《机械设计链传动》PPT课件.ppt

1 链传动 链传动的特点及应用 传动链的结构特点 滚子链链轮的结构和材料 链传动 的工作情况分析 滚子链传动的设计计算 链传动 的 布置、张紧与润滑 2 链传动重点内容 链传动的运动特性分析 链传动设计中参数的合理选择 3 链传动的特点及应用 挠性传动；链轮轮齿与 链条链节之间啮合。 4 链传动的特点及应用 5 链传动的特点及应用 链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确 的平均传动比，传动效率较高；封闭式链 传动传动效率 =0.950.98； 压轴力较小； 传递功率大，过载能力强； 能在低速重载下较好工作； 能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高 强度场合。 缺点是：瞬时链速和瞬时传动比不为常数 ，工作中有冲击和噪声。 6 链传动的特点及应用 按用途链可分为传动链、 起重链和曳引链。 起重链在起重机械中提升 重物（ v0.25m/s） 曳引链在运输机械中移动 重物（ v24m/s） 7 传动链的结构特点 传动链用于传递运动和动 力， v20m/s； P100kW ； i8；一般 i=23； =0.950.98。 传动链的类型主要有套筒 滚子链和齿形链。 齿形链比套筒滚子链工作 平稳、噪声小，承受冲击 载荷能力强，但结构较复 杂，成本较高。 套筒滚子链的应用最为广 泛。 8 传动链的结构特点 9 传动链的结构特点 滚子链的结构由内链板 1、外链板 2、销轴 3、套筒 4和滚子 5组成。 销轴 3与外链板 2、套筒 4与内链板 1分别用过盈配 合联接。而销轴与套筒、滚子与套筒之间则为间 隙配合，所以，当链条与链轮轮齿啮合时，滚子 与轮齿间基本上为滚动摩擦。 套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。链板 一般做成 8字形，以使各截面接近等强度，并可减 轻重量和运动时的惯性。 10 传动链的结构特点 11 传动链的结构特点 滚子链的标记方法为： 链号 排数 整链链节数，标准编号。 16A 1 80 GB1243 1997，即为按本标准 制造的 A系列、节距 25.4mm、单排、 80节的滚 子链。 12 传动链的结构特点 除了接头链节外，各 链节都是不可分离的 。 链的长度用链节数表 示。 为了使链条连成环形 时，正好是外链板与 内链板相连接，链节 数最好为偶数。 13 传动链的结构特点 齿形链的组成 14 滚子链链轮的 结构和材料 三圆弧一直线 aa ab cd bc 15 滚子链链轮的结构和材料 16 滚子链链轮的结构和材料 17 滚子链链轮的结构和材料 18 19 链传动的平均速度与平均传动比 链绕在链轮上，链条曲折成正多边形的一部 分。边长为链条的节距 p，边数等于链轮齿数 z 。链轮每转一转，随之转过的链长为 zp，故链 的平均速度 v为： 链传动的平均传动比为： iz2 /z1。 smpnzpnzv /1 00 0601 00 060 2211 链传动运动特性 20 链传动的运动特性 链传动的运动不均匀性 链轮转动时，绕在其上的链条的销轴轴心沿链轮节圆 (半径为 R1)运动。 21 链传动的运动特性 设链轮以角速度 1转动时，该链轮的销轴轴心 A作等速圆周运动，其圆周速度 v1=R11。 为了便于分析，设链在转动时主动边始终处于 水平位置。 v1可分解为沿链条前进方向的水平分速度 v和上 下垂直运动的分速度 v，其值分别为： v= v1cos=R11 cos v =v1sin=R11 sin 式中 是 A点处圆周速度与水平线的夹角。 22 链传动的运动特性 链条的每一链节在主动链轮上对应中心角为 1 (=360 /z1)，则 角的变化范围为 (-1/2 1/2) 。 