机械结构设计基础链传动与间歇运动机构PPT课件

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1、1第第1111章章 链链 传传 动动 1. 1.链传动的类型、结构和特点。链传动的类型、结构和特点。 2. 2.链传动的设计计算。链传动的设计计算。知识点：知识点：第第1页页/共共44页页2 链传动是应用较广的一种机械传动，它由链条、主动链轮、从动链轮组成链传动是应用较广的一种机械传动，它由链条、主动链轮、从动链轮组成。依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。11.1 11.1 概述概述1111. .1 1. .1 1 链传动的类型链传动的类型 根据用途的不同，链传动分三大类：根据用途的不同，链传动分三大类： 1)1)传动链：传动链用于一般机械上动力

2、和运动的传递，通常都在中等速度传动链：传动链用于一般机械上动力和运动的传递，通常都在中等速度（v20m/sv20m/s）以下工作。）以下工作。 2 2）起重链：起重链用于起重机械中提升重物，其工作速度不大于）起重链：起重链用于起重机械中提升重物，其工作速度不大于0.25m/s0.25m/s。 3 3）牵引链：又称输送链，用于链式输送机中移动重物，其工作速度不大）牵引链：又称输送链，用于链式输送机中移动重物，其工作速度不大于于2 24m/s4m/s。 根据结构的不同，常用的传动链又分短节距精密滚子链根据结构的不同，常用的传动链又分短节距精密滚子链( (简称滚子链简称滚子链) )、套、套筒链、弯板

3、链和齿形链，如筒链、弯板链和齿形链，如图图11.111.1所示。滚子链结构简单，磨损较轻，故应用所示。滚子链结构简单，磨损较轻，故应用较广。齿形链较广。齿形链( (又称无声链又称无声链) )，它具有传动平稳、噪声小、承受冲击性能好、工，它具有传动平稳、噪声小、承受冲击性能好、工作可靠等优点，但结构复杂、质量大、价格高、制造较困难，故多用于高速（作可靠等优点，但结构复杂、质量大、价格高、制造较困难，故多用于高速（链速链速v v可达可达40m/s40m/s）或运动精度要求较高的传动装置中。）或运动精度要求较高的传动装置中。第第2页页/共共44页页311.1 11.1 概述概述图图1111. .1

4、1 传动链的类型传动链的类型第第3页页/共共44页页4 (1(1）滚子链的结构和标准）滚子链的结构和标准 滚子链由内链板滚子链由内链板1 1、套筒、套筒4 4、外链板、外链板2 2和销轴和销轴3 3组成，见组成，见图图11.211.2。内链板与套。内链板与套筒、外链板与销轴均为过盈配合，套筒与销轴、滚子与套筒之间均采用间隙配筒、外链板与销轴均为过盈配合，套筒与销轴、滚子与套筒之间均采用间隙配合，因此，内、外链板在链节屈伸时可相对转动。当链与链轮啮合时，链轮齿合，因此，内、外链板在链节屈伸时可相对转动。当链与链轮啮合时，链轮齿面与滚子之间形成滚动摩擦，可减轻链条与链轮轮齿的磨损。内、外链板制成面

5、与滚子之间形成滚动摩擦，可减轻链条与链轮轮齿的磨损。内、外链板制成“”字形，可使其剖面的抗拉强度大致相等，同时亦可减小链条的自重和惯字形，可使其剖面的抗拉强度大致相等，同时亦可减小链条的自重和惯性力。组成链条的各零件，由碳钢或合金钢制成，并进行热处理，以提高强度性力。组成链条的各零件，由碳钢或合金钢制成，并进行热处理，以提高强度和耐磨性。和耐磨性。 滚子链相邻两滚子中心的距离称为链节距，用滚子链相邻两滚子中心的距离称为链节距，用p p表示，它是链条的主要参数表示，它是链条的主要参数。节距。节距p p越大，链条各零件的尺寸越大，所能承受的载荷越大。越大，链条各零件的尺寸越大，所能承受的载荷越大。

6、 滚子链可制成单排链和多排链（如双排链或三排链滚子链可制成单排链和多排链（如双排链或三排链) )，见，见图图11.211.2和和图图11.311.3。排数越多，承载能力越大。由于制造和装配精度，会使各排链受力不均匀，故排数越多，承载能力越大。由于制造和装配精度，会使各排链受力不均匀，故一般不超过一般不超过4 4排。排。11.1 11.1 概述概述1 1. .滚子链传动滚子链传动第第4页页/共共44页页5图图1111. .2 2 单排滚子链结构单排滚子链结构图图1111. .3 3 双排滚子链结构双排滚子链结构11.1 11.1 概述概述第第5页页/共共44页页6 滚子链已标准化，滚子链的基本参

7、数与尺寸见滚子链已标准化，滚子链的基本参数与尺寸见表表11.111.1。表内的链号数乘以。表内的链号数乘以25.4/16mm25.4/16mm即为节距值。链号中的后缀表示系列。其中，即为节距值。链号中的后缀表示系列。其中，A A系列是我国滚子链的系列是我国滚子链的主体，设计时，根据载荷大小及工作条件等选用适当的链条型号；主体，设计时，根据载荷大小及工作条件等选用适当的链条型号；B B系列主要供系列主要供维修用。维修用。11.1 11.1 概述概述第第6页页/共共44页页7 (2 (2）滚子链链轮）滚子链链轮 滚子链链轮是链传动的主要零件。链轮齿形满足下列要求：滚子链链轮是链传动的主要零件。链轮

8、齿形满足下列要求： 1)1)保证链条能平稳而顺利地进入和退出啮合。保证链条能平稳而顺利地进入和退出啮合。 2)2)受力均匀，不易脱链。受力均匀，不易脱链。 3)3)便于加工。便于加工。 链轮的齿形有国家标准。链轮的齿形有国家标准。GB 1244GB 124419851985规定了滚子链链轮的端面齿槽形状规定了滚子链链轮的端面齿槽形状，如，如图图11.511.5所示，即为三圆弧所示，即为三圆弧(dc(dc、baba、aa)aa)和一直线和一直线(cb)(cb)齿形。齿形。 由于链轮采用标准齿形，所以在链轮工作图上不必绘制其端面齿形，只需由于链轮采用标准齿形，所以在链轮工作图上不必绘制其端面齿形，

