《机械设计》讲义第八版濮良贵第9章.docx

1、机械设计讲义第八版濮良贵第9章第九章 链传动 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（9798%）。 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

2、类： 按用途不同可分三类： 1）传动链： 使用最广，适用于： P100kw. v15m/s. iimax=8 的埸合。 又分： 滚子链（主要介绍） 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。 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

3、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/T 1243-1997 标准号 例： 08A 182 GB/T 1243-1997 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。 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： G

4、B/T 1243-1997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 整体式 孔板式 可换齿轮式 P.171.图9-6.四链轮的材料： 1要求： 耐磨性和强度足够。 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. 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(

5、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/60000 m/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 = 1R1 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 = R11 可分解成： vx = v1cos= R11cos 驱使从动链轮转动的分量。 vy1 = v1sin= R11sin 驱使链条上、下抖动。 主动轮上新啮入销轴的周速v1与水平线的夹

6、角。 1 主动链轮相邻两齿所对的圆心角。1=360/z1 1）瞬时链速作周期性波动： 因为，即使1=const ,仍是周期变化的，且： =180/z1时： vx = vxmin = R11cos(180/z1) = 0时： vx = vxmax = R11 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 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2： v2 = R22 = vx/cos= R11cos/cos 2 = R11cos/R2cos （9-6） 轮2即将退出啮合的销轴周速v2与水平线的夹

7、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(-R112sin) m 紧边链条的质量，kg. ac 链条的加速度，m/s2 ac = dvx/dt = -R112sin 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，kgm2 3结论： 1）1， 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

8、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=Kfqa102 N Ff =(Kf+sin)qa102 N 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 两链轮中心连线与水平面的夹角。 Kf 垂度系数，由，f/a P.175.图9-9 查取Kf 3离心拉力Fc： Fc = qv2 N v 链速，m/s 4有效圆周力Fe： Fe = 1000P/v N P 链传动传递的功率，kw 5紧、

9、松边拉力： 紧边： F1 = Fe+Fc+Ff 松边： F2 = Fc+Ff 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 链板疲断，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，

10、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(v0.6m/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：工作情况 z125 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： 链速波动 动载。 啮入/出时，链节的相对转角 铰链磨损。 链传递的有效圆周力 加

11、速成链及链轮的损坏。 功率P一定时，R1 =p/2sin(180/z) v=R11 Fe=1000P/v z1过多： 链传动的尺寸及质量。 z2 易跳齿或脱链。 P.177. 图9-12. 铰链磨损耗 链节伸长p 啮合圆外移 又 齿高也一定 允许外移量d一定 从而，z时， 允许的节距伸长量 2）z1，z2的选择原则： z1： 一 般： z1 17高速传动： z125 z2114 最大不超过zmax150 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、1142传动比i： 一般要求： i6 （载荷平稳时，可达： i=10） 推 荐： i=23.5 i

12、过大，小链轮包角啮合齿数磨损，且易跳齿 3中心距a： 一般取： a=(3050)pa过小： 链单位时间内的绕转次数应力循环次数磨损，疲劳 小链轮包角啮合齿数每数所受载荷 易跳齿和脱链。 a过大： 松边垂度过大松边颤动。4链的节距p和排数： 1）节距p的影响： p 优： 链及链轮各部分尺寸 承载能力 缺： 多边形效应 冲击,振动 p 尺寸结构紧凑,多边形效应动载寿命2）节距和排数的选择原则： 尽量选较小节距的单排链. 并推荐: 高速大功率： 选小节距多排链。 小中心距大传动比： 小节距多排链。 大中心距小传动比： 大节距单排链。 四滚子链传动的设计计算已知条件： 1）传递的功率P（kW）。 2）

13、主、从动链轮转速n1，n2（或传动比i）。 3）原动机种类，载荷性质，传动用途。设计内容：确定链号、链节数、排数、链轮齿数、中心距等设计步骤和方法如下： 1选择链轮齿数z1、z2；2计算当量单排链的计算功率Pca: Pca= KAKzP/Kp (kW) (9-15) P 链传动传递的功率，kW KA 工作情况系数，由载荷性质及原动机种类确定。P.178. 表9-6. Kz 主动链轮齿数系数，P.179.图9-13KP多排链系数。 双排链：KP=1.75； 三排链：KP=2.53确定链号和节距p：1）根据Pca和n1，查P.176.图9-11，确定链号2）根据链号，查P.167.表9-1，确定节

14、距p 4计算链节数Lp和中心距a： 1）初取a0： 一般取： a0(3050)p 最大取： a0max=80p 2）计算链节数Lp: 算得的Lp应圆整成整数，且最好取偶数。3）计算最大中心距a： a=f1p2Lp-(z1+z2) (9-17) f1-中心距计算系数，P.180.表9-7 5计算链速v，确定润滑方式：1）链速v： v=z1n1p/60000 (m/s)2）润滑方式： 查P.181.图9-14 6计算压轴力FP： FPKFpFe Fe 链传递的有效圆周力，N KFp 压轴力系数，水平传动：KFp = 1.15 垂直传动：KFp = 1.05 链传动的布置、张紧和润滑：一链传动的布置： 1链传动应布置在铅垂面内（即两链轮平面应在铅垂面内）。 2两链轮轴线在同一水平面内或倾斜较小时： 紧边最好在上面。 3两链轮轴线在同一铅垂面内时： 由于链的下垂，会使下链轮有效啮合齿数减少，故应采取下列措施： 1）中心距可调。 2）设张紧装置。 3）上、下两轮偏置。二链传动的张紧 1目的： 1）避免垂度过大，导致啮合不良或链 条振动。 2）增大链条与链轮的包角。 2方法： 1）调整中心距。 2）取掉一、二个链节。 3）加张紧轮 直径与小链轮相近。 压紧在松边外侧靠近小链轮处。 滑轮、链轮均可。三链传动的润滑 1作用： 缓和冲击，减轻磨损，延长寿命。 2方法： P.183. 表9-9.