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1、9-2 9-2 传动链的结构特点传动链的结构特点一、滚子链一、滚子链外链板内链板套筒滚子销轴 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。第2页/共33页第1页/共33页滚子链的类型：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。第3页/共33页第2页/共33页传动链的结构特点2滚子链的接头形式：用开口销固定，多用于大节距链用开口销固定，多用于大节距链弹簧卡片固定，多用于小节距链弹簧卡片固定，多用于小节距链设计时，链节数以取偶数为宜，可避免
2、使用过渡链节（使链的承载能力下降）。滚子链的规格和主要参数滚子链的规格和主要参数过渡链节过渡链节第4页/共33页第3页/共33页第5页/共33页第4页/共33页二、齿形链二、齿形链齿形链又称无声链，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。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的链轮结构简单。第6页/共33页第5页/共33页第7页/共33页第6页/共33页与滚子链相比，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。齿形链按铰链结构不同可分为：圆销式、轴瓦
3、式和滚柱式三种。圆销式轴瓦式滚柱式齿形链铰链的结构形式齿形链铰链的结构形式第8页/共33页第7页/共33页9-3 9-3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料 链轮是链传动的主要零件，其齿形已经标准化。链轮设计的主要内容是：确定链轮的结构和尺寸 选择链轮的材料和热处理方式链轮由轮齿、轮缘、轮辐和轮毂组成。第9页/共33页第8页/共33页一、链轮齿形一、链轮齿形 滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合，其链轮齿形设计比较灵活。在国标GB/T1243-1997中没有规定具体的链轮齿形，仅规定了最小和最大齿槽形状及其极限参数。第10页/共33页第9页/共33页链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿
4、形。图中，齿廓上的a-a、a-b、c-d线段为三段圆弧，半径依次为 r1、r2和 r3；b-c线段为直线段。第11页/共33页第10页/共33页二、链轮的基本参数和主要尺寸二、链轮的基本参数和主要尺寸配用链条的节距 p、滚子的最大外径 d1、排距 pt、齿数z。链轮毂孔的直径应小于其最大许用直径d dkmaxkmax。链轮尺寸计算公式见链轮轴向齿廓尺寸第12页/共33页第11页/共33页三、链轮的结构三、链轮的结构整体式链轮孔板式链轮组合式链轮 小直径的链轮可制成整体式；中等尺寸的链轮可制成孔板式；大直径的链轮可制成组装式。链轮的轴向齿廓及尺寸应符合国标GB1244-85的规定。第13页/共3
5、3页第12页/共33页四、链轮的材料四、链轮的材料链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。链轮材料表第14页/共33页第13页/共33页9-4 9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析链的平均速度：链传动的平均传动比：链条铰链A A点的前进分速度上下运动分速度动画演示一、链传动的运动特性一、链传动的运动特性在链传动中，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 p。第15页/共33页第14页/共33页u 链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性由上述分析可知，链传动中，链条的前进速
6、度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。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。从动链轮的角速度：链传动瞬时传动比：第16页/共33页第15页/共33页二、链传动的动载荷二、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。链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷。链节
7、距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。链条前进的加速度引起的动载荷：从动链轮的角加速度引起的动载荷：第17页/共33页第16页/共33页 当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。第18页/共33页第17页/共33页三、链传动的受力分析三、链传动的受力分析受力分析1链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目的主要是使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象。链的紧边拉力：链的松边拉力：F Fe e有效圆周力：F
8、 Fc c离心力引起的拉力：P P 传递的功率（kW)kW)；v v链速(m/s)(m/s)；q q单位长度链条的质量(kg/m)(kg/m)。第19页/共33页第18页/共33页Ff悬垂拉力，与链条松边的垂度和传动的布置方式有关。a 链传动的中心距；Kf 垂度系数；中心线与水平面夹角。悬垂拉力的确定第20页/共33页第19页/共33页9-5 9-5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算一、链传动的失效形式一、链传动的失效形式（1 1）链的疲劳破坏（2 2）链条铰链的磨损（3 3）链条铰链的胶合（4 4）链条的静力拉断失效图片第21页/共33页第20页/共33页二、链传动的额定功率二、链传
9、动的额定功率额定功率P0/kW小链轮转速n1/(r/min)额定功率曲线 1）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；2）随着链轮转速的增高，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；3）当转速很高时，胶合将限制链传动的承载能力。实验条件下单排链的极限功率曲线示意图1.极限功率曲线第22页/共33页第21页/共33页2.额定功率曲线链传动的实际工作条件采用额定功率来限制。额定功率获得的实验条件：1）主动链轮和从动链轮安装在水平平行轴上；2）主动链轮齿数z1=25；3）无过渡链节的单排滚子链；4）链条长120个链节（实际链长小于此长度时，使用寿
