江苏大学机械设计课件4链传动

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1、机械工程学院机械设计系 课件 1 2021年 4月 11日 机 械 原理及设计 （ ） 第九章 链传动 机械工程学院机械设计系 课件 2 9-1 概 述 9-2 传动链的结构特点 9-3 链传动的工作情况分析 9-4 滚子链传动的失效形式及功率曲线图 9-5 滚子链传动的设计计算 9-6 滚子链链轮的结构设计 9-7 链传动的布置、张紧和润滑 第九章 链传动 机械工程学院机械设计系 课件 3 一工作原理 :啮合传动 二优缺点 优点 ： 1适于远距离传动，重量轻尺寸小。 2 i平 (=n1/n2)为定值，效率高。 3压轴力小。 4在温度高、湿度大等恶劣环境下工作 。 缺点 ： 1 i瞬 (=w1

2、/w2)不为常数，易产生动载荷 2两轴只能平行放置 3制造成本稍高 9-1 概 述 机械工程学院机械设计系 课件 4 机械工程学院机械设计系 课件 5 三分类 传动链 起重链 输送链 套筒滚子链 (滚子链 ) 齿形链 机械工程学院机械设计系 课件 6 机械工程学院机械设计系 课件 7 机械工程学院机械设计系 课件 8 一滚子链 1结构：滚子 1、套筒 2、销轴 3、内链板 4、外链条板 5 9-2 传动链的结构特点 机械工程学院机械设计系 课件 9 机械工程学院机械设计系 课件 10 两对间隙配合 滚子 1与套筒 2 套筒 2与销轴 3 两对过盈配合 内链板 4与与套筒 2 外链板 5与销轴

3、3 机械工程学院机械设计系 课件 11 2基本参数： 节距 p、 滚子外径 d1、 内链节内宽 b1 3接头形式： 连接链节 当链节数为偶数时， 过渡链节 当链节数为奇数时。 （ 过渡链节 缺点 ：附加弯曲应力作用） 4标记： 例： 08A 1 88 G1243.1 83 链号 排数 链节数 标准编号 p=08 25.4/16=12.7(mm) 机械工程学院机械设计系 课件 12 机械工程学院机械设计系 课件 13 二齿形链 (无声链 ) 1结构形式：一组带有两个齿的链板左右交错 排列，链齿的外侧边是直边，工作时外侧边与链 轮轮齿啮合实现传动。齿形链上设有导板（外导 板、内导板），防止链条在工

4、作时侧向窜动。 3特点：传动平稳、无噪音、承受冲击性 能好、工作可靠。（与套筒链相比） 2铰链形式 圆销式 轴瓦式 滚柱式 机械工程学院机械设计系 课件 14 一运动不均匀性 固有特性 1平均链速和平均传动比 常数 1 2 1 2 2 1 2111 Z Z pZ pZ n n i sm 100060 pZn 100060 pZn v 9-3 链传动的工作情况分析 机械工程学院机械设计系 课件 15 机械工程学院机械设计系 课件 16 2瞬时链速和瞬时传动比 假设： 紧边位于上面水平位置。 A主动轮： 水平方向 vx=v1cos=R1w1cos=链速 V 垂直方向 vy1= v1sin= R1w

5、1sin 1 11 1 11 1 1 1111 1 11 111 18 0 s i n0 18 0 s i n 18 0 c o s 18 0 c o s 18 018 0 0 18 0 Z wR Z wRv Z wRwR Z wRv ZZZ AAA oo y oo ooo 的变化 的变化 之间介于的变化 铰链位置 机械工程学院机械设计系 课件 17 一个链节中链速 v由小 大 小变化，垂直 vy1由减速上升后又作加速下降。每过一个链节 就重复一次，导致链产生有规律的振动。 的整数倍为 常数为常数的条件使 常数 paZZ )1( w w i c o sR c o sR w w i c o sR