9、只需在图的右上角注明基本参数和在图的右上角注明基本参数和“齿形齿形GB 1244GB 124419851985制造制造”字样即可。字样即可。11.1 11.1 概述概述2 2. .齿形链齿形链 齿形传动链由一组齿形链板并列铰接而成，工作时，通过链片侧面的两直齿形传动链由一组齿形链板并列铰接而成，工作时，通过链片侧面的两直边与链轮轮齿相啮合。齿形链按链片齿廓与轮齿啮合部位不同，分外侧啮合传边与链轮轮齿相啮合。齿形链按链片齿廓与轮齿啮合部位不同，分外侧啮合传动动图图11.6(a)11.6(a)和内侧啮合传动和内侧啮合传动图图11.6(b)11.6(b)。第第7页页/共共44页页8图图1111. .

10、5 5 链轮端面齿形链轮端面齿形图图1111. .6 6 齿形链齿形链11.1 11.1 概述概述第第8页页/共共44页页911.1 11.1 概述概述1111. .1 1. .2 2 链传动的特点链传动的特点 链传动与其他传动相比，主要有以下特点：链传动与其他传动相比，主要有以下特点： 1 1）由于链传动是有中间挠性件的啮合传动，无弹性滑动和打滑现象，因）由于链传动是有中间挠性件的啮合传动，无弹性滑动和打滑现象，因而能保证平均传动比不变。而能保证平均传动比不变。 2 2）链传动无需初拉力，对轴的作用力较小。）链传动无需初拉力，对轴的作用力较小。 3 3）链传动可在高温、低温、多尘、油污、潮湿

11、、泥沙等恶劣环境下工作）链传动可在高温、低温、多尘、油污、潮湿、泥沙等恶劣环境下工作。 4 4）由于链传动的瞬时传动比不恒定，传动平稳性较差，有冲击和噪声，）由于链传动的瞬时传动比不恒定，传动平稳性较差，有冲击和噪声，且磨损后易发生跳齿，不宜用于高速和急速反向传动的场合。且磨损后易发生跳齿，不宜用于高速和急速反向传动的场合。 链传动适用于两轴线平行且距离较远、瞬时传动比无严格要求以及工作环链传动适用于两轴线平行且距离较远、瞬时传动比无严格要求以及工作环境恶劣的场合，广泛用于农业、采矿、冶金、石油化工及运输等各种机械中。境恶劣的场合，广泛用于农业、采矿、冶金、石油化工及运输等各种机械中。目前，链

12、传动所能传递的功率可达目前，链传动所能传递的功率可达3600kW3600kW，常用，常用100kW100kW以下；链速可达以下；链速可达303040m/s40m/s，常用，常用v15m/sv15m/s；传动比最大可达；传动比最大可达1515，一般，一般i6i6；中心距；中心距a5a56m6m；效；效率率=0.91=0.910.970.97。第第9页页/共共44页页1011.2 11.2 链传动的运动特性链传动的运动特性 链条绕上链轮后，在啮合区域的部分链将折成正多边形，因此链传动相当链条绕上链轮后，在啮合区域的部分链将折成正多边形，因此链传动相当于一对多边形轮子之间的传动，见于一对多边形轮子之

13、间的传动，见图图11.911.9。设。设z z1 1、z z2 2为两链轮的齿数，为两链轮的齿数，p p为节距为节距（mmmm），），n n1 1、n n2 2为两链轮的转速（为两链轮的转速（r/minr/min），则链条线速度（简称链速）为），则链条线速度（简称链速）为图图1111. .9 9 链传动的运动分析链传动的运动分析第第10页页/共共44页页1111.3 11.3 滚子链传动设计滚子链传动设计1111. .3 3. .1 1 滚子链传动的失效形式滚子链传动的失效形式 由于链条的结构比链轮复杂，强度不如链轮高，所以一般链传动的失效主由于链条的结构比链轮复杂，强度不如链轮高，所以一般链

14、传动的失效主要是链条的失效。常见的形式有以下几种：要是链条的失效。常见的形式有以下几种：1 1. .链板疲劳破坏链板疲劳破坏 链传动时由于松边和紧边的拉力不同，使得链条各元件受变应力的作用，链传动时由于松边和紧边的拉力不同，使得链条各元件受变应力的作用，经过一定的循环次数后，内、外链板会发生疲劳破坏，在正常润滑条件下，疲经过一定的循环次数后，内、外链板会发生疲劳破坏，在正常润滑条件下，疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。2 2. .滚子、套筒的冲击疲劳破坏滚子、套筒的冲击疲劳破坏 链节与链轮啮合时，滚子与链轮间会产生冲击，高速时冲击载荷较大，套链节与链

15、轮啮合时，滚子与链轮间会产生冲击，高速时冲击载荷较大，套筒与滚子表面发生冲击疲劳破坏。筒与滚子表面发生冲击疲劳破坏。第第11页页/共共44页页1211.3 11.3 滚子链传动设计滚子链传动设计3 3. .销轴与套筒的胶合销轴与套筒的胶合 当润滑不良或速度过高时，销轴与套筒的工作表面摩擦发热较大，而使两当润滑不良或速度过高时，销轴与套筒的工作表面摩擦发热较大，而使两表面发生粘附磨损，严重时则产生胶合。表面发生粘附磨损，严重时则产生胶合。4 4. .链条铰链磨损链条铰链磨损 链在工作过程中，铰链的销轴与套筒间承受较大的压力，传动时二者的工链在工作过程中，铰链的销轴与套筒间承受较大的压力，传动时二

