《机械设计》讲义第八版濮良贵第9章.docx

资源描述

《机械设计》讲义第八版濮良贵第9章.docx

《《机械设计》讲义第八版濮良贵第9章.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《机械设计》讲义第八版濮良贵第9章.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

《机械设计》讲义第八版濮良贵第9章.docx

《机械设计》讲义第八版濮良贵第9章

第九章链传动

§９—１链传动的特点及应用：

1．组成：

链条，主、从动链轮，机架。

P.165.图9-1.

2．工作原理：

靠链轮轮齿与链节的啮合传动。

3．特点：

与带传动相比

优：

1）平均传动比准确（∵无弹性滑动和打滑），效率较高（97～98%）。

2）结构紧凑，压轴力FP小（∵无需张得很紧）。

3）易安装，成本低，可远距传动。

（相对于齿轮）

4）可在高温、低速、多尘、润滑差的恶劣条件下工作。

缺：

1）只能用于平行轴间的同向传动。

2）瞬时传动比不恒定，冲击、噪音较大。

4．适用：

要求工作可靠，两轴相距较远，及其它不宜用齿轮传动处。

如：

农业、矿山、运输等机械中。

5．分类：

按用途不同可分三类：

1）传动链：

使用最广，适用于：

P＜100kw.v＜15m/s.i＜imax=8的埸合。

又分：

①滚子链（主要介绍）②齿形链等几种。

2）输送链：

主要用于传送装置等（如：

自动生产线的输送装置）

3）起重链：

主要用于起重机械中。

§９—２传动链的结构特点：

一．滚子链：

1．结构：

1——滚子：

与2间隙配合。

2——套筒：

与3间隙配合，

与4过盈配合。

3——销轴：

与5过盈配合。

4——内链板

5——外链板

2．种类：

单排链，多排链。

3．主要参数：

1）节距p：

相邻两销轴中心线间的距离。

p↑→组成零件的尺寸↑→链承载能力↑。

2）链节数Lp：

链条链节的总数，最好为偶数。

Lp为奇数时，接头处需用过渡链板联接。

P.167.图9-4c.

3）排数、排距pt：

P.166.图9-3.

4．标记：

链号—排数×链节数GB/T1243-1997

标准号

例：

08A–1×82GB/T1243-1997

说明：

1）链已标准化，链号与国际标准链号一致。

P.167.表9-1.

2）链号数×25.4/16=p（节距）mm

3）链号后缀：

A或B。

表示A系列或B系列。

本章讨论A系列。

二．齿形链：

P.168.图9-5.

优：

传动平稳，无噪音，耐冲击，工作可靠。

缺：

制造难，价高。

§９—３滚子链链轮的结构和材料

链轮齿形已标准化。

设计任务是确定其结构尺寸，选择材料及热处理。

一．链轮齿形：

GB/T1243-1997没有规定具体的链轮齿形，只规定了最大和最小齿槽形状，在

此两极限间的齿形均可采用。

见：

P.169.表9-2。

二．链轮的基本参数及主要尺寸：

1．基本参数：

配用链条的节距p，套筒外径d1，排距pt及齿数z.

2．主要尺寸：

见P.170.表9-3、表9-4

分圆直径d：

三．链轮结构：

分①整体式②孔板式③可换齿轮式P.171.图9-6.

四．链轮的材料：

1．要求：

①耐磨性和强度足够。

②小轮材料较好（∵小轮易损）

2．常用材料及热处理方法：

P.171.表9-5.