6、 c o swR c o sR v w c o swRc o svv 21 2 1 s 1 2 2 1 s 2 11 2 2 222 B从动轮 ： 结论： 机械工程学院机械设计系 课件 18 节距 P 大 (齿数少 ) 运动不均匀性则明显 （因为此时 、 变化范围大） 由上面分析可知，随着 、 角的不断变 化，链传动的瞬时传动比是不断变化的，即 使主动轮以等角速度回转，从动轮的角速度 也将周期性地变动。 分析 综上所述 ：将上述现象称为链传动的运动不 均匀性，由于此特征是由于围绕在链轮上的 链条形成了正多边形所致，故又称为链传动 的多边形效应。 -不可消除 机械工程学院机械设计系 课件 19

7、二动载荷 不可避免 1速度冲击 2 p w Z 180 is i nwRa s i nwR dt d s i nwR dt dv a c o swRv 1 2 o 11m a x 1 2 111 11 说明 ：转速 w愈高，节距 p愈大，齿数 Z 愈少动载荷愈大 2振动冲击 3啮合冲击 4惯性冲击 机械工程学院机械设计系 课件 20 三受力分析 eQ21 fc2 fce1 2 ff 2 ff 2 e e FKFFQ FFF FFFF N10qas i nKF N10qaKF.3 qvF.2 v P 1000F.1 压轴力 松边拉力 紧边拉力 垂度拉力 离心拉力 有效圆周力 取大者 压轴系数 机

8、械工程学院机械设计系 课件 21 一失效形式 1链的疲劳破坏：链板、套筒、滚子 3链的铰链胶合：转速很高时发生，限制 极限转速 2链的铰链磨损 4链的过载拉断 9-4滚子链传动的失效形式及功率曲线图 机械工程学院机械设计系 课件 22 二极限功率曲线图 4 机械工程学院机械设计系 课件 23 三额定功率曲线图： P0 （ 图见书 ） 特定条件： Z1=19， Lp=100节，单排 Lh=15000h 水平布置，两轮共面 载荷平稳 按推荐润滑方式润滑 链磨损后的相对伸长量 3% 若为非推荐润滑方式，应降低 P0值 当与条件不同时，要引入一系列的修正 系数。 KA 工作情况系数， Kz 齿数系数，

9、 KL 链长系 数， Kp 多排链系数。 机械工程学院机械设计系 课件 24 一原始数据： 功率 P、转速 n1、 n2(或 i)、中心距 a及工作条件等 二设计内容： 1选择链号，确定尺寸 (节距、排数、长度 ) 2定实际中心距 a 3链轮结构设计 9-5 滚子链传动的设计计算 机械工程学院机械设计系 课件 25 三主要参数选择 1传动比 i 一般要求 i(=n1/n2)6 推荐 i=23.5 原因 ： i大 包角小 啮合齿数少 易磨损或跳齿 2齿数 Z1和 Z2 Z1： Z1少 结构紧凑 Z1过少 运动不均匀性增加 动载荷增加 链节间相对转角 增加 铰链易磨损 Fe(=1000P/v)增加

10、 压力增加 易损坏 Z1不能太小，一般 Zmin17 机械工程学院机械设计系 课件 26 Z2： Z2=i *Z1 Z 过大 结构庞大 易发生跳齿和脱链现象 寿命降低 Z2不能太大， Zmax120 Z p Z p Z pp dddd Z p d ooo o 180 s i n 180 s i n 180 s i n 180 s i n 链节距增长量 P 与啮合圆外移量 d的关系 机械工程学院机械设计系 课件 27 当 p一定时， Z大 外移量 d大， 故跳齿脱链易发生于大链轮 上 Z p Z p Z pp dddd Z p d ooo o 180 s i n 180 s i n 180 s