16、者的工作表面会因相对转动而导致铰链磨损，使链节距增大，链与链轮的啮合点外移作表面会因相对转动而导致铰链磨损，使链节距增大，链与链轮的啮合点外移，容易引起跳齿和脱链，加大噪声以及其他破坏。，容易引起跳齿和脱链，加大噪声以及其他破坏。5 5. .过载拉断过载拉断 在低速（在低速（v6m/sv6m/s）重载或瞬时严重过载时，链条可能被拉断。）重载或瞬时严重过载时，链条可能被拉断。第第12页页/共共44页页1311.3 11.3 滚子链传动设计滚子链传动设计1111. .3 3. .2 2 滚子链传动设计计算及主要参数的选择滚子链传动设计计算及主要参数的选择 一般已知：需要传递的功率、主动轮转速、从动

17、轮转速一般已知：需要传递的功率、主动轮转速、从动轮转速( (或传动比或传动比) )、传动、传动的用途和工作情况、原动机类型以及外廓安装尺寸等。的用途和工作情况、原动机类型以及外廓安装尺寸等。1 1. .设计链传动的已知条件设计链传动的已知条件 确定滚子链的型号、链节距、链节数、选择大小链轮齿数、材料、结构，确定滚子链的型号、链节距、链节数、选择大小链轮齿数、材料、结构，绘制链轮工作图并确定传动的中心距。绘制链轮工作图并确定传动的中心距。2 2. .设计计算的内容设计计算的内容 (1(1）传动比）传动比I I 传动比受链轮最小齿数和最大齿数的限制，且外廓尺寸也不能过大，传动传动比受链轮最小齿数和

18、最大齿数的限制，且外廓尺寸也不能过大，传动比过大时，小链轮上的包角比过大时，小链轮上的包角11将会太小，同时啮合的齿数也太少，将加速轮将会太小，同时啮合的齿数也太少，将加速轮齿的磨损。因此，通常要求包角齿的磨损。因此，通常要求包角11不小于不小于120120。一般取传动比。一般取传动比i7i7，推荐，推荐i=2i=23.53.5。当工作速度较低。当工作速度较低(v2m/s)(v2m/s)，且载荷平稳、传动外廓尺寸不受限制时，且载荷平稳、传动外廓尺寸不受限制时，允许，允许i10i10。 3 3. .具体设计计算的基本方法和有关主要参数的选择具体设计计算的基本方法和有关主要参数的选择第第13页页/

19、共共44页页1411.3 11.3 滚子链传动设计滚子链传动设计 (2(2）确定链轮齿数）确定链轮齿数z z1 1、z z2 2 (3(3）选择链条节距）选择链条节距p p及排数，确定链型号及排数，确定链型号 在一定条件下，链节距越大，承载能力越高，但运动平稳性差、动载荷和在一定条件下，链节距越大，承载能力越高，但运动平稳性差、动载荷和噪声越严重。因此，设计时，在满足承载能力的前提下，应尽量选取小节距的噪声越严重。因此，设计时，在满足承载能力的前提下，应尽量选取小节距的单排链；高速重载时，可选择小节距的多排链。单排链；高速重载时，可选择小节距的多排链。 一般根据链传动单排链的额定功率一般根据链

20、传动单排链的额定功率P P0 0和小链轮的转速和小链轮的转速n n，由，由图图11.1011.10选取链选取链条节距条节距p p和链型号。链传动的计算功率和链型号。链传动的计算功率PCPC可由下式确定：可由下式确定：第第14页页/共共44页页1511.3 11.3 滚子链传动设计滚子链传动设计图图1111. .10 10 滚子链额定功率曲线滚子链额定功率曲线第第15页页/共共44页页1611.3 11.3 滚子链传动设计滚子链传动设计 (4 (4）确定中心距和链节数）确定中心距和链节数L Lp p第第16页页/共共44页页1711.3 11.3 滚子链传动设计滚子链传动设计 (5(5）验算链速

21、并确定润滑方式）验算链速并确定润滑方式 链速过高，会增加链传动的动载荷和噪声，因此，一般将链速限制在链速过高，会增加链传动的动载荷和噪声，因此，一般将链速限制在15m/s15m/s以下。若超过了允许范围，应调整设计参数重新计算。以下。若超过了允许范围，应调整设计参数重新计算。 根据节距和查根据节距和查图图11.1111.11确定传动的润滑方式。确定传动的润滑方式。图图1111. .11 11 推荐的润滑方式推荐的润滑方式.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第第17页页/共共44页页1811.3 11.3 滚子链传动设计滚子链传动设

22、计 (6(6）设计链轮并绘制其工作图）设计链轮并绘制其工作图 链轮轴向齿廓和尺寸见链轮轴向齿廓和尺寸见表表11.611.6。绘制链轮工作图时，应注明节距。绘制链轮工作图时，应注明节距p p、齿数、齿数z z、分度圆直径、分度圆直径d d、齿顶圆直径、齿顶圆直径d da a、齿根圆直径、齿根圆直径d df f及齿侧凸缘直径及齿侧凸缘直径d dg g。第第18页页/共共44页页1911.3 11.3 滚子链传动设计滚子链传动设计 链轮的结构如链轮的结构如图图11.1211.12所示，小直径链轮可制成实心式所示，小直径链轮可制成实心式图图11.12(a)11.12(a)，中等直径可制成孔板式中等直径

23、可制成孔板式图图11.12(b)11.12(b)，直径较大时可用组合式结构直径较大时可用组合式结构图图11.12(c)11.12(c)。 链轮材料应保证其有足够的抗疲劳强度、耐冲击性和耐腐蚀性，故链轮材链轮材料应保证其有足够的抗疲劳强度、耐冲击性和耐腐蚀性，故链轮材料多采用中碳钢和中碳合金钢，如料多采用中碳钢和中碳合金钢，如4545、40Cr40Cr、35SiMo35SiMo等，经淬火处理，硬度达等，经淬火处理，硬度达到到404050HRC50HRC；高速、重载时采用低碳钢、低碳合金钢，如；高速、重载时采用低碳钢、低碳合金钢，如1515、2020、15Cr15Cr、20Cr20Cr，经表面渗碳

