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1、第第1414章章 链传动链传动基本要求重点难点主要内容 链传动与带传动相像,其主要特点链传动是链传动与带传动相像,其主要特点链传动是啮合传动,借助于中间挠性件啮合传动,借助于中间挠性件链,传递较链,传递较距离轴间的运动和动力,结构简洁、价格低廉,距离轴间的运动和动力,结构简洁、价格低廉,工作牢靠,效率高。链传动的常用功率范围为工作牢靠,效率高。链传动的常用功率范围为100kW以下,传动比以下,传动比6(滚子链),开式链传(滚子链),开式链传动效率动效率90%93,闭式链传动效率,闭式链传动效率97%98%。14.1 14.1 概述概述 啮合传动啮合传动 应用广泛应用广泛:农业、采矿、冶金、起重
2、、运输、石油化工、纺织 等14.1.1 14.1.1 优缺点优缺点优缺点14.1.2 14.1.2 链的分类链的分类14.1.3 14.1.3 应用应用分类及应用分类及应用v14.2 链传动的零件和材料链传动的零件和材料v14.2.1 传动链传动链1 套筒链套筒链 和滚子链和滚子链构造见构造见 套筒链套筒链 套筒滚子链套筒滚子链 (滚子链)(滚子链)齿形链和成型链齿形链和成型链传动链的类型传动链的类型图图14.214.2 链长(链节数,一般为偶数)链长(链节数,一般为偶数)链接头形式链接头形式 排数(一般不超过排数(一般不超过3或或4排)排)参数:参数:链节距链节距p链在拉直情况下,相邻滚子外
3、链在拉直情况下,相邻滚子外圆中心之间的距离圆中心之间的距离2 齿形链齿形链图图14.5接头形式接头形式进退自由、啮合良好、形态简洁齿形:端面齿形(图14.6)和法面齿形(图14.8);标准:最大齿槽形态和最小齿槽形态。14.2.2 链轮齿形要求:链轮齿形要求:图图14.61 滚子链链轮(滚子链链轮(GB1244-85)2 齿形链链轮(图齿形链链轮(图14.914.10)3 链轮结构(图链轮结构(图14.11)14.2.3 链和链轮的材料链和链轮的材料14.3 14.3 链传动的运动特性链传动的运动特性14.3.1 14.3.1 传动比、链速和速度的不匀整性传动比、链速和速度的不匀整性 链节是刚
4、性的,存在多边形效应,瞬链节是刚性的,存在多边形效应,瞬时传动比是变更的。这种运动特性引起链时传动比是变更的。这种运动特性引起链传动的附加运动载荷和振动。传动的附加运动载荷和振动。平均值链速:平均值链速:平均值传动比:平均值传动比:1、瞬时链速的不匀整性瞬时链速的不匀整性设设 1)主动轮的角速度为常数;主动轮的角速度为常数;2)紧边在传动时始终处于水平位置。紧边在传动时始终处于水平位置。瞬时链速、从动轮角速度、瞬时传动比都将瞬时链速、从动轮角速度、瞬时传动比都将是变更的。分析如下:是变更的。分析如下:图图14.12图图14.12c链速作着由小到大、又由大到小的周期性链速作着由小到大、又由大到小
5、的周期性变更,每转过一个链节循环变更一次。链变更,每转过一个链节循环变更一次。链轮齿数愈少,链速愈不匀整。轮齿数愈少,链速愈不匀整。链作减速上升,随后又作增速下降。链条作着忽链作减速上升,随后又作增速下降。链条作着忽上忽下,忽快忽慢的变更,给链传动带来了工作不上忽下,忽快忽慢的变更,给链传动带来了工作不平稳和有规律的振动。平稳和有规律的振动。垂直方向上:垂直方向上:2、链轮瞬时转速、瞬时传动比是变更的链轮瞬时转速、瞬时传动比是变更的只有当两链轮的齿数相等、紧边的长度又恰为链节距的整数倍时w2和 i才得到恒定值。1、每转过一个链节,瞬时链速由小至大,又由大至小,作周期性每转过一个链节,瞬时链速由
6、小至大,又由大至小,作周期性 变更;变更;2、垂直方向上:链作减速上升,随后又作增速下降。链条作着忽上忽下,忽快忽慢、垂直方向上:链作减速上升,随后又作增速下降。链条作着忽上忽下,忽快忽慢的变更,给链传动带来了工作不平稳和有规律的振动;的变更,给链传动带来了工作不平稳和有规律的振动;3、由于瞬时链速不为常数由于瞬时链速不为常数 和和 的不断变更,故从动轮角速度也是变更的,瞬时传动的不断变更,故从动轮角速度也是变更的,瞬时传动比也是变更的;比也是变更的;4、链节距愈大、链轮齿数愈少、链轮转速愈高,传动的不匀整性愈强;反之,传动链节距愈大、链轮齿数愈少、链轮转速愈高,传动的不匀整性愈强;反之,传动