11、i n 180 s i n 讨论 或 当 d 一定时， Z大 允许 增长量 p小， 故跳齿脱链易发生于大链轮 上 机械工程学院机械设计系 课件 28 为什么链轮齿数应选与链节数互为质数的奇数齿。 问题 因为链节数通常为偶数，为考虑磨损均 匀，故 链轮齿数应选与链节数互为质数 的奇数齿。 机械工程学院机械设计系 课件 29 3节距 p和排数 p大尺寸大 承载能力大。 p过大 运动不均匀性明显 动载荷增加 振动噪音增加。 应尽量选 小节距单排链。（小节距多排链） 4中心距 a和链节数 Lp a： a过小 单位时间的屈伸次数增加 易磨损和疲劳 包角小 同时啮合的齿数少 轮齿受载大 a过大 链松边上下

12、抖动 运转不平稳 推荐 a0=(3050)p amax=80p 机械工程学院机械设计系 课件 30 a004.0002.0a aaa 2 ZZ 8 2 ZZ L 2 ZZ L 4 p a 2 ZZ a p p a2 2 ZZ LL 2 12 2 21 p 21 p 2 12 0 021 pp 实际中心距 ： 链节数 Lp与中心距 a0之间的关系 a是为了保证松边有一个合适的安装 垂度 f时中心距的减小量。 机械工程学院机械设计系 课件 31 四设计计算 1中高速链传动 (v 0.6 m/s)： pLz A 0 ApLz0 KKK PK P PKKKKP 式中 P0 特定条件的极限功率 P 名义

13、功率 KA 工作情况系数 Kz 齿数系数 KL 链长系数 Kp 多排链系数 2低速链传动 (v0.6m/s) ：静载荷计算 84 FK nQs 1A ca 式中 Q 单排链的极限拉伸载荷 n 链排数 F1 紧边拉力 机械工程学院机械设计系 课件 32 五 设计过程 1选择链轮齿数 Z1、 Z2 2计算功率 Pca 3确定链条的链节数 Lp 4计算传动所需功率 p0（ P0） 5根据额定功率曲线确定链条的型号及链条的 节距 p 6确定链长 L、中心距 a及中心距的减小量 a 7验算链速 8演算小链轮的轮毂孔 dk （查表 9 4） 9计算在轴上的压轴力 Q 10必要时校核链的静力强度（防止过载拉

14、 断） 机械工程学院机械设计系 课件 33 一链轮齿形 应满足的 要求： 形状 ：三圆弧一直线 aa ab cd 弧 bc线 二链轮结构尺寸 整体式 孔板式 组合式 Z 180 s in p d o 三材料 碳素钢、合金钢、球墨铸铁、灰铸铁、夹布胶木 9-6 滚子链链轮的结构设计 机械工程学院机械设计系 课件 34 机械工程学院机械设计系 课件 35 机械工程学院机械设计系 课件 36 机械工程学院机械设计系 课件 37 机械工程学院机械设计系 课件 38 机械工程学院机械设计系 课件 39 一布置 1宜布置于低速级 2宜采用水平或接近水平布置：一般 45o 3两链轮的回转平面应在同一平面内

15、4宜松边在下紧边在上 （与带传动比较） 9-7 链传动的布置、张紧和润滑 二润滑 人工润滑、滴油润滑、油浴润滑、压力润滑 机械工程学院机械设计系 课件 40 三张紧 张紧目的：避免在链条垂度过大时产生啮合不 良和链条的振动现象，同时也为了增加链条与链 轮的啮合包角。 张紧方法 取走几节 调整中心距 采用张紧轮、压板等 采用张紧轮时一般 在外侧紧压在松边靠近 小链轮 处，可以是链轮，也可以是滚轮，其 直径与小链轮相近。 与带轮用张紧轮张紧比较，有何不同之处。 比较它们松边与紧边的位置。 机械工程学院机械设计系 课件 41 机械工程学院机械设计系 课件 42 机械工程学院机械设计系 课件 43 机械工程学院机械设计系 课件 44 机械工程学院机械设计系 课件 45 本章结束 谢 谢 大 家 ！ 谢 谢 大 家 ！