10、命将按比例减少）；5）传动减速比i=3；6）链条预期使用寿命15000h；7）工作环境温度在-5+70；8）两链轮共面，链条保持规定的张紧度；9）平稳运转，无过载、冲击或频繁起动；10）清洁的环境，合适的润滑。第23页/共33页第22页/共33页 链传动的工作条件与试验条件不同，额定功率应予以修正。修正时考虑的方面包括：1）工作情况；2）主动链轮齿数；3）链传动的排数。第24页/共33页第23页/共33页三、链传动的参数选择三、链传动的参数选择1 1链轮齿数通常限制链传动的传动比通常限制链传动的传动比i 6，推荐的传动比，推荐的传动比i23.5。选择小链轮齿数选择小链轮齿数Z1 计算大链轮齿数
11、计算大链轮齿数Z2=iZ1。小链轮齿数小链轮齿数Z1过少过少运动不平稳严重。运动不平稳严重。Zmin=9，一般，一般Z117小链轮齿数小链轮齿数Z1过大过大增大了传动的尺寸和质量增大了传动的尺寸和质量。Zmax150，一般不大于114。详细说明 通常链节数取偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿通常链节数取偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数，并尽可能与链节数互质。数为奇数，并尽可能与链节数互质。优先选用的链轮齿数系列为：优先选用的链轮齿数系列为：17、19、21、23、25、38、57、76、95和和114。2传动比传动比 i第25页/共33页第24页/共33页3中心距中心距
12、a 在设计时，若中心距不受其他条件限制，一般可取a=(3050)p，最大取aomax=80p；有张紧装置或托板时，aomax可大于80p；若中心距不能调整，aomax=30p4链的节距链的节距 p 和排数和排数从经济上考虑，当中心距小、传动比大时，应选小节距的多排链；当中心距大、传动比小时，应选大节距的单排链。链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，振动冲击和噪声也越严重。设计一般尽量选取小节距的链。第26页/共33页第25页/共33页四、滚子链传动的设计计算四、滚子链传动的设计计算1 1已知条件和设计内容已知条件包括：链传动的工作条件、传动位置与总体尺寸限制，所需传递的功率
13、，主动链轮转速n1，从动链轮的转速n2或传动比i。设计内容包括：确定链条型号、链节数Lp和排数，链轮齿数z1、z2 以及链轮的结构、材料和几何尺寸，链传动的中心距a、压轴力Fp、润滑方式和张紧装置等。第27页/共33页第26页/共33页2 2设计步骤和方法1）选择链轮齿数和确定传动比）选择链轮齿数和确定传动比2）计算当量的单排链的计算功率）计算当量的单排链的计算功率Pca3）确定链条型号和节距确定链条型号和节距 p链条节距链条节距 p可根据额定功率可根据额定功率Pca和主动链轮转速和主动链轮转速 n1确定。确定。第28页/共33页第27页/共33页4）计算链节数和中心距计算链节数和中心距链传动
14、的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。设计时一般链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。设计时一般取中心距取中心距a0=(3050)p，最大取，最大取a0max=80p。链条的长度以链节数链条的长度以链节数Lp0来表示，链节数为：来表示，链节数为：为避免使用过度链节，应将计算出的链节数为避免使用过度链节，应将计算出的链节数Lp0 圆整为偶数Lp。链传动的最大中心距为：链传动的最大中心距为：5）计算链速计算链速v，确定润滑方式，确定润滑方式第29页/共33页第28页/共33页6）计算链传动作用在轴上的压轴力计算链传动作用在轴上的压轴力Fp链传动的压轴力链传动的压轴力F（N）可近似取为
15、）可近似取为 FKFFe 式中式中 Fe链传递的有效圆周力（链传递的有效圆周力（N）；）；KF轴的载荷因数，见下表轴的载荷因数，见下表。载荷因数载荷因数传传 动动 布布 置置水平或倾斜角水平或倾斜角4040垂直或倾斜角垂直或倾斜角4040稳定载荷稳定载荷冲击载荷冲击载荷稳定载荷稳定载荷冲击载荷冲击载荷K KF F1.151.151.301.301.051.051.151.15低速链传动的静力强度计算低速链传动的静力强度计算对于链速对于链速v0.6m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。的可能性很大，故应进行抗拉静
16、力强度计算。第30页/共33页第29页/共33页7）小链轮毂孔最大直径）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根据小链轮的节距和齿数确定链轮毂孔的最大直径dkmax，若，若dkmax小于安装链轮处的轴径，则应重新选择链传动的参数。小于安装链轮处的轴径，则应重新选择链传动的参数。详细说明第31页/共33页第30页/共33页9-6 9-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护链传动的布置、张紧、润滑与防护一、链传动的布置一、链传动的布置链传动一般应布置在铅垂面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。链传动一般应布置在铅垂面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。链传动的紧边在上方或在
17、下方都可以，但在上方好一些链传动的紧边在上方或在下方都可以，但在上方好一些。应尽量保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链应尽量保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链。二、链传动的张紧二、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。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。弹簧力张紧弹簧力张紧砝码张紧砝码张紧定期调整张紧定期调整张紧详细说明第32页/共33页第31页/共33页三、链传动的润滑三、链传动的润滑 润滑油推荐采用牌号为
18、：润滑油推荐采用牌号为：L-AN46、L-AN68、L-AN100等全损耗系统用油。等全损耗系统用油。对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入MoS2、WS2等添加剂。等添加剂。对于不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。对于不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动寿命的最主要因素。因而，润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑寿命的最主要因素。因而，润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑的作用对高速重载的链传动尤为重要。的作用对高速重载的链传动尤为重要。详细说明详细说明四、链传动的防护四、链传动的防护 应用防护罩，防止工作人员无意中碰到链传动装置中的运动部件应用防护罩，防止工作人员无意中碰到链传动装置中的运动部件而受到伤害，还可将链传动与灰尘隔离，以维持正常的润滑状态。而受到伤害，还可将链传动与灰尘隔离，以维持正常的润滑状态。其他类型链第33页/共33页第32页/共33页感谢您的观看！第33页/共33页