24、淬火，其硬度达到，经表面渗碳淬火，其硬度达到555560HRC60HRC；低速、轻载、齿数较多的从；低速、轻载、齿数较多的从动轮也可采用铸铁制造。动轮也可采用铸铁制造。 工作时因小轮啮合次数远远多于大轮的啮合次数，易于损坏，故小轮的材工作时因小轮啮合次数远远多于大轮的啮合次数，易于损坏，故小轮的材料应比大轮的好一些。料应比大轮的好一些。图图1111. .12 12 链轮的结构链轮的结构第第19页页/共共44页页2011.4 11.4 链传动的布置和润滑链传动的布置和润滑1111. .4 4. .1 1 链传动的布置链传动的布置 在链传动中，两链轮的转动平面应在同一平面内，两轴线必须平行，最好在

25、链传动中，两链轮的转动平面应在同一平面内，两轴线必须平行，最好成水平布置，如需倾斜布置，两链轮中心连线与水平线的夹角成水平布置，如需倾斜布置，两链轮中心连线与水平线的夹角应小于应小于4545。同时链传动应使紧边（即主动边）在上，松边在下，以便链节和链轮轮齿可以同时链传动应使紧边（即主动边）在上，松边在下，以便链节和链轮轮齿可以顺利地进入和退出啮合。如果松边在上，可能会因松边垂度过大而出现链条与顺利地进入和退出啮合。如果松边在上，可能会因松边垂度过大而出现链条与轮齿的干扰，甚至会引起松边与紧边的碰撞。具体布置情况参见轮齿的干扰，甚至会引起松边与紧边的碰撞。具体布置情况参见表表11.711.7。第

26、第20页页/共共44页页2111.4 11.4 链传动的布置和润滑链传动的布置和润滑第第21页页/共共44页页2211.4 11.4 链传动的布置和润滑链传动的布置和润滑1111. .4 4. .2 2 链传动的张紧链传动的张紧 链条包在链轮上应松紧适度。通常用测量松边垂度链条包在链轮上应松紧适度。通常用测量松边垂度f f的办法来控制链的松的办法来控制链的松紧程度，如紧程度，如图图11.1311.13所示。所示。 合适的松边垂度为合适的松边垂度为f=f=（0.010.010.020.02）a a，式中，式中，a a是中心距。对于重载、是中心距。对于重载、反复起动及接近垂直的链传动，松边垂度应适

27、当减小。反复起动及接近垂直的链传动，松边垂度应适当减小。 传动中，当铰链磨损使长度增大而导致松边垂度过大时，可采取如下张传动中，当铰链磨损使长度增大而导致松边垂度过大时，可采取如下张紧措施：紧措施： 1)1)通过调整中心距，使链张紧。通过调整中心距，使链张紧。 2)2)拆除拆除1 12 2个链节，缩短链长，使链张紧。个链节，缩短链长，使链张紧。 3)3)加张紧轮，使链条张紧。张紧轮一般位于松边的外侧，它可以是链轮加张紧轮，使链条张紧。张紧轮一般位于松边的外侧，它可以是链轮，其齿数与小链轮相近，也可以是无齿的锟轮，锟轮直径稍小，并常用夹布胶，其齿数与小链轮相近，也可以是无齿的锟轮，锟轮直径稍小，

28、并常用夹布胶木制造。木制造。图图1111. .13 13 垂度测量垂度测量第第22页页/共共44页页2311.4 11.4 链传动的布置和润滑链传动的布置和润滑1111. .4 4. .3 3 链传动的润滑链传动的润滑 链传动良好的润滑将会减少磨损、缓和冲击，提高承载能力，延长使用寿命，因此链传动良好的润滑将会减少磨损、缓和冲击，提高承载能力，延长使用寿命，因此链传动应合理地确定润滑方式和润滑剂种类。链传动应合理地确定润滑方式和润滑剂种类。 常用的润滑方式有几种：常用的润滑方式有几种： 1 1）人工定期润滑：用油壶或油刷给油）人工定期润滑：用油壶或油刷给油图图11.1411.14（a a），）

29、，每班注油一次，适用于每班注油一次，适用于链速链速v4m/sv4m/s的不重要传动。的不重要传动。 2 2）滴油润滑：用油杯通过油管向松边的内、外链板间隙处滴油，用于链速）滴油润滑：用油杯通过油管向松边的内、外链板间隙处滴油，用于链速v10m/sv10m/s的传动的传动图图11.1411.14（b b）。 3 3）油浴润滑：链从密封的油池中通过，链条浸油深度以）油浴润滑：链从密封的油池中通过，链条浸油深度以6 612mm12mm为宜，适用于链速为宜，适用于链速v=6 v=6 12m/s12m/s的传动的传动图图11.1411.14（c c）。 4 4）飞溅润滑：在密封容器中，用甩油盘将油甩起，

30、经由壳体上的集油装置油导流）飞溅润滑：在密封容器中，用甩油盘将油甩起，经由壳体上的集油装置油导流到链上。甩油盘速度应大于到链上。甩油盘速度应大于3m/s3m/s，浸油深度一般为，浸油深度一般为12 12 15mm15mm图图11.1411.14（d d）。 5 5）压力油循环润滑：用油泵将油喷到链上，喷口应设在链条进入啮合之处。适用）压力油循环润滑：用油泵将油喷到链上，喷口应设在链条进入啮合之处。适用于链速于链速v8m/sv8m/s的大功率传动的大功率传动图图11.1411.14（e e），），链传动常用的润滑油有链传动常用的润滑油有L-AN32L-AN32、L-L-AN46AN46、L-AN

31、68L-AN68、L-AN100L-AN100等全损耗系统用油。温度低时，黏度宜低；功率大时，黏度宜等全损耗系统用油。温度低时，黏度宜低；功率大时，黏度宜高。高。第第23页页/共共44页页2411.4 11.4 链传动的布置和润滑链传动的布置和润滑图图1111. .14 14 链传动润滑方法链传动润滑方法第第24页页/共共44页页25 本章主要介绍了滚子链的失效形式，链传动主要参数的选择和设计步骤；同时还本章主要介绍了滚子链的失效形式，链传动主要参数的选择和设计步骤；同时还介绍了链传动的类型、结构和特点、链传动的运动特性及受力分析等；最后简单介绍介绍了链传动的类型、结构和特点、链传动的运动特性