§９—４链传动的工作情况分析

一．链传动的运动特性：

1．平均链速v，平均传动比i：

设：

n1，n2，z1，z2──主、从动轮转速（rpm）及齿数。

p──链的节距，mm。

则：

链轮转一周，链条随之运动zp。

所以：

v=z1n1p/60000=z2n2p/60000m/s（9-1）

i=n1/n2=z2/z1（9-2）

2．瞬时链速：

链传动时，绕在链轮上的链条形成正多边形的一部分，其销轴位于链轮分圆

上，线速度与分圆周速相等，即：

v1=ω1R1

图9-7链传动的速度分析

设传动中，链主动边始终水平，则v1=R1ω1可分解成：

vx=v1cosβ=R1ω1cosβ驱使从动链轮转动的分量。

vy1=v1sinβ=R1ω1sinβ驱使链条上、下抖动。

β──主动轮上新啮入销轴的周速v1与水平线的夹角。

φ1──主动链轮相邻两齿所对的圆心角。

φ1=360°/z1

1）瞬时链速作周期性波动：

因为，即使ω1=const,β仍是周期变化的，且：

β=±180°/z1时：

vx=vxmin=R1ω1cos（180°/z1）

β=0°时：

vx=vxmax=R1ω1

2）p↑，z1↓→链速波动↑。

∵z1不变，p↑→R1=p/2sin（180°/z1）↑→vx的波动幅度↑。

p不变，z1↓→β∝↑→vx的波动幅度↑。

3．瞬时传动比is：

1）从动链轮的分度圆周速v2和瞬时角速度ω2：

v2=R2ω2=vx/cosγ=R1ω1cosβ/cosγ

ω2=R1ω1cosβ/R2cosγ（9-6）

γ──轮2即将退出啮合的销轴周速v2与水平线的夹角,

2）瞬时传动比is：

4．多边形效应：

由于绕在链轮上的链条形成正多边形，使得链传动运动不均的特性。

二．链传动的动载荷：

传动中，链及从动链轮的速度波动→引起从动系统速度波动→动载荷。

1．链条的动载荷：

Fd1=mac=m·（-R1ω12sinβ）

m──紧边链条的质量，kg.

ac──链条的加速度，m/s2ac=dvx/dt=-R1ω12sinβ

∵

∴

2．从动链轮的动载荷：

∵惯性矩

∴

J──从动系统转化到从动轮轴上的转动惯量，kg·m2

3．结论：

1）ω1↑，p↑,z↓→vx波动↑→动载荷↑。

2）vy将使链条横向抖动→引起动载。

3）链节啮上链轮的瞬间，由直线运动变成圆周运动→运动突变→

引起冲击→产生附加动载荷。

三．链传动的受力分析：

1．链条的张紧：

1）目的：

使松边不致过松，以避免产生抖

动、跳齿或脱链等。

2）方法：

使链保持适当的垂度f（即保持适

当的悬垂拉力）

2．悬垂拉力Ff：

Ff=max（Ff′，Ff″）

其中：

Ff′=Kfqa×102N

Ff″=（Kf+sinα）qa×102N

a──链传动的中心距，mm

q──单位长度链条的质量，kg/m，可查手册得到

α──两链轮中心连线与水平面的夹角。

Kf──垂度系数，由α，f/aP.175.图9-9查取Kf

3．离心拉力Fc：

Fc=qv2N

v──链速，m/s

4．有效圆周力Fe：

Fe=1000P/vN

P──链传动传递的功率，kw

5．紧、松边拉力：

紧边：

F1=Fe+Fc+Ff

松边：

F2=Fc+Ff

§９—5滚子链传动的设计计算：

一．失效形式：

1．疲劳破坏：

各元件受变应力作用→①链板疲断，②套筒、滚子疲劳点蚀。

2．铰链磨损：

套筒与销轴间承受较大压力，又相对转动→铰链磨损→节距变长

→爬高或跳齿。

3．铰链胶合：

转速↑→套筒与销轴的啮入冲击能量↑→油膜破裂→胶合。

4．链条静力拉断：

低速（＜0.6m/s）过载→链静强度不够→链条被拉断。

二．链传动的额定功率：

1．极限功率曲线：

实验表明，P0的主控失效形式为：

1）润滑良好，中速→链板疲劳

2）转速增至一定值后→多边形效

应增大→滚子、套筒的冲击疲劳

3）转速较高时→铰链胶合

∵此时，冲击能↑→油膜破裂→摩擦温升↑→胶合

2．额定功率曲线：

P.176.图9-11.

通过实验得到，A系列滚子链的额定功率曲线（v>0.6m/s）实验条件为：

a.两链轮安装在水平轴上且共面；

b.小链轮齿数z1=25；

c．无过渡链节的单排链。

d.链长LP=120节。

e.传动比i=3;

f.满载寿命15000小时；

g.工作平稳、润滑合适。

3．实际额定功率：

①工作情况②z1≠25③排数不为单排等实验条件不符时，额定功率需作修正

三．链传动的参数选择：

1．链轮齿数z1、z2，传动比i：

1）z1，z2的影响：

z1过少：

①链速波动↑→动载↑。

②啮入/出时，链节的相对转角↑→铰链磨损↑。

③链传递的有效圆周力↑→加速成链及链轮的损坏。

∵功率P一定时，R1=p/2sin（180°/z）↓→

→v=R1ω1↓→Fe=1000P/v↑

z1过多：

①链传动的尺寸及质量↑。

②→z2↑→易跳齿或脱链。

P.177.图9-12.

∵铰链磨损耗→链节伸长Δp→啮合圆外移

又∵齿高也一定→允许外移量Δd一定→从而，z↑时，

允许的节距伸长量

2）z1，z2的选择原则：

①z1：

一般：

z1≥17

高速传动：

z1≥25

②z2≤114最大不超过zmax≤150

③齿数应尽可能与链节数互质，且优先选用：

17、19、21、23、25、38、57、76、95、114．

2．传动比i：

一般要求：

i≤6（载荷平稳时，可达：

i=10）