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1、第九章 链传动 9-l 链传动的特点及应用链传动的特点及应用 一、工作原理一、工作原理 链传动是由链条和主、从动链轮所组成，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。二、工作场所二、工作场所 工工作作条条件件恶恶劣劣（高高温温、油油污污等等）而而皮皮带带及及齿齿轮轮传传动动不不适适应的场合应的场合三、传动参数三、传动参数 i8以下，P100kW，v15m/s四、特点四、特点 (1)无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比，传动效率较高。(2)存在运动不均匀性，运转时不能保持恒定的瞬时传动比。（3）作用于轴上的径向压力较小；链传动结构较为紧凑。（4）磨损后易发生跳齿，工作时有噪声。（5）不宜
2、在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。五、分类五、分类按用途不同，链可分为：传动链输送链起重链短节距精密滚子链(简称滚子链)齿形链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 滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5所组成。注意零件之间的配合情况8字形的链板1.1.主要参数主要参数 p p 以及滚子直径以及滚子直径 滚子链和链轮啮合的基本参数：节距P 滚子外径d1 内链节内宽b1 排距Pt（多排链）组成链的所有元件均需经过热处理，以提高其强度、耐磨性和耐冲击性。2.2.滚子链的接头型式滚子链的接头型式开口销弹簧卡片3.3.标记法标记法链号数25.4/16mm
3、实际节距值如：08A-188 GB1243.183A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链节数宜用偶数节A系列：美国、中国；B系列：欧洲二、齿形链二、齿形链无声链无声链1.工作原理：工作时通过链齿两外侧直边和链轮轮齿相啮合来实现传动。齿角一般为60。2.导向：有导板（分内导板和外导板）防止轴向窜动。3.特点：传动平衡、无噪声、承受冲击性能好，工作可靠;适用于高速传动、大传动比和中心距较小、运动精度要求较高的场合;结构复杂、价格高、制造困难;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，链轮齿形已经标准化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸，选择材料和热
4、处理方法。一、链轮的基本参数及主要尺寸一、链轮的基本参数及主要尺寸 齿数，配用链条的节距和滚子外径齿数，配用链条的节距和滚子外径 分度圆直径分度圆直径d=p/sin(180d=p/sin(180/z)/z)参看表参看表9-29-2图图二、齿形二、齿形 滚子链与链轮的啮合属于非非共共轭轭啮啮合合，其链轮齿形的设计可以有较大的灵活性；GBT12441985中没有规定具体的链链轮轮齿齿形形，仅仅规定了最大和最小齿槽形状及其极限参数，见表9-2。目前较流行的一种齿形是三圆弧一直线齿形(或称凹齿形)链轮轴向齿廓轴向齿廓及尺寸，应符合标准三、结构三、结构 整体式小直径时用 孔板式中等直径（300以下）更换
5、齿圈式大直径时用四、材料四、材料 要求耐磨性和强度，一般用40、50、ZG等。（见表9-5）9-4 9-4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析一、链传动的运动不均匀性一、链传动的运动不均匀性 1.平均传动比平均速度 平均传动比 2.运动不均匀性销轴 A A速度链条速度R1:分度圆直径以主动轮为例说明 vx,vy均作周期性地变化，vy导致链沿铅垂方向产生有规律的振动。为改善运动的不均匀性和限制冲击，应选用较小的p，较多的z和限制转速3.瞬时传动比 同样对于从动轮从动轮（瞬时传动比有波动）只有在z1=z2(即RlR2)，且传动的中心距恰为节距p的整数倍时，传动比才能在全部啮合过程中保持不变，
6、即恒为1。上述链传动运动不均匀性的特征，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，故称为链链传传动的多边形效应。动的多边形效应。所以有二、链传动的动载荷二、链传动的动载荷 链条：前进引起的动载荷 Fd1mac 从动轮：MJJd2/dt 1、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。2、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 3、链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷。链节距p越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈(图9-8)。三、三、链传动的受力分析链传动的受力分析 l张紧力张紧力 链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，其张紧力