32、及受力分析等；最后简单介绍了链传动的使用和维护。了链传动的使用和维护。小小 结结 1.1.链节链节P P的大小对链传动的动载荷有何影响？的大小对链传动的动载荷有何影响？ 2.2.链传动的合理布置有哪些要求？链传动的合理布置有哪些要求？ 3.3.链传动的主要失效形式有哪几种？链传动的主要失效形式有哪几种？ 4.4.影响链传动不均匀性的主要参数有哪些？为什么？设计时，为减少速度不均匀影响链传动不均匀性的主要参数有哪些？为什么？设计时，为减少速度不均匀性应从哪几方面考虑？如何合理选择参数？性应从哪几方面考虑？如何合理选择参数？ 5.5.链传动与带传动的张紧目的有何区别？链传动与带传动的张紧目的有何区

33、别？ 6.6.设计一链传动，主动轮转速设计一链传动，主动轮转速n n1 1=960r/min=960r/min，从动轮转速，从动轮转速n n2 2=320r/min=320r/min，电动机功，电动机功率率P=4kWP=4kW，两班制工作，载荷平稳。，两班制工作，载荷平稳。 习习 题题11.4 11.4 链传动的布置和润滑链传动的布置和润滑第第25页页/共共44页页26 7. 7.当传递功率较大时，可用单排大节距链条，也可用多排小节距链条，此二者各当传递功率较大时，可用单排大节距链条，也可用多排小节距链条，此二者各有何特点，各适用于什么场合？有何特点，各适用于什么场合？ 8.8.小链轮齿数小链

34、轮齿数z z1 1不允许过少，大链轮齿数不允许过少，大链轮齿数z z2 2不允许过多。这是为什么？不允许过多。这是为什么？ 9.9.链传动的失效形式有几种？设计链传动的主要依据是什么？链传动的失效形式有几种？设计链传动的主要依据是什么？ 10.10.试设计一驱动运输机的链传动。已知传递功率试设计一驱动运输机的链传动。已知传递功率P=200kWP=200kW。小链轮转速。小链轮转速n n1 1=720r/min=720r/min，大链轮转速，大链轮转速n n2 2=200r/min=200r/min，运输机载荷不够平稳，同时要求大链轮的分，运输机载荷不够平稳，同时要求大链轮的分度圆直径最好为度圆

35、直径最好为700mm700mm左右。左右。 11.11.一滚子链传动，已知主动链轮齿数一滚子链传动，已知主动链轮齿数z z1 1=19=19，采用，采用10A10A滚子链，中心距滚子链，中心距a=500mma=500mm，水平布置；传递功率水平布置；传递功率P=2.8kWP=2.8kW，主动轮转速，主动轮转速n1=110r/minn1=110r/min。设工作情况系数。设工作情况系数KA=1.2KA=1.2，静，静力强度许用安全系数力强度许用安全系数S=6S=6，试验算此传动。，试验算此传动。11.4 11.4 链传动的布置和润滑链传动的布置和润滑第第26页页/共共44页页27机械设计基础第第

36、27页页/共共44页页28第第1414章章 间歇运动机构间歇运动机构 1. 1.棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的组成、工作原理、特点及应用。棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的组成、工作原理、特点及应用。 2.2.棘轮机构转角的调整方法。棘轮机构转角的调整方法。知识点：知识点： 在许多机械中，为了实现某些运动形式的变换，常需要某些构件实现周期在许多机械中，为了实现某些运动形式的变换，常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。能够将主动件的连续运动转换为从动件有规律的间歇运动和性的运动和停歇。能够将主动件的连续运动转换为从动件有规律的间歇运动和停歇的机构，称为间歇运动机构。实现间歇运动的机构类型

37、很多，如棘轮机构停歇的机构，称为间歇运动机构。实现间歇运动的机构类型很多，如棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮机构及恰当设计的连杆机构都可实现间歇、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮机构及恰当设计的连杆机构都可实现间歇运动。本章简要介绍几种常用间歇机构的组成和运动特点。运动。本章简要介绍几种常用间歇机构的组成和运动特点。第第28页页/共共44页页2914.1 14.1 棘轮机构棘轮机构1414. .1 1. .1 1 棘轮机构的工作原理、特点及应用棘轮机构的工作原理、特点及应用 图图14.114.1为常见的外啮合齿啮式的棘轮机构，主要由棘轮为常见的外啮合齿啮式的棘轮机构，主要由棘轮1 1、棘

38、爪、棘爪2 2、摇杆、摇杆3 3、止回棘爪、止回棘爪4 4和机架组成。弹簧和机架组成。弹簧5 5用来使止回棘爪用来使止回棘爪4 4与棘轮保持接触。棘轮装在与棘轮保持接触。棘轮装在轴上，用键与轴连接在一起。棘爪轴上，用键与轴连接在一起。棘爪2 2铰接于摇杆铰接于摇杆3 3上，摇杆上，摇杆3 3可绕棘轮轴摆动。可绕棘轮轴摆动。当摇杆当摇杆3 3顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮齿顶滑过，棘轮静止不动；当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮齿顶滑过，棘轮静止不动；当摇杆3 3逆逆时针方向摆动时，棘爪插入棘轮齿间推动棘轮转过一定角度。这样，摇杆时针方向摆动时，棘爪插入棘轮齿间推动棘轮转过一定角度。这样，摇杆3

39、3连连续往复摆动，棘轮续往复摆动，棘轮1 1即可实现单向的间歇运动。即可实现单向的间歇运动。1 1. .棘轮机构的工作原理棘轮机构的工作原理图图14.1 14.1 外啮合棘轮机构外啮合棘轮机构1.1.棘轮；棘轮；2 2、4.4.棘爪；棘爪；3.3.摇杆；摇杆；5.5.弹簧弹簧第第29页页/共共44页页3014.1 14.1 棘轮机构棘轮机构 常见棘轮机构分为齿啮式和摩擦式两大类。常见棘轮机构分为齿啮式和摩擦式两大类。 （1 1）齿啮式棘轮机构）齿啮式棘轮机构 齿啮式棘轮机构是靠棘爪和棘轮齿啮合传动。棘轮的棘齿做在棘轮的外缘称为外啮齿啮式棘轮机构是靠棘爪和棘轮齿啮合传动。棘轮的棘齿做在棘轮的外缘

