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1、链链 传传 动动u学习内容：学习内容：u 1.1.链传动的主要类型及特点链传动的主要类型及特点u 2.2.链传动的几何参数、运动参数、力链传动的几何参数、运动参数、力学学 参数及相互之间的联系和影响。参数及相互之间的联系和影响。u 3.3.链传动的设计计算。链传动的设计计算。u 4.4.对链传动的使用性能作出评价，通对链传动的使用性能作出评价，通过过 改变参数来调整链传动的性能。改变参数来调整链传动的性能。链链 传传 动动1 1 链传动概述链传动概述 链传动是在两个链传动是在两个或多个链轮之间用链或多个链轮之间用链作为挠性元件的一种作为挠性元件的一种啮合传动。啮合传动。链传动同时具有链传动同时
2、具有带传动中心距大，齿带传动中心距大，齿轮传动功率大、效率轮传动功率大、效率较高、寿命长的特点较高、寿命长的特点.链链的的种种类类 起重链工作速度很低起重链工作速度很低()()，主要用于，主要用于起重机械中，主要考虑强度问题；起重机械中，主要考虑强度问题；smv/25.0根据工作性质链分为：传动链、起重链、曳引链三种。根据工作性质链分为：传动链、起重链、曳引链三种。链链的的种种类类 曳引链主要用于运输机械和生产线上移动物体，曳引链主要用于运输机械和生产线上移动物体，速度也不高（速度也不高（），载荷也不重，但有时对），载荷也不重，但有时对位置精度有一定要求；位置精度有一定要求；smv/4根据工作
3、性质，链分为传动链、起重链、曳引链三种。根据工作性质，链分为传动链、起重链、曳引链三种。链链的的种种类类传动链主要用来传递动力，速度和载荷都较大，传动链主要用来传递动力，速度和载荷都较大，设计中要兼顾考虑强度、工作平稳性等许多因素。设计中要兼顾考虑强度、工作平稳性等许多因素。根据工作性质，链分为传动链、起重链、曳引链三种。根据工作性质，链分为传动链、起重链、曳引链三种。优优缺缺点点1.1.与带传动相比：无滑动，效率要高些，传递功率更与带传动相比：无滑动，效率要高些，传递功率更大，对轴的压力小，寿命更长，更能适应恶劣的工大，对轴的压力小，寿命更长，更能适应恶劣的工况；但高速性能差得多，制造费用也
4、要高些。况；但高速性能差得多，制造费用也要高些。2.2.与齿轮传动相比：中心距大，制造、安装精度低，与齿轮传动相比：中心距大，制造、安装精度低，更能适应恶劣的工况；但瞬时传动比不恒定，效率更能适应恶劣的工况；但瞬时传动比不恒定，效率较低，只能用于平行轴间的传动，高速性能也相对较低，只能用于平行轴间的传动，高速性能也相对差些。差些。应用应用范围范围 链传动可广泛应用于工况较为恶劣、传动比链传动可广泛应用于工况较为恶劣、传动比精度要求不是很高的农业、矿业、冶金、起重、精度要求不是很高的农业、矿业、冶金、起重、运输、石油、化工、森工和环卫机械中。运输、石油、化工、森工和环卫机械中。8/15100is
5、mvkwP，一般：一般：2 2 链传动的零件和材料链传动的零件和材料传动链可分为：套筒滚子链，齿形链和成型链。传动链可分为：套筒滚子链，齿形链和成型链。一一.链条链条1.1.套筒滚子链套筒滚子链2 2 链传动的零件和材料链传动的零件和材料传动链可分为：套筒滚子链，齿形链和成型链。传动链可分为：套筒滚子链，齿形链和成型链。一一.链条链条1.1.套筒滚子链套筒滚子链接接头头 当链的链节数为偶数时当链的链节数为偶数时可采用开口销或弹簧卡；可采用开口销或弹簧卡；当链节数为奇数时，则当链节数为奇数时，则必须加过渡链节。过渡链必须加过渡链节。过渡链节的链板受有附加弯矩，节的链板受有附加弯矩，最好不用。最好
6、不用。2 2 链传动的零件和材料链传动的零件和材料传动链可分为：套筒滚子链，齿形链和成型链。传动链可分为：套筒滚子链，齿形链和成型链。一一.链条链条1.1.套筒滚子链套筒滚子链单排链和多排链单排链和多排链:各排各排 受力越不均匀，所以一般排数不超过受力越不均匀，所以一般排数不超过4排。排。2 2 链传动的零件和材料链传动的零件和材料传动链可分为：套筒滚子链，齿形链和成型链。传动链可分为：套筒滚子链，齿形链和成型链。一一.链条链条1.1.套筒滚子链套筒滚子链主要参数：主要参数：A.节距节距p B.滚子半径滚子半径 C.链节内宽链节内宽 D.排距排距材料：优质低碳钢冲材料：优质低碳钢冲压制造，良好
