17-16)、通常按表17-6举荐的直径系列圆整。4.带速v 一般V带质量较大。带速太高时，会因离心惯性力过大而降低传动实力；带速过低，则在传递相同功率的条件下所需有效拉力F较大，要求带的根数较多。一般v530m/s。带速的计算公式为 (17-17)5.中心距a 和带的基准长度 带传动的中心距不宜过大，否则工作中将因载荷变化引起带的抖动。中心距也不宜过小，因为中心距愈 带传动带传动小，带的长度愈短，在确定速度下，单位时间内带的应力变更次数愈多，会加速带的疲惫。一般初定中心距 为 (17-18)初选 后，依据带传动的几何关系，按下式初算带的

26、基准长度 (17-19)依据 ，按表17-9选取接近的基准长度，然后再按下式计算实际中心距a (17-20)带传动带传动 在运用中，V带传动的中心距一般须要调整，所以a可接受下式近似计算 (17-21)6.小带轮上的包角 包角是影响带传动工作实力的重要参数之一。包角大，带的承载实力高；反之，则易打滑。在V带传动中，一般小带轮上的包角 不宜小于120，个别状况下可小到90。的计算式为 （）(17-22)带传动带传动7.带的根数z V带根数z可由下式计算 z (17-23)式中，为单根一般V带的基本额定功率，见表17-3；为考虑i 1时额定功率的增量，见表17-7；K为包角修正系数，见表17-8；

27、为带长修正系数，见表17-9。8.初拉力 既保证传动功率，又不出现打滑的单根V带所需初拉力 可由下式计算带传动带传动 (17-24)无自动张紧的带传动，运用新带时的初拉力应为上式 的1.5倍。初拉力一般可以通过在两带轮切点间跨距的中点M，加一个垂直于两轮上部外公切线的载荷G（图17-12），使带产生挠度y为1.6/100（即挠角为1.8）来限制。G 值见表17-10。9.作用在轴上的载荷 带作用在轴上的载荷 可近似按下式计算（图17-13）(17-25)带传动带传动 17-12带传动带传动一般带传动的张紧装置一般带传动的张紧装置 由于带工作一段时间后会发生松弛现象，造由于带工作一段时间后会发生

28、松弛现象，造成初成初拉力拉力 减小，传动实力降低，此时带需重新张减小，传动实力降低，此时带需重新张紧。紧。带的张紧装置分为定期张紧装置和自动张紧带的张紧装置分为定期张紧装置和自动张紧装置装置两类。两类。1定期张紧装置定期张紧装置 当中心距可调时，可利用滑轨和调整螺钉当中心距可调时，可利用滑轨和调整螺钉（图（图 1714a）、摇摆架和调整螺杆（图）、摇摆架和调整螺杆（图1714b）进行定进行定 期张紧；期张紧；当中心距不行调时，可利用张紧轮装置（图当中心距不行调时，可利用张紧轮装置（图17 14c）。）。为避开反向弯曲应力降低带的寿命并防止包为避开反向弯曲应力降低带的寿命并防止包角角带传动带传动

29、17-14带传动带传动过小，应将张紧轮置于松边内侧靠近大带轮处。2自动张紧装置 利用浮动架（图17-15a）及浮动齿轮（图17-15b）等装置可实现自动张紧。浮动齿轮是依据负载大小自动调整张紧力大小的装置。该装置的带轮与浮动齿轮2制成一体，带轮可通过系杆H绕电动机上的齿轮1摇摆。传动时，电动机通过齿轮1和2带动带轮，作用在齿轮2齿面上的法向力使带轮沿方向摇摆，从而使带张紧。若带传动的功率增大，该力则增大，带的拉力也随之增大；反之，拉力则减小。带传动带传动17-15带传动带传动同步带传动（简介）同步带传动（简介）同步带和带轮是靠啮合传动的（图同步带和带轮是靠啮合传动的（图17-17-1616），

30、因），因而带与带轮之间无相对滑动。而带与带轮之间无相对滑动。同步带以钢丝绳或玻璃纤维绳为承载层，同步带以钢丝绳或玻璃纤维绳为承载层，氯丁橡氯丁橡胶或聚氨酯为基体。由于承载层强度高，受载胶或聚氨酯为基体。由于承载层强度高，受载后变形后变形微小，能保持齿形带的带节距微小，能保持齿形带的带节距 不变，因而能不变，因而能保持准保持准确的传动比。确的传动比。这种带传动适用的速度范围广（最高可达这种带传动适用的速度范围广（最高可达40m/s40m/s），传动比大（可达），传动比大（可达1010），效率高（可），效率高（可达达98%98%）。其主要缺点是：制造和安装精度要求）。其主要缺点是：制造和安装精度要