7、越趋于匀整。越趋于匀整。结论:结论:当销轴正处于当销轴正处于将得到最大加速度将得到最大加速度14.3.2 链传动的动载荷链传动的动载荷 1.因为瞬时链速和从动轮角速度周期性因为瞬时链速和从动轮角速度周期性变更,从而产生附加动载荷。变更,从而产生附加动载荷。由上述可知:链轮转速愈高、链节距愈大、链轮齿数愈少,由上述可知:链轮转速愈高、链节距愈大、链轮齿数愈少,动载荷将愈大(链速确定时,接受动载荷将愈大(链速确定时,接受 较多的链轮齿数和较较多的链轮齿数和较小的链节距对降低动载荷是有利的小的链节距对降低动载荷是有利的)3.链节进入链轮的瞬间,链节和轮齿以确链节进入链轮的瞬间,链节和轮齿以确定的相对
8、速度相啮合,从而使链和轮齿受定的相对速度相啮合,从而使链和轮齿受到冲击产生动载荷。到冲击产生动载荷。2.作周期性变更,使链产生横向振动;作周期性变更,使链产生横向振动;4.若链张紧不好,链条松弛,在起动、制动、若链张紧不好,链条松弛,在起动、制动、反转和载荷变更等情反转和载荷变更等情 况下,将产生惯性冲击,况下,将产生惯性冲击,使传动产生很大的动载荷。使传动产生很大的动载荷。链传动工作时,紧边和松边拉力不等链传动工作时,紧边和松边拉力不等 14.4 链传动的受力分析链传动的受力分析紧边总拉力紧边总拉力松边总拉力松边总拉力 其中:其中:1.工作拉力工作拉力2.离心拉力离心拉力3.垂度拉力垂度拉力
9、(水平(水平传动传动),),1(垂直(垂直传动传动)式中式中作用于轴上的载荷作用于轴上的载荷为工作状况系数为工作状况系数14.5 滚子链传动的计算滚子链传动的计算失效形式失效形式 1).铰链元件的疲惫破坏(正常润滑的链传动)铰链元件的疲惫破坏(正常润滑的链传动),如链板,如链板 2).铰链销轴磨损使链节距过度伸长(标铰链销轴磨损使链节距过度伸长(标准试验条件下允许伸长率为准试验条件下允许伸长率为3%),从而),从而破坏正确啮合和造成脱链现象破坏正确啮合和造成脱链现象3).销轴套筒的胶合销轴套筒的胶合6)链轮轮齿的磨损链轮轮齿的磨损等等。4)链的过载冲击破断(常常起动、反转、链的过载冲击破断(常
10、常起动、反转、制动的链传动)制动的链传动)5)低速重载传动,铰链元件发生低速重载传动,铰链元件发生静强度破坏静强度破坏;失效形式失效形式14.5.1 14.5.1 额定功率曲线额定功率曲线 在确定运用寿命和润滑良好条件下,链传动的在确定运用寿命和润滑良好条件下,链传动的各种失效形式的额定功率曲线见图各种失效形式的额定功率曲线见图14.16。条件为条件为:14.5.2 额定功率额定功率特定条件下的额定功率曲线,如特定条件下的额定功率曲线,如1)2)2)单列链水平布置;单列链水平布置;3)3)载荷平稳;载荷平稳;4)4)工作环境正常;工作环境正常;5)5)按举荐的润滑方式润滑;按举荐的润滑方式润滑
11、;6)6)运用寿命运用寿命15000h15000h;7)7)链因磨损引起链节距的相对伸长量不超过链因磨损引起链节距的相对伸长量不超过3%3%。图图14.17 实际运用中,需做适当修正:实际运用中,需做适当修正:;式中式中图图14.17见见2、低速传动、低速传动主要失效形式:链条的过载拉断主要失效形式:链条的过载拉断静强度校核静强度校核14.5.3 主要参数的选择主要参数的选择1传动比传动比 一般一般 传动比过大,链包在小链轮上的包角过小,啮传动比过大,链包在小链轮上的包角过小,啮合的齿数太少,加速轮齿的磨损,简洁出现跳合的齿数太少,加速轮齿的磨损,简洁出现跳齿,破坏正确啮合齿,破坏正确啮合通常
12、包角不小于通常包角不小于传动比在传动比在3左右。左右。过少将:过少将:1)1)增加传动的不匀整性和动载荷;增加传动的不匀整性和动载荷;2)2)增加链节间的相对转角,从而增大功率消耗;增加链节间的相对转角,从而增大功率消耗;3)3)增加铰链承压面间的压强,从而加速铰链的磨损。增加铰链承压面间的压强,从而加速铰链的磨损。从增加传动匀整性和削减动载荷考虑,小链轮齿数从增加传动匀整性和削减动载荷考虑,小链轮齿数宜适当多些。过多将缩短链的运用寿命。宜适当多些。过多将缩短链的运用寿命。考考虑虑匀整磨匀整磨损损,链节链节数数应选应选偶数,偶数,链轮齿链轮齿数数最好最好选质选质数或不能整除数或不能整除链节链节
