机械设计9链传动.pps

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三篇 机械传动,第9章 链传动,9.1,链传动的特点及应用,9.2,传动链的结构特点,9.3,滚子链链轮的结构和材料,9.4,链传动的运动特性,9.5,链传动的受力分析,9.6,滚子链传动的设计计算,9.7,链传动的布置、张紧和润滑,9.1,链传动的特点及应用,组成：环形链条和主、从动链轮。,作用：靠链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同向转动。,链传动与带传动相比具有如下特点：,链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低速情况下工作。,安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。,能在高温及速度较低的情况下工作。,在同样的使用条件下，链传动结构较为紧凑。,不能保持恒定的瞬时传动比，磨损后易发生跳齿，工作时有噪声。,链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其它不宜采用齿轮传动的场合。,9.1,链传动的特点及应用,链传动按用途分类：传动链、输送链和起重链。传动链有短节距精密滚子链和齿形链等类型，其中滚子链使用最广。,应用：广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床、各种生产线及摩托车中。,工作范围：,传动比：,i 8;,中心距：,a,56 m;,传递功率：,P 100 KW;,圆周（线）速度：,v 15 m/s;,传动效率：,0.950.98；,9.2,传动链的结构特点,一、滚子链,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。,外链板,内链板,套筒,滚子,销轴,链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上，需要润滑。,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。,9.2,传动链的结构特点,滚子链的主要参数为节距,p,，,即滚子链上相邻两滚子中心的距离。,p,越大，链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。滚子链已标准化，分为,A、B,两个系列，常用的是,A,系列。,链条的接头处的固定形式有：用开口销固定和弹簧卡片固定两种形式。,链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数，避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。,详细说明,p,9.2,传动链的结构特点,二、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。,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。,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。,圆销式,轴瓦式,滚柱式,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。,9.3,滚子链链轮的结构和材料,链轮齿形已经标准化，其设计主要是确定结构及,尺寸,、选择材料和热处理方法；链轮的基本参数是配用链条的节距、套筒的最大外径、排距、齿数；滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合，其链轮齿形的设计有较大的灵活性；常用的一种齿形是三圆弧一直线齿形（凹齿形）；由于小链轮轮齿的啮合次数比大连轮轮齿的啮合次数多，小链轮应采用较好的材料制造。,9.3,滚子链链轮的结构和材料,链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）。图中，齿廓上的,a-a、a-b、c-d,线段为三段圆弧，半径依次为,r,1,、,r,2,和,r,3,；,b-c,线段为直线段。,链轮可制成整体式、孔板式和组装式。,组合式,孔板式,整体式,9.,4,链传动的运动特性,一、链传动的运动不均匀性,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,。,链的平均速度 链传动的平均传动比,9.,4,链传动的运动特性,设链轮工作时，一边链条始终处于水平位置。,v,1,可分解为,可见，链条前进的瞬时速度呈周期性变化。链的节距越大，链速的变化也越大。同时，链沿垂直方向上产生有规律的振动。从动链轮的角速度为：,9.,4,链传动的运动特性,链传动的瞬时传动比,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,。,9.,4,链传动的运动特性,从动链轮的角加速度引起的动载荷为：,二、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。