40、称为外啮合棘轮机构，如合棘轮机构，如图图14.114.1所示；做在棘轮的内缘称为内啮合棘轮机构，如所示；做在棘轮的内缘称为内啮合棘轮机构，如图图14.214.2所示。所示。 按照棘轮机构的运动型式不同可以分为三类。按照棘轮机构的运动型式不同可以分为三类。 1 1）单动式棘轮机构。如）单动式棘轮机构。如图图14.114.1、图图14.214.2所示，这种机构的特点是摇杆向某一方向所示，这种机构的特点是摇杆向某一方向摆动时，棘爪驱动棘轮沿同一方向转过一定角度，摇杆反方向转动时，棘轮静止。摆动时，棘爪驱动棘轮沿同一方向转过一定角度，摇杆反方向转动时，棘轮静止。 2 2）双动式棘轮机构。如）双动式棘轮

41、机构。如图图14.314.3所示，这种棘轮机构的棘爪可制成直爪所示，这种棘轮机构的棘爪可制成直爪图图14.3(a)14.3(a)或带钩头的爪或带钩头的爪图图14.3(b)14.3(b)。当主动摇杆。当主动摇杆1 1往复摆动一次时，能使棘轮往复摆动一次时，能使棘轮2 2沿同一方向沿同一方向作二次间歇转动。这种棘轮机构每次停歇的时间间隔较短，棘轮每次转过的转角也较小作二次间歇转动。这种棘轮机构每次停歇的时间间隔较短，棘轮每次转过的转角也较小。 3 3）可变向棘轮机构。如果棘轮需要作双向的间歇运动，可把棘轮的齿形制成矩形）可变向棘轮机构。如果棘轮需要作双向的间歇运动，可把棘轮的齿形制成矩形，而将棘爪

42、制成可翻转的结构，如，而将棘爪制成可翻转的结构，如图图14.4(a)14.4(a)所示。其特点是当棘爪处于实线位置所示。其特点是当棘爪处于实线位置B B，摇，摇杆往复摆动时，棘轮可获逆时针的单向间歇运动；而当把棘爪绕其销轴杆往复摆动时，棘轮可获逆时针的单向间歇运动；而当把棘爪绕其销轴O O2 2翻转到虚线所翻转到虚线所示位置示位置BB，摇杆往复摆动时，棘轮则可获得顺时针的单向间歇运动。，摇杆往复摆动时，棘轮则可获得顺时针的单向间歇运动。2 2. .棘轮机构的基本类型棘轮机构的基本类型第第30页页/共共44页页31图图14.2 14.2 内啮合棘轮机构内啮合棘轮机构14.1 14.1 棘轮机构棘

43、轮机构图图14.3 14.3 双动式棘轮机构图双动式棘轮机构图1.1.主动摇杆；主动摇杆；2.2.棘轮；棘轮；3.3.棘爪棘爪图图14.4 14.4 双向棘轮机构图双向棘轮机构图1.1.摇杆；摇杆；2.2.矩形棘轮；矩形棘轮；3.3.棘爪棘爪第第31页页/共共44页页3214.1 14.1 棘轮机构棘轮机构 （2 2）摩擦式棘轮机构）摩擦式棘轮机构 摩擦式棘轮机构如摩擦式棘轮机构如图图14.514.5所示，棘爪上无棘齿。当摇杆逆时针方向摆动时所示，棘爪上无棘齿。当摇杆逆时针方向摆动时，通过偏心楔块，通过偏心楔块2 2与摩擦轮与摩擦轮3 3之间的摩擦力，使摩擦轮沿逆时针方向运动。当摇之间的摩擦力

44、，使摩擦轮沿逆时针方向运动。当摇杆顺时针方向摆动使，驱动偏心楔块在摩擦轮上滑过，而止动楔块杆顺时针方向摆动使，驱动偏心楔块在摩擦轮上滑过，而止动楔块4 4与摩擦轮与摩擦轮之间的摩擦力，促使此楔块与摩擦轮卡紧，从而使摩擦轮静止，实现了单向的之间的摩擦力，促使此楔块与摩擦轮卡紧，从而使摩擦轮静止，实现了单向的间歇运动。间歇运动。图图14.5 14.5 摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构1.1.摇杆摇杆;2;2、4.4.楔块；楔块；3.3.摩擦轮摩擦轮;5.;5.支架支架第第32页页/共共44页页3314.1 14.1 棘轮机构棘轮机构 （1 1）棘轮机构的特点）棘轮机构的特点 1 1）齿啮式棘轮机构。齿

45、啮式棘轮机构的特点是结构简单、制造方便，转角准）齿啮式棘轮机构。齿啮式棘轮机构的特点是结构简单、制造方便，转角准确、运动可靠，棘轮的转角可在一定范围内调节。但棘爪在齿背上滑行时容易产生确、运动可靠，棘轮的转角可在一定范围内调节。但棘爪在齿背上滑行时容易产生噪音、冲击和磨损，故适用于低速、轻载和转角精度要求不高的场合。噪音、冲击和磨损，故适用于低速、轻载和转角精度要求不高的场合。 2 2）摩擦式棘轮机。这种机构噪声小，但因摩擦力传动，其接触表面间容易发）摩擦式棘轮机。这种机构噪声小，但因摩擦力传动，其接触表面间容易发生滑动，即可起到过载保护作用，又因传动精度不高，故适用于低速、轻载场合。生滑动，