当 = 1/2时，链速最小， vmin=R11cos(1 /2) ； 当 =0时，链速最大， vmax=R11。 23 链传动的运动特性 主动链轮作等速回转时 ，链条前进的瞬时速度 v周期性的由小变大， 又由大变小，每转过一 个节距就变化一次。 与此同时， v 的大小 也在周期性的变化，使 链节以减速上升，然后 以加速下降。 24 链传动的运动特性 设从动轮角速度为 2， 圆周速度为 v2，由图知 : 又因 v1=R11，而有 所以瞬时传动比为： c os c os 1 2 2 1 R Ri 22 1 2 c o s c o s c o s Rvvv 22 11 c o s c o s RR 25 链传动的运动特性 随着 角和 角的不断变化，链传动的瞬时传动 比也是不断变化的。当主动链轮以等角速度回 转时，从动链轮的角速度将周期性地变化。 只有在 z1=z2，且传动的中心距恰为节距 p的整 数倍时，传动比才可能在啮合过程中保持不变 ，恒为 1。 由上面分析可知，链轮齿数 z越小，链条节距 p 越大，链传动的运动不均匀性严重。 26 链传动动载荷 链水平速度与从动轮角速度的周期性变化 引起附加动载荷 s ind d 2 11Rt va 2 180s i n 2 s i n 2 12 11 12 11m a x p z RRa 27 链传动动载荷 从动链轮的角加速度引起的动载荷 dtR Jd F d 2 2 2 28 链传动动载荷 链节与链轮之间 的冲击 29 链传动动载荷 链轮转速愈高 链节距愈大 链轮齿数愈少 引起动载荷愈大 30 受力分析 工作拉力 离心拉力 垂度拉力 31 32 滚子链传动的设计计算 根据链速不同分为一般与低速两种情况： 一般 (v0.6m/s)的链传动按功率曲线设计计 算 低速 (v<0.6m/s)链传动按静强度设计计算 33 失效形式 链的疲劳破坏 由于链在运动过程中所受的载荷不断变化，因 而链在变应力状态下工作，经过一定的循环次 数后，链板会产生疲劳断裂或滚子表面会产生 疲劳点蚀和疲劳裂纹。在润滑条件良好和设计 安装正确的情况下，疲劳强度是决定链传动工 作能力的主要因素。 34 失效形式 链条铰链磨损 链节在进入啮合和退出啮合时，销轴与套筒之 间存在相对滑动，在不能保证充分润滑的条件 下，将引起铰链的磨损。 磨损导致链轮节距增加，链与链轮的啮合点外 移，最终将产生跳齿或脱链而使传动失效 35 失效形式 链条铰链胶合 由于套筒和销轴间存在相对运动，在变载荷的 作用下，润滑油膜难以形成，当转速很高时， 使套筒与销轴间发生金属直接接触而产生很大 摩擦力，其产生的热量导致套筒与销轴的胶合 。在这种情况下，或者销轴被剪断，或者套筒 、销轴与链板的过盈配合松动，从而造成链传 动的失效。 36 失效形式 链条静力拉断 在低速重载的传动中或者链受突然很大的过载 时，链条静力拉断承载能力受到链元件的静拉 力强度的限制。 37 额定功率曲线 38 39 额定功率曲线 常用滚子链的额定功率曲线，是在特定条 件下由实验得到的。 特定条件是指： z1=19； L=100p；单排链； 两链轮安装在平行的水平轴上，两链轮共 面；载荷平稳；按照推荐的润滑方式润滑 ；工作寿命为 15000小时；链因磨损而引起 的相对伸长量不超过 3。 40 41 额定功率曲线 P=P0KZKLKP 42 强度条件 0 P KKK PK KKK P PLZ A PLZ c 43 滚子链传动的计算 链节距和排数 链节距的大小直接决定了链的尺寸、重量和 承载能力，而且也影响链传动的运动不均匀性 (也 称多边形效应 )，产生冲击、振动和噪声。设计时 应尽量选用较小的链节距。高速重载时，宜用小 节距多排链；低速重载时，宜用大节距排数较少 的链。 