链条前进的加速度引起的动载荷为：,可见，链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则动载荷就越大。同时，由于链条沿垂直方向的分速度也在作周期性的变化，将使链条发生横向振动，甚至可能发生共振。此外，链节和链轮啮合瞬间的相对速度也将引起冲击和动载荷。,9.,5,链传动的受力分析,链传动在安装时应使链受到一定的张紧力，但所需张紧力很小，受力分析时不考虑。链在工作过程中，若不计传动中的动载荷，则链的紧边受到的拉力,F,1,由三部分组成：,其中：,F,e,为有效圆周力：,F,c,为离心力引起的拉力：,F,f,为,悬垂拉力,，与链条松边的垂度和传动的布置方式有关。,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)。,链的松边受到的拉力,F,2,由,F,c,和,F,f,两部分组成：,9.,6,滚子链传动的设计计算,一、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。,图示为在标准实验条件下的单排链的额定功率曲线图。可见，在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着链,额定功率,P,0,/kW,小链轮转速,n,1,/(r/min),轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。,9.,6,滚子链传动的设计计算,额定功率可由额定功率曲线图得到，若所设计的链传动不符合标准实验条件时，应考虑工作情况系数,K,A,、,链长（节数）、小链轮齿数、多排链等因素的影响对额定功率进行修正。,额定功率曲线是在推荐的,润滑方式,下得到的，当不能满足推荐的润滑方式时，应降低额定功率。,9.,6,滚子链传动的设计计算,二、滚子链传动的设计方法和步骤,原始数据：传动功率,P,，,小链轮和大链轮转数,n,1,、,n,2,（,或传动比），原动机种类和载荷性质以及传动用途等。,设计内容：确定链轮齿数、链节距、链传动的中心距、链节数、压轴力、链轮结构尺寸等。,1链轮齿数,链轮齿数对链传动的影响较大：齿数过少会导致：动载荷增大、磨损加剧、圆周力增大；齿数过多则：尺寸和质量增加、易发生,跳齿和脱链,现象。链轮齿数的取值范围为17,Z120。,通常限制链传动的传动比,i6，,推荐的传动比,i,23.5。,另外，考虑到均匀磨损问题，链轮齿数最好选用质数或不能整除链节数的数。,9.,6,滚子链传动的设计计算,2确定计算功率,计算功率,P,ca,是根据传递的额定功率,P,，,并考虑工作情况来确定的。,K,A,为链传动的工作情况系数。,9.,6,滚子链传动的设计计算,3链的节距,(额定功率),链的节距越大，其承载能力越高，但振动、冲击、噪声也越严重，高速重载时，应选用小节距多排链。额定功率计算公式,其中，,K,z,为小链轮齿数系数；,K,L,为链长系数；,K,P,为多排链系数。链条节距,p,可根据功率,P,0,和小链轮转速,n,1,由,额定功率曲线,选取。,9.,6,滚子链传动的设计计算,4链传动的中心距和链节数,中心距过小会加剧链的磨损和疲劳，易出现跳齿和脱链现象；中心距过大易造成松边颤动。一般,a,0,=(30-50)p。,链条长度以链节数,L,p,来表示,计算出的链节数最好取偶数。然后计算理论中心距,考虑安装垂度要求，实际中心距应较理论中心距小些。为便于安装和调节张紧程度，中心距最好设计成可调节的。,9.,6,滚子链传动的设计计算,5小链轮毂孔最大直径,根据小链轮的节距和齿数确定链轮毂孔的最大直径,d,kmax,，,若,d,kmax,小于安装链轮处的轴径，则应重新选择链传动的参数。,6压轴力,F,p,其中,K,Fp,为压轴力系数。,此外，当,v,0.6 m/s,时，链条的主要失效形式是拉断，设计时需验算静力强度安全系数。,9.,7,链传动的布置、张紧和润滑,一、链传动的布置,布置原则,：链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方。,二、链传动的张紧,链传动张紧的目的，主要是为了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；同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。,弹簧力张紧,砝码张紧,定期调整张紧,9.,7,链传动的布置、张紧和润滑,三、链传动的润滑,套筒滚子链结构,返回,链轮尺寸计算公式,返回,齿形链导板,返回,齿形链上设有导板，以防止链条工作时发生侧向窜动。内导板可以较精确地把链定位于适当的位置，故导向性好，工作可靠，适用于高速及重载传动，但链轮轮齿需开出导向槽。用外导板齿形链时，链轮轮齿不需开出导向槽，故链轮结构简单，但导向性差，外导板与销轴铆合处易松脱。,内导板齿形链,外导板齿形链,悬垂拉力,返回,滚子链传动的,润滑方式,返回,链节距增长量和啮合圆外移量关系,返回,销轴和套筒磨损后，链节距的增长量,p,和啮合圆外移量,d,有如下关系：,当节距一定时，齿高一定，,d,也一定，齿数越多，允许不发生脱链的节距增长量,p,就越小，链的使用寿命就越短。为此通常限定最大齿数（,z,max,=120）。,链传动的布置,返回,