31、求较高，较高，中心距要求较严格。中心距要求较严格。带传动带传动17-16第三节第三节 链传动链传动 链传动链传动学习要求学习要求1、了解滚子链的的结构、规格、基本尺寸和、了解滚子链的的结构、规格、基本尺寸和链轮的主要几何尺寸；链轮的主要几何尺寸；2、驾驭滚子链传动的运动特性；、驾驭滚子链传动的运动特性；3、驾驭滚子链传动的效形式、设计准则、设、驾驭滚子链传动的效形式、设计准则、设计计算方法和参数选取原则；计计算方法和参数选取原则；链传动是属于具有挠性件的啮合传动，由主链传动是属于具有挠性件的啮合传动，由主动链动链轮轮1、链和从动链轮、链和从动链轮2组成（图组成（图1717）。）。滚子链应用最广

32、，本章重点介绍滚子链传动。滚子链应用最广，本章重点介绍滚子链传动。链传动链传动17-17 链传动链传动链与链轮链与链轮链传动的运动特性链传动的运动特性链传动的受力分析链传动的受力分析 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算链传动的合理布置和润滑链传动的合理布置和润滑 链传动链传动链与链轮链与链轮（一）、滚子链的结构与尺寸（一）、滚子链的结构与尺寸1 1滚子链的结构滚子链的结构 内链板内链板 1 1 外链板外链板 2 2滚子链由滚子链由 销销 轴轴 3 3 组成（图组成（图17-17-1818）套套 筒筒 4 4 滚滚 子子 5 5 外链板与销轴、内链板与套筒之间接受过外链板与销轴、内链板与套

33、筒之间接受过盈协作盈协作 销轴与套筒之间为间隙协作销轴与套筒之间为间隙协作以适应链条进入或退出链轮时的屈伸。以适应链条进入或退出链轮时的屈伸。滚子与套筒间接受间隙协作，以使链与链滚子与套筒间接受间隙协作，以使链与链轮在进轮在进入和退出啮合时，滚子与轮齿为滚动摩擦，削入和退出啮合时，滚子与轮齿为滚动摩擦，削减轮与减轮与 链传动链传动17-18 链传动链传动轮齿的磨损。内外链板均为8字形，这样既可保证链板各横截面等强度，又可减轻链的质量。2滚子链主要尺寸、链节距p 链条相邻两个铰链副理论中心之间的距离（图17-18）。是链条的基本特性参数，p愈大，链的各部分尺寸也愈大，承载实力也愈高。、排数 滚子

34、链有单排和多排（图17-19）。接受多排滚子链可减小节距。排数愈多承载实力愈 高，但由制造与安装误差引起的各排链受载不匀整 现象愈严峻。一般链的排数不超过4排。链传动链传动 17-19 链传动链传动、链节数 链节数以偶数为宜。当链节数为奇 数时，则必需接受一个过渡链节（图17-20），过 渡链节的链板在工作时有附加弯矩，故不宜接受。链的接头形式见 图17-20。滚子链已经标准化，系列尺寸、极限拉伸载荷见表17-11。滚子链的标记为：链号排数整链链节数 标准编号例如：08A188 GB/T 6069-2002，表示：A系列、节距12.7mm、单排、88节，标准编号为 GB/T 6069-2002

35、的滚子链。链传动链传动17-20 链传动链传动链轮：链轮的齿形：应保证链节能平稳自如地进入和退出啮合；尽量减小啮合时链节的冲击和接触应力；便于加工。1.链轮的齿槽形态：链轮端面齿形：常用的端面齿形（图17-21）是由三段圆弧、和一段直线组成，简称为三圆弧始终线齿形（或称凹齿形）。因该齿形用标准刀具加工，所以在链轮不必绘制断，只需在图上注明“齿形按GB/T 6069-2002规定制造”即可。链传动链传动17-21 链传动链传动链轮的轴向齿形 工作图上应绘制链轮的轴向齿形（图17-22），其 尺寸参阅有关设计手册。链轮主要参数及计算 主要参数 节距p、齿数z、分度圆（链轮上链的 各滚子中心所在的圆

36、）、齿顶圆、齿根圆。其计算公式为分度圆直径 (17-26)齿顶圆直径 (17-27)链传动链传动 17-22 链传动链传动齿根圆直径 (17-28)式中，dr为滚子外径。2.链轮材料 链轮材料应满足强度和耐磨性要求。链轮齿面一般都经过热处理，达到确定的硬度要求。常用材料见表17-12。传动过程中，小链轮轮齿的受载次数比大链轮轮齿多，磨损和冲击比较严峻，因此小链轮的材料应较好，齿面硬度应较高。链传动链传动链传动的运动特性链传动的运动特性链传动的运动不匀整性链传动的运动不匀整性（1）链传动的平均传动比）链传动的平均传动比 将链与链轮的啮合，视为链呈折线包在链轮将链与链轮的啮合，视为链呈折线包在链轮