46、即可起到过载保护作用，又因传动精度不高，故适用于低速、轻载场合。 （2 2）棘轮机构的应用）棘轮机构的应用 除上述棘轮机构外，棘轮机构可用作单向离合器，如除上述棘轮机构外，棘轮机构可用作单向离合器，如图图14.614.6所示。当主动爪逆所示。当主动爪逆时针回转时，滚柱借摩擦力而滚向空隙的收缩部分，并将套筒楔紧，使其随爪轮一时针回转时，滚柱借摩擦力而滚向空隙的收缩部分，并将套筒楔紧，使其随爪轮一同回转；而当爪轮顺时针回转时，滚柱被滚到空隙的宽敞地方，将套筒松开，这时同回转；而当爪轮顺时针回转时，滚柱被滚到空隙的宽敞地方，将套筒松开，这时套筒静止不动。利用此种机构，当主动爪轮以任意角速度反复转动时

47、，可使从动轮套筒静止不动。利用此种机构，当主动爪轮以任意角速度反复转动时，可使从动轮的套筒获得任意大小转角的单向间歇转动。的套筒获得任意大小转角的单向间歇转动。 棘轮机构还常用作防止机构逆转的止停器，如棘轮机构还常用作防止机构逆转的止停器，如图图14.714.7所示为起重设备中的棘轮所示为起重设备中的棘轮制动器。当提升重物时，棘轮逆时针转动，棘爪制动器。当提升重物时，棘轮逆时针转动，棘爪2 2在棘轮在棘轮1 1齿背上滑过；当需要使重齿背上滑过；当需要使重物停在某一位置时，棘爪将及时插入到棘轮的相应齿槽中，防止棘轮在重力作用下物停在某一位置时，棘爪将及时插入到棘轮的相应齿槽中，防止棘轮在重力作用

48、下顺时针转动使重物下坠，以实现制动。顺时针转动使重物下坠，以实现制动。3 3. .棘轮机构的特点及应用棘轮机构的特点及应用第第33页页/共共44页页3414.1 14.1 棘轮机构棘轮机构图图14.6 14.6 单向离合器图单向离合器图图图14.7 14.7 棘轮制动器棘轮制动器1.1.棘轮；棘轮；2.2.棘爪棘爪第第34页页/共共44页页3514.1 14.1 棘轮机构棘轮机构1414. .1 1. .2 2 棘轮机构转角的调整方法棘轮机构转角的调整方法 利用曲柄摇杆机构带动棘轮作间歇运动，通过调节螺钉改变曲柄的长度，利用曲柄摇杆机构带动棘轮作间歇运动，通过调节螺钉改变曲柄的长度，就可改变摇

49、杆摆角，从而控制棘轮的转角。就可改变摇杆摆角，从而控制棘轮的转角。图图14.814.8所示的浇注输送传动装置，所示的浇注输送传动装置，改变活塞改变活塞1 1的行程，即可改变摇杆的摆角，从而调节棘轮转角的大小。的行程，即可改变摇杆的摆角，从而调节棘轮转角的大小。1 1. .改变摇杆摆角大小，控制棘轮的转角改变摇杆摆角大小，控制棘轮的转角 如如图图14.914.9所示，在棘轮外部罩一遮板（遮板不随棘轮一起转动），改变所示，在棘轮外部罩一遮板（遮板不随棘轮一起转动），改变遮板位置以遮住部分棘齿，可使棘爪行程的一部分在遮板上滑过，不与棘齿遮板位置以遮住部分棘齿，可使棘爪行程的一部分在遮板上滑过，不与棘

50、齿接触，从而改变棘爪推动棘轮的实际转角的大小。遮板的位置可根据需要进接触，从而改变棘爪推动棘轮的实际转角的大小。遮板的位置可根据需要进行调节。行调节。2 2. .利用遮板调节棘轮的转角利用遮板调节棘轮的转角第第35页页/共共44页页3614.1 14.1 棘轮机构棘轮机构图图14.9 14.9 棘轮外部罩遮板棘轮外部罩遮板图图14.8 14.8 外啮合不完全齿轮机构外啮合不完全齿轮机构1.1.活塞；活塞；2.2.摇杆摇杆第第36页页/共共44页页3714.2 14.2 槽轮机构槽轮机构1414. .2 2. .1 1 槽轮机构的工作原理槽轮机构的工作原理 如如图图14.1014.10所示为槽轮

51、机构，由具有径向槽的槽轮所示为槽轮机构，由具有径向槽的槽轮2 2、带有圆销、带有圆销A A的拨盘的拨盘1 1和和机架组成。机架组成。 主动件拨盘主动件拨盘1 1逆时针做匀速转动，当圆销逆时针做匀速转动，当圆销A A未进入槽轮的径向槽时，槽轮的未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁止弧内凹锁止弧被拨盘的外凸锁止弧被拨盘的外凸锁止弧锁住，槽轮静止不动；当圆销锁住，槽轮静止不动；当圆销A A开始进入开始进入槽轮的径向槽时，内外锁止弧脱开，槽轮在圆销槽轮的径向槽时，内外锁止弧脱开，槽轮在圆销A A的驱动下顺时针转动；当圆的驱动下顺时针转动；当圆销销A A开始脱离槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹锁止弧又被拨盘

52、的外凸圆弧锁开始脱离槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹锁止弧又被拨盘的外凸圆弧锁住而静止，直到圆销再一次进入槽轮的下一个径向槽时，两者又重复上述运动住而静止，直到圆销再一次进入槽轮的下一个径向槽时，两者又重复上述运动循环，从而实现从动槽轮的单向间歇运动。循环，从而实现从动槽轮的单向间歇运动。 槽轮机构有外啮合槽轮机构（槽轮机构有外啮合槽轮机构（图图14.1014.10）和内啮合槽轮机构（）和内啮合槽轮机构（图图14.1114.11）两）两种基本类型。依据机构中圆销的数目，外啮合槽轮机构又有单圆销、双圆销和种基本类型。依据机构中圆销的数目，外啮合槽轮机构又有单圆销、双圆销和多圆销槽轮机构之分。单圆销

53、外槽轮机构工作时，拨盘转一周，槽轮反向转动多圆销槽轮机构之分。单圆销外槽轮机构工作时，拨盘转一周，槽轮反向转动一次；双圆销外槽轮机构工作时，拨盘转动一周，槽轮反向转动两次；内槽轮一次；双圆销外槽轮机构工作时，拨盘转动一周，槽轮反向转动两次；内槽轮机构的槽轮转动方向与拨盘转向相同。机构的槽轮转动方向与拨盘转向相同。第第37页页/共共44页页3814.2 14.2 槽轮机构槽轮机构图图14.10 14.10 外槽轮机构外槽轮机构1.1.带圆销带圆销A A的拨盘；的拨盘；2.2.有径向槽的槽轮有径向槽的槽轮图图14.11 14.11 内槽轮机构内槽轮机构1.1.带圆销带圆销A A的拨盘；的拨盘；2.