7、是通过使链保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得的。链传动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，因而所需的张紧力比起带传动来要小得多。l 拉力拉力：紧边：F1=Fe+Fc+Ff 链传递的有效圆周力Fe 链的离心力所引起的拉力Fc 链条松边垂度引起的悬垂拉力Ff 松边：F2=FC+Ff 悬垂拉力Ff的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关（图99）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链的疲劳破坏 在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将会出现疲劳断裂；套筒、滚子表面将会出现疲劳点
8、蚀(多边形效应引起的冲击疲劳)。2链条铰链的磨损 磨损使链条总长伸长，从而使链的松边垂度变化，增大动载荷，发生振动，引起跳齿，加大噪声以及其它破坏，是润滑不良开式传动的主要失效形式。3链条铰链的胶合 高速时，冲击能量增大，销轴和套筒间润滑油膜被破坏，温度上升，金属直接接触，从而导致胶合（咬焊）。（限制了链传动的极限转速。）4链条静力拉断 V0.6 m/s时容易发生二、滚子链传动的额定功率 通过实验作出的单排链的额定功率曲线图 在润滑良好、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；随着转速增高，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
9、能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。标准实验条件：1)两链轮安装在水平轴上，两链轮共面；2)小链轮齿数zl25；3)链长Lp120节；4)载荷平稳；5)传动比3；6)能连续15000h满负荷运转；7)无过渡链节，等等 若所设计的链传动与标准实验条件不符时，查得的P0应乘以一系列修正系数。演化为图9-11滚子链的额定功率曲线，在标准实验条件测得。设计时应注意：以左侧曲线为设计依据。合理采用多排链不能保证推荐的润滑方式时：当v15 ms，润滑不良时，降至(0.3-0.6)P0 无润滑时，降至0.15Po(寿命不能保证15 000h)当1.5m/sv7m/s，润滑不良时，则传动不可靠，
10、不宜采用。当v17），如太小会导致：l传动的不均匀性和动载荷增大；l链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；l链传递的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。但如zl选得太大时，因z2=iz1，大链轮齿数z2将更大，易于因链条节距的伸长而发生跳齿和脱链现象，同样会缩短链条的使用寿命。12 磨损量相同时，齿数越多，引起d越多，则越容易发生脱链。为 此，通 常 限 定 最 大 齿 数zmax114。由于链节数常是偶数，为考虑磨损均匀，链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数（以主动轮齿上有油来说明），并优先选用以下数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95、11
11、4。2确定计算功率 KA-工作情况系数（表9-6）；Kz-主动链轮齿数系数（图9-13）；Kp-多排链系数，双排时取1.75，三排时取2.5。注意：传动比i6，推荐的传动比 i=23.5。当v2m/s且载荷平稳时，i可达10。传动比过大时，由于链条在小链轮上的包角过小，将减少啮合齿数，因而易出现跳齿或加速轮齿的磨损，故可采用二级或二级以上传动。3.链的节距 一般选用原则：链的节距p的大小，反映了链条和链轮齿各部分尺寸的大小。在一定条件下，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，于是振动、冲击、噪声也越严重。为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选取较小节距的单排链。速度高、功率大时
12、，则选用小节距的多排链。若从经济上考虑，中心距小时，选小节距多排链；中心距大时，选大节距单排链。选择方法：链条节距可根据单排功率P0和小链轮转速nl由图9-11并结合表9-1选取。4.链传动的中心距和链节数 中心距过小导致：单位时间内链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受的载荷增大，且易出现跳齿和脱链现象；中心距太大导致：从动边垂度过大，传动时造成松边颤动。一般可取 a0=(30-50)p链条长度以链节数Lp(节距p的倍数)来表示。为保证链松边有一个合适的安装垂度f=(0.010.02)a，实际中心距应
13、较理论中心距小一些。a=a-aa=(0.002-0.004)a5.计算链速，选择润滑方式 6.链传动作用在轴上的力(简称压轴力)Fp按图914选择9-6 9-6 链传动的布置、张紧和润滑链传动的布置、张紧和润滑一、链传动的布置一、链传动的布置（表（表9-89-8）1.链传动只能布置在垂直平面内，不能布置在水平或倾斜平面内 2.两轮中心线最好水平或水平面夹角小于45 3.当属下列情况时，紧边在上：（尽量主动边在上）a30P和i2时（a图）；倾斜角较大时（b图）；a60P和i1.5时，Z25（c图）二、张紧方式：二、张紧方式：调中心距，张紧轮、吊重、螺旋弹簧三、润滑讨论：皮带传动与链传动的比较讨论：皮带传动与链传动的比较 不同点：1.工作原理不同；2.皮带传动比不是常数，链轮平均传动比是常数；3.压轴力不同，皮带的压轴力大；4.使用场合有所不同；5.失效形式有相同点，也有不同点；6.链无打滑，故无过载保护作用。相同点：1.均属挠性传动，有缓冲作用2.适用于中心距较大的场合