37、上，上，形成一个局部正多变形。该正多边形的边长为形成一个局部正多变形。该正多边形的边长为链节链节 距距p。链轮回转一周，链移动的距离为。链轮回转一周，链移动的距离为 ，故链，故链的平的平 均速度均速度v为为 (1729)式中，式中，p为链节距；为链节距；、为主、从动链轮的齿为主、从动链轮的齿数；数；、为主、从动链轮的转速。为主、从动链轮的转速。由上式可得链传动比的平均传动比由上式可得链传动比的平均传动比 (1730)链传动链传动（2）链传动的运动特性 设链的紧边工作时处于水平位置。如图17-23示。主动链轮以等角速度 传动，其分度圆圆周速度为 ，链水平方向的分速度v（即链速）等于链轮圆周速度

38、水平重量，链垂直方向的分速度 等于链轮圆周速度 的垂直重量。即 (17-31)链传动链传动17-23 链传动链传动 式中，为A点圆周速度与水平线速度的夹角。的变更范围在 之间，。明显，当主动轮匀速转动时，链速v是变更的，其变更规律如图17-24所示，而且每转过一个链节，链速就按此规律重复一次。链轮齿数愈少，链速不匀整性愈增加。同样，从动链轮B点速度 为 (17-32)链传动链传动17-24 链传动链传动瞬时传动比 为 (17-33)由上式可知，尽管 为常数，但 随、的变化而变更，瞬时传动比 也随时间变更，所以链传动工作不平稳，只有在 及链紧边长恰好是节距的整数倍时，瞬时传动比才是常数。适当选择

39、参数可减小链传动的运动不匀整性。2链传动的动载荷 链和从动链轮均作周期性的加、减速运动，必定 链传动链传动引起动载荷，加速度愈大动载荷也愈大。加速度为当 时，其最大加速度为 (17-34)可见链轮转速愈高，链节距愈大，链的加速度也愈大，动载荷就愈大。同理，变更使链产生上、下抖动，也产生动载荷。另外，链节进入链轮的瞬时，链节与链轮齿以一 链传动链传动定的相对速度啮合，链与链轮将受到冲击，并产生附加动载荷。这种现象，随着链轮转速的增加和链节距的加大而加剧，使传动产生振动和噪声。动载荷效应使链传动不宜用于高速。链传动的受力分析链传动的受力分析 不考虑动载荷，链传动中的主要作用力有：有效拉力F 式中，

40、P为传递功率；v为链速。离心拉力Fc 链传动链传动 式中，q为每米链长质量。当v 7m/s时Fc可以忽略。悬垂拉力Fy，水平传动（图17-25）时，式中，f为链条垂度；g为重力加速度；a为中心距；为垂度系数。链传动链传动17-25 链传动链传动 当两链轮中心连线与水平面一段斜角时，同样用上式计算悬垂拉力，只是给出的 不同。各种倾角下的 值见表17-13。不考虑动载时，链的紧边拉力 和松边拉力 分别为 链传动是啮合传动，作用在轴上的载荷 不大，可近似按下式计算 (17-35)链传动链传动式中，工作状况系数，平稳载荷1.01.2；中等冲击1.21.4；严峻冲击1.41.7（动力机平稳、单班工作时取

41、小值，动力机不平稳、三班工作时取大值）。滚子链传动的设计计算1滚子链传动的主要失效形式（1）链板疲惫断裂。（2）套筒与销轴及套筒与滚子的接触表面产生磨损，导致实际节距p渐渐加大，链在链轮上的位置渐渐 移向齿顶，引起脱链失效。链传动链传动（3）套筒与滚子承受有冲击载荷，经过确定次数的冲 击产生冲击疲惫。（4）高速或润滑不良的链传动，销轴与套筒的工作表 面会因温度过高而胶合。（5）低速重载或有较大瞬时过载的链传动，链条可能 被拉断。链传动中，一般链轮的寿命远大于链条的寿命。因此，链传动传动实力的设计主要针对链条进行。2额定功率曲线 在确定运用寿命和润滑良好的条件下，链传动各种失效形式限定的额定功功

42、率曲线如图17-26所示。链传动链传动17-26 链传动链传动 图中1为链疲惫强度限定曲线，在润滑良好、中等 速度的链传动中链的寿命由该曲线限定；滚子、套筒冲击疲惫强度限定的曲线2；3为销轴和套筒胶合的限定曲线。3额定功率 图17-27给出了滚子链在特定试验条件下的额定功率曲线。试验条件为：19、120节；单排链水平布、置载荷平稳、工作环境正常、按推 荐的润滑方式润滑；链传动链传动17-27 链传动链传动 链条因磨损而引起的相对伸长量 3%；运用寿命15000h。运用时与上述条件不同时，需作适当修正。由此得链传动计算功率 (17-36)式中，P为传递功率；为小链轮齿数系数，见表17-14；为多