54、2.有径向槽的槽轮有径向槽的槽轮第第38页页/共共44页页3914.2 14.2 槽轮机构槽轮机构1414. .2 2.2 .2 槽轮机构的特点及应用槽轮机构的特点及应用 槽轮机构结构简单槽轮机构结构简单, ,制造方便制造方便, ,转位迅速转位迅速, ,工作可靠，但制造与装配精度要工作可靠，但制造与装配精度要求较高且转角不能调节，转动时有冲击，故不适用于高速。一般用于转速不很求较高且转角不能调节，转动时有冲击，故不适用于高速。一般用于转速不很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表中。高的自动机械、轻工机械或仪器仪表中。 图图14.1214.12为槽轮机构在电影放映机中的应用情况。为槽轮机构在电影放映

55、机中的应用情况。图图14.1314.13为转塔车床的刀为转塔车床的刀架转位机构。架转位机构。图图14.12 14.12 电影放印机中的槽轮送片机构电影放印机中的槽轮送片机构图图14.13 14.13 转塔车床的刀架转位机构转塔车床的刀架转位机构第第39页页/共共44页页4014.3 14.3 不完全齿轮机构不完全齿轮机构1414.3.1 .3.1 不完全齿轮机构的工作原理和类型不完全齿轮机构的工作原理和类型 不完全齿轮机构是由一个或几个齿的不完全齿轮不完全齿轮机构是由一个或几个齿的不完全齿轮1 1、具有正常轮齿和带锁、具有正常轮齿和带锁止弧的齿轮止弧的齿轮2 2及机架组成。如及机架组成。如图图

56、14.1414.14所示的不完全齿轮机构中，在主动轮所示的不完全齿轮机构中，在主动轮1 1等等速连续转动中，当主动轮速连续转动中，当主动轮1 1上的轮齿与从动轮上的轮齿与从动轮2 2的正常齿相啮合时，主动轮的正常齿相啮合时，主动轮1 1驱驱动从动轮动从动轮2 2转动；当主动轮转动；当主动轮1 1的锁止弧与从动轮的锁止弧与从动轮2 2锁止弧接触时，则从动轮锁止弧接触时，则从动轮2 2停歇停歇不动并停止在确定的位置上，从而实现周期性的单向间歇运动。不动并停止在确定的位置上，从而实现周期性的单向间歇运动。 不完全齿轮机构有外啮合和内啮合两种类型。不完全齿轮机构有外啮合和内啮合两种类型。图图14.14

57、14.14为外啮合不完全齿为外啮合不完全齿轮机构，轮轮机构，轮1 1只有只有1 1段锁止弧，轮段锁止弧，轮2 2有有4 4段锁止弧，当轮段锁止弧，当轮1 1每转每转1 1周，轮周，轮2 2转转1/41/4周，周，两轮转向相反；两轮转向相反；图图14.1514.15为内啮合不完全齿轮机构，轮为内啮合不完全齿轮机构，轮1 1只有只有1 1段锁止弧，轮段锁止弧，轮2 2有有8 8段锁止弧，当轮段锁止弧，当轮1 1每转每转1 1周，轮周，轮2 2转转1/81/8周，两轮转向相同。周，两轮转向相同。第第40页页/共共44页页41图图14.14 14.14 外啮合不完全齿轮机构外啮合不完全齿轮机构图图14

58、.15 14.15 内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构14.3 14.3 不完全齿轮机构不完全齿轮机构第第41页页/共共44页页4214.3 14.3 不完全齿轮机构不完全齿轮机构1414.3.2 .3.2 不完全齿轮机构的特点和应用不完全齿轮机构的特点和应用 不完全齿轮机构与其他间歇运动机构相比，优点是结构简单，制造方便，不完全齿轮机构与其他间歇运动机构相比，优点是结构简单，制造方便，从动轮的运动时间和静止时间的比例不受机构结构的限制；缺点是从动轮在转从动轮的运动时间和静止时间的比例不受机构结构的限制；缺点是从动轮在转动开始和终止时，角速度有突变，冲击较大，故一般只用于低速或轻载场合。

59、动开始和终止时，角速度有突变，冲击较大，故一般只用于低速或轻载场合。 不完全齿轮机构常用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇转位及某些不完全齿轮机构常用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇转位及某些间歇进给机构中，如蜂窝煤压制机工作台转盘的间歇转位机构等。间歇进给机构中，如蜂窝煤压制机工作台转盘的间歇转位机构等。第第42页页/共共44页页43 本章主要介绍了棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的组成、工作原理、特点本章主要介绍了棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的组成、工作原理、特点及应用。重点掌握它们的工作原理和运动特点，同时要了解棘轮机构转角的两种调整及应用。重点掌握它们的工作原理和运动特点，同时要了解棘轮机构转角的两种调整方法。方法。小小 结结 1. 1.棘轮机构是如何实现间歇运动的？棘轮机构有哪些类型？棘轮机构是如何实现间歇运动的？棘轮机构有哪些类型？ 2.2.槽轮机构是如何实现间歇运动的？槽轮机构是如何实现间歇运动的？习习 题题14.3 14.3 不完全齿轮机构不完全齿轮机构第第43页页/共共44页页44感谢您的观看。感谢您的观看。第第44页页/共共44页页