河海大学机械设计链传动.ppt

一、链传动原理、组成与特点,1、原理：两轮间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动2、组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等。,138概述,4、应用：适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。中低速传动：传动比8，P100KW，V12-15m/s，无声链最大线速度可达40m/s（不适于在冲击与急促反向等情况）,瞬时传动比不恒定传动不平稳传动时有噪音、冲击对安装精度要求较高。,3、特点：,平均速比准确，无滑动结构紧凑，轴上压力Q小传动效率高=98%承载能力高P=100KW可传递远距离传动amax=8mm成本低。,优点：,缺点：,二、链传动的主要类型,按工作特性分：起重链;输送链;传动链,传动链接形式分：套筒链;滚子链;齿形链;成型链,滚子链,齿形链,输送链,传动链,起重链,传动链是链传动中的主要元件，传动链有滚子链和齿形链等类型。,滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。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。,滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。,1、滚子链,链条的接头处的固定形式有：,用开口销固定，多用于大节距链,弹簧卡片固定，多用于小节距链,设计时，链节数取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节要承受附加的弯曲应力，会使链的承载能力下降。,滚子链的结构,滚子链的零件,滚子链的标记：,例：08A186GB1243.1-83,详见表13-11,2、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。,三、滚子链链轮,1、链轮的齿形和参数,端面齿形,轴面齿形,链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形.,链轮是链传动的主要零件，其齿形已经标准化。,配用链条的节距p、滚子的最大外径d1、排距pt、齿数z。,确定链轮的尺寸和结构；,选择链轮的材料和热处理方式；,2、链轮设计的主要内容：,链轮的基本参数：,分度圆直径,齿顶圆直径,齿根圆直径,齿侧凸缘（或排间槽）直径,1）链轮的尺寸,小直径的链轮可制成整体式；中等尺寸的链轮可制成孔板式；大直径的链轮可制成组装式。,整体式,孔板式,组合式,2）链轮的结构,3）链轮的材料及热处理,注：小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。,1310链传动的运动分析和受力分析,一、链传动的运动分析,链的平均速度为：,链传动的平均传动比为：,链条铰链A点的前进分速度,上下运动分速度,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p。,链传动的运动不均匀性,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。,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。,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效应。,从动链轮的角速度为：,链传动瞬时传动比为：,链传动的动载荷,链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷。,链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。,当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。,二、链传动的受力分析,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、跳齿或脱链现象。,链的紧边拉力为：,链的松边拉力为：,其中：Fe为有效圆周力：,Fc为离心力引起的拉力：,在上述各式中，P为传递的功率（kW)；v为链速(m/s)；q为单位长度链条的质量(kg/m)。,Fy为悬垂拉力，与链条松边的垂度和传动的布置方式有关。,一单排滚子链传动，已知：链轮齿数z1=17，z2=25，采用08A链条（节距p=12.7mm），中心距a=40p(m)，水平布置；传递功率P=15kW，载荷平稳；小轮主动，其转速n1=150r/min。求：1）离心力Fc；2）悬垂拉力Fy；3）链的紧边拉力和松边拉力。,1311链传动的主要参数及其选择,一、链轮齿数,二、链的节距,链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，振动冲击和噪声也越严重。尽量选取小节距的链。高速重载时可选用小节距多排链,选择小链轮齿数Z1计算大链轮齿数Z2=iZ1小链轮齿数Z1过少、过大都不好,Z2120通常传动比i6，推荐值i23.5。链轮齿数最好为奇数,三、中心距和链的节数,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a0=(3050)p，最大取a0max=80p。,链条的长度以链节数Lp来表示，链节数为：,计算出的Lp应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的中心距为：,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。,滚子链额定功率曲线图,四、失效形式和额定功率,链传动的失效形式有链的疲劳破环、链条铰链的磨损、链条铰链的胶合以及链条的静力拉断。,标准实验条件：,1）两链轮安装在水平轴上且共面；2）小链轮齿数z1=19；3）链长Lp=100节；4）载荷平稳；5）按推荐的方式润滑；6）连续15000小时满负荷运转；7）链条磨损引起相对伸长量0.6m/s,标准实验条件下A系列滚子链额定功率曲线,1312滚子链传动的设计计算,一、滚子链传动的设计步骤和方法：,1、确定链轮齿数z1、z2和传动比i,2、确定链条节数Lp,3、确定计算功率Pca,5、确定中心距a,6、验算轮速,7、选择润滑方式,4、确定链条的节距p,8、作用在轴向的力,9、设计链轮,1链轮齿数,选择小链轮齿数Z1计算大链轮齿数Z2=iZ1。通常限制链传动的传动比i6，推荐的传动比i23.5。,3确定计算功率,计算功率Pc是根据传递的额定功率P，并考虑工作情况来确定的。,KA为链传动的工作情况系数。,2链条节数,链条的长度以链节数Lp来表示，链节数为：,考虑到链传动的实际工作条件与标准实验条件的不同，引入修正系数，链所需传递的功率按下式确定：,式中：,Kz为小链轮齿数系数,KL为链长系数,Km为多排链系数,链条节距p可根据功率P0和小链轮转速n1由额定功率曲线选取,4链的节距,计算出的Lp应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的为：,5.实际中心距,6验算链速,链的平均速度为：,7选择润滑方式,9链轮的主要尺寸,8作用在轴上的压力,对于链速v<0.6m/s的低速链传动，由于抗拉静力强度不够而可能出现拉断，因此，需要进行抗拉静力强度计算：,Sca计算安全系数Flim单排链的极限拉伸载荷，kN,1313链传动的布置、张紧和润滑,一、链传动的布置,一般应布置在铅垂面内，避免布置在水平或倾斜平面内。链传动的紧边在上方好一些。保持链传动的两个链轮共面，否则容易脱链。,二、链传动的张紧,避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象；增加链条与链轮的啮合包角。,三、链传动的润滑,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。润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑对高速重载的链传动尤为重要。,