13、数的数数的数2 链轮齿数链轮齿数不宜过多或过少。不宜过多或过少。受动载荷限制,链速一般不超过受动载荷限制,链速一般不超过12m/s。链轮的极限转速和最佳转速参看图链轮的极限转速和最佳转速参看图3 链速和链轮的极限转速链速和链轮的极限转速4链节距链节距 链节距越大,链和链轮齿各部分尺寸也越大,链节距越大,链和链轮齿各部分尺寸也越大,链的拉曳实力越大,但速度的不匀整性、动载荷、链的拉曳实力越大,但速度的不匀整性、动载荷、噪音将增加。噪音将增加。设计时:承载力足够时,应选小节距单排链;设计时:承载力足够时,应选小节距单排链;14.17 高速重载高速重载时,可选时,可选小节距多排小节距多排链。链。一般
14、载荷大、中心距小、传动比大时,选小节一般载荷大、中心距小、传动比大时,选小节距多排链;速度不太高、中心距大、传动比小时距多排链;速度不太高、中心距大、传动比小时选大节距单排链。选大节距单排链。可由可由图图14.17选选取取链节链节距。距。已知已知反之,由反之,由可确定链能传递的功率可确定链能传递的功率5.中心距和链长中心距和链长链节数必需取为整数,且最好为偶数链节数必需取为整数,且最好为偶数14.5.4 链传动的设计(详见例题链传动的设计(详见例题14.1)14.7 链传动的合理布置和张紧方法链传动的合理布置和张紧方法14.7.1 链传动的合理布置链传动的合理布置 原则:原则:1两链轮的回转平
15、面应在同一垂直平面内,两链轮的回转平面应在同一垂直平面内,否则易使链条脱落和产生不正常的磨损;否则易使链条脱落和产生不正常的磨损;2.两链轮中心连线最好是水平的,或与水平面两链轮中心连线最好是水平的,或与水平面成成 以下的倾斜角,尽量避开垂直传动。以下的倾斜角,尽量避开垂直传动。移动链轮,增大两链轮的中心距;接受张紧轮传动等。14.7.2 张紧方法张紧方法张紧目的(与带传动不同):张紧目的(与带传动不同):1)避开垂度过大时,产生啮合不良和链条避开垂度过大时,产生啮合不良和链条的振动;的振动;2)增大链条与链轮的啮合包角。增大链条与链轮的啮合包角。张紧方法:张紧方法:计算功率计算功率图图14.
16、12 链传动的运动图链传动的运动图基本要求1、了解链传动的工作原理、特点及应用范围;2、了解链传动的标准、规格及链轮的结构特点;3、了解齿形链的结构特点以及链传动的布置、张紧和润滑方法;4、驾驭链传动的运动不匀整性和动载荷的概念;5、驾驭滚子链传动的设计计算方法及主要参数选择链传动的运动分析、动载荷及受力分析;链传动的运动分析、动载荷及受力分析;滚子链传动的参数选择和设计计算滚子链传动的参数选择和设计计算.重点:重点:难点:难点:链传动的运动不匀整性分析链传动的运动不匀整性分析,链传动参数的选择链传动参数的选择 。14.1 14.1 概述概述14.2 14.2 链传动的零件和材料链传动的零件和
17、材料14.3 14.3 链传动的运动特性链传动的运动特性14.4 14.4 链传动的受力分析链传动的受力分析14.5 14.5 滚子链传动的计算滚子链传动的计算14.7 14.7 链传动的合理布置链传动的合理布置优点:优点:缺点:缺点:1)无滑动;)无滑动;2)结构紧凑;)结构紧凑;3)不需很大的张紧力,)不需很大的张紧力,压轴力较小;压轴力较小;4)效率较高()效率较高(0.98);5)能在温度较高、湿)能在温度较高、湿度较大的环境中运用等。度较大的环境中运用等。1 1)只能用于平行轴间传动;)只能用于平行轴间传动;2)2)瞬时速度不匀整,高速时不瞬时速度不匀整,高速时不如带传动平稳;如带传动平稳;3 3)不宜在载荷变更很大和急促)不宜在载荷变更很大和急促反向的传动中运用;反向的传动中运用;4 4)工作有噪音;)工作有噪音;5 5)制造费用比带传动高等。)制造费用比带传动高等。传动链起重链v 20m/sv0.25m/s曳引链v 2 4m/s弹簧夹过渡链节滚子链的构造滚子链的构造图14.5齿形链a)轴瓦式齿形链b)滚柱式齿形链链传动的运动简图链板开裂滚子疲惫链板静力拉断链板断裂链板疲惫断裂销轴断裂