44 滚子链传动的计算 链轮齿数的选择 若小链轮齿数过少，运动速度的不均匀性 和动载荷都会很大；链节在进入和退出啮 合时，相对转角增大，磨损增加，冲击和 功率损耗也增大。 45 滚子链传动的计算 小链轮齿数如选 得太大，大链轮 齿数 z2则将更大 ，除了增大传动 尺寸和重量外， 也会因链条节距 的伸长而发生脱 链，导致降低使 用寿命。 从动轮齿数 z2=iz ，通常 z2max=120 。 46 滚子链传动的计算 链节数与中心距 过小，加快链的磨损 过大，松边上下颤动，传动不平稳 推荐 a=3050p (80p) 47 滚子链传动的计算 48 49 50 选择与填空 1 与带传动相比较，链传动的主要特点之一 是 _。（ 1）缓冲减振 （ 2）过载保护 （ 3）无打滑 51 选择与填空 2 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和 外链板所组成，其 _之间 、 _之间分别为过盈联接， 而 _之间、 _之间分别 为间隙配合。 52 选择与填空 3 链条的磨损主要发生在 _的 接触面上。 4 多排链的排数不宜过多，这主要是因为排 数过多则 _。（ 1）给安装带来困难 （ 2）各排链受力不均严重 （ 3）链传动的 轴向尺寸过大 （ 4）链的质量过大 53 选择与填空 5 链传动的主要失效形式有 _ _四种。在润滑良好、中等速度的 链传动中，其承载能力主要取决于 _ 。 54 分析与思考 6 为什么在自行车中一般都采用链传动，而 不用带传动？ 7 齿形链为什么没有内导板或外导板？ 8 对链轮材料的基本要求是什么？大、小链 轮的硬度要求有何不同？ 9 为什么链传动的平均传动比是常数，而在 一般情况下瞬时传动比不是常数？ 55 分析与思考 10 影响链传动运动不均匀性的因素有哪些 ？如何影响？ 11 为了提高链传动的运动均匀性和减小动 载荷，在满足强度要求的条件下，在设计 上应采用什么措施？ 12 链传动的额定功率曲线是在什么条件下 得到的？当所设计的链传动与上述条件不 符合时，要进行哪些项目的修正？ 56 分析与思考 13 若只考虑链条铰链的磨损，脱链通常发 生在哪个链轮上？为什么？ 14 为什么小链轮齿数不宜过多或过少？ 15 试分析链节距过大或过小对传动有何影 响。 16 链传动的中心距过大或过小对传动有何 不利？ 57 分析与思考 17 什么情况下按功率曲线来选择链条？什 么情况下按静强度计算来选择链条？ 58 分析与思考 18 有一链传动， z1=25， z2 75， n1=900 r min。 现由于工作需要，拟将从动轮转速降低到 n2=200r min（允许误差为士 3），试问： （ 1）若从动轮齿数及其它各条件不变，应将主动 轮齿数减小到多少？此时链条所能传递的功率将 是原来的多少倍？ （ 2）若主动轮齿数及其它各条件不变，应将从动 轮齿数增大到多少？此时链条所能传递的功率将 是原来的多少倍？ （ 3）上述两种方案中，哪种方案比较合适？为什 么？ 注：上述两种方案中，因换大、小链轮后引起中 心距的变化对传递功率的影响可忽略。 59 设计计算 19 滚子链传动传递的功率 P=8.5kW， 工况 系数 KA=1.2，主动链轮转速 n1= 960r/min， 齿数 z1=21，从动链轮转速 n2=330r min， 中心距 a600mm，链节距 p=12.7mm，试计 算需要几排链。 60 设计计算 20 单排滚子链传动，主动链轮转速 n1=600r min，齿数 z1=21，从动链轮齿数 z2=105 ，中心距 a=910mm，该链的节距 p=25. 4mm ，工况系数调 KA=1.2，求链所能传递的功 率 P。 61 设计计算 21 设计一输送装置用的链传动。已知传递 的功率 P=16.8kW，主动轮转速 n1=960r/min ，传动比 i=3.5，原动机为电动机，工作载 荷冲击较大，中心距 a800mm，水平布置 。