43、排链排数系数，见表17-15；为链长系数，见表17-4；为额定功率，见图17-27。对于v0.6m/s的低速链传动，为防止过载拉断，应进行静强度校核。静强度平安因数应满足下式 链传动链传动 (17-37)式中，为链排数；Q为单排链的极限拉伸载荷，见表17-11。3主要参数的选择（1）传动比 一般传动比i7，当 v2m/s且载荷平稳时可10，举荐i23.5。传动比过大则链在小链轮上包角过小，将加速轮齿的磨损。（2）链轮齿数z 链轮齿数不宜过多或过少。齿数过少，会增加的 链传动链传动运动不匀整性和动载荷；会加大内、外链板的相对转角，加速了链节与链轮齿的磨损。链轮直径小，链的工作拉力将加大。建议在动

44、力传动中，滚子链的小链轮齿数选取如下：从限制大链轮齿数和减小传动尺寸考虑，传动比大的链传动应选取较少的链轮齿数。当链速很低时，允许最少齿数为9。大链轮齿数不宜过多。因链节磨损后，链节距将 链传动链传动由P 增至P+P，而分度圆直径将由d 增至d+d，链轮齿数愈多，分度圆直径增量dP/sin(180/z)愈大，链愈简洁移向齿顶而脱链。（见图17-28）链轮最多齿数限制为 120。为使链和链轮磨损匀整，链节数选用偶数，建议链轮齿数选用质数或不能整除链节数的数。（3）链速v 链速应不超过12m/s，否则会出现过大的动载荷。对高精度的链传动，链节距较小，链轮齿数较多，用合金钢制造的链条，链速允许到20

45、30m/s。（4）链节距P 链传动链传动17-28 链传动链传动 链节距越大，虽然使链的拉曳实力愈大，但链速不匀整性及振动、噪声也越大。故承载实力足够时宜选用小节距的单排链，高速重载时，可选小节距多排链。一般载荷大、中心距小、传动比大时，选小节距多排链；速度不太高、中心距大、传动比小时选大节距单排链。（5）中心距和链长 当链速不变时，中心距小、链节数少的传动，在单位时间内同一链节的屈伸次数势必增多，因此会加速链的磨损。中心距太大，会引起从动边垂度过大，传动时造成松边抖动，使传动不平稳。若中心距不受其它条件限制，一般可取a(3050)p，最大中心距 链传动链传动 80p，最小中心距受小链轮包角的

46、限制，通常取 (17-38)链的长度常用链节数 表示 (17-39)式中，a为链传动的中心距。链节数必需为整数，最好为偶数。用下式可以求出实际中心距 链传动链传动 (17-40)链传动的合理布置和润滑1.链传动的合理布置 链传动的合理布置应当考虑以下几方面的问题。首先两链轮的回转平面应在同一平面内，否则易使 链条脱落，或不正常磨损。其次两链轮的连心线最好在水平面内，若须要倾斜 布置时，倾角也应避开大于45（图17-29a）。应避开垂直布置（图17-29b），因为过大的下垂量会影 链传动链传动17-29 链传动链传动 响链轮与链条的正确啮合，降低传动实力。链传动最好紧边在上、松边在下，以防松边下

47、垂量 过大使链条与链轮轮齿发生干涉（图17-29c）或松边 与紧边相碰。2.链传动的张紧装置张紧的主要目 保证链条有稳定的从动边拉力以限制松边的垂度，使啮合良好，防止链条过大的振动。当两轮的连心线倾斜角大于60时，通常应当设有张紧装置。张紧方法常用移动链轮增大中心距；链传动链传动当中心距不行调时，可用张紧轮定期或自动张紧（图17-30a、b）。张紧轮应装在靠近小链轮的松边上。张紧轮可为有齿与无齿两种。其分度圆直径要与小链轮分度圆直径相近。无齿的张紧轮可以用酚醛层压布板制成，宽度应比链宽约宽5mm。还可用压板、托板张紧（图17-30c），特殊是中心距大的链传动，用托板限制垂度更合理。3.链传动的润滑 链传动的良好润滑能缓和冲击、减小摩擦、减轻磨损，不良的润滑就会降低链传动运用寿命。链传动链传动17-30 链传动链传动 链传动的润滑方法可依据图17-31选取。润滑时应设法在链传动关节的缝隙中注入润滑油，并应匀整分布在链宽上。润滑油应加在松边，因为链节处于松弛状态时润滑油简洁进入摩擦面。链传动链传动17-31