7、的润滑压制造，良好的润滑 (1).(1).套筒滚子链已标准化，分为套筒滚子链已标准化，分为A A、B B两个系列，两个系列，常用的是常用的是A A系列；教材表系列；教材表5.105.10为为A A系列的主要参数；系列的主要参数；(2).(2).套筒滚子链的标记规定：套筒滚子链的标记规定：链号排数链号排数链节数链节数 标准号标准号 例：08A187 GB1243.183 含义为：A系列、节距12.7mm、单排、87节套筒滚子链 (3).(3).套筒滚子链其几何尺寸根据等强度原则确定。套筒滚子链其几何尺寸根据等强度原则确定。因此，只要抗拉强度足够，销轴的剪切强度、因此，只要抗拉强度足够，销轴的剪切
8、强度、销轴和套筒间的挤压强度就足够。销轴和套筒间的挤压强度就足够。注注 由许多齿形链板用铰链联接而成。齿形链板的两侧是直边，夹角一般为60，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。与套筒滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重，所以它没有滚子应用广泛。它多用于高速或精度要求较高的场合。2.2.齿形链齿形链3.3.成型链成型链2.2.齿形链齿形链二二.链链 轮轮1.1.滚子链链轮的齿形滚子链链轮的齿形 端面齿形为三圆弧一直端面齿形为三圆弧一直线，采用标准刀具加工（只线，采用标准刀具加工（只需给出基本参数需给出基本参数 ），），轴面齿形应在零件工作图上轴面齿形应在
9、零件工作图上画出。关键尺寸是分度圆，画出。关键尺寸是分度圆，其关系为：其关系为：pz，)180sin(0zpd=圆弧aa/ab/cd直线bc二二.链链 轮轮2.2.齿形链链轮的齿形齿形链链轮的齿形 外侧啮合直线齿，外侧啮合直线齿，内侧啮合渐开线。内侧啮合渐开线。二二.链链 轮轮4.4.链轮结构链轮结构 视尺寸大小采用实心视尺寸大小采用实心式、幅板式或组合式；其式、幅板式或组合式；其结构尺寸可查有关手册。结构尺寸可查有关手册。3.3.链轮材料链轮材料 一般情况下采用中碳钢制造，表面最好硬化；一般情况下采用中碳钢制造，表面最好硬化；载荷和速度较大时，中碳合金钢经表面硬化；载荷和速度较大时，中碳合金
10、钢经表面硬化；冲击较大时，低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火处理。冲击较大时，低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火处理。小链轮材料一般优于大链轮。小链轮材料一般优于大链轮。链条与链轮啮合，由于链节不能弯曲，链绕在链链条与链轮啮合，由于链节不能弯曲，链绕在链轮上一周等价于一个边长为轮上一周等价于一个边长为P(P(节距节距)、边数为、边数为z(z(链轮链轮的齿数的齿数)的正多边形轮子。轮子每转一周，链转过的的正多边形轮子。轮子每转一周，链转过的长度为长度为zPzP，设两链轮的转速分别为设两链轮的转速分别为n n1 1、n n2 2，则应有：则应有：3 3 链传动的运动特性链传动的运动特性一一.多多边边形形效效应应和
11、和传传动动比比 上式确定的链速和传动比是平均值。事实上，即上式确定的链速和传动比是平均值。事实上，即使主动轮角速度为常数，链速和从动轮转速也是呈周使主动轮角速度为常数，链速和从动轮转速也是呈周期性变化的。期性变化的。)/(1000601000602211smpnzpnzv=1221zznni=3 3 链传动的运动特性链传动的运动特性1112cosfvvR11vR分析：当链节进入主动轮时，其销轴总是随着链轮的转动而不断改变其位置。(假设紧边在传动时总是处于水平位置)1常数时，链速常数时，链速的变的变化范围为：化范围为：由此可知，链条的瞬时速由此可知，链条的瞬时速度是周期性地变化；每转过度是周期性
12、地变化；每转过一个链节，链速的的变化就一个链节，链速的的变化就重复一次，节距越大，齿数重复一次，节距越大，齿数越少，越少，角的变化范围就越大，链速的变化也越大。角的变化范围就越大，链速的变化也越大。同时，链条的垂直分速度也在周期性地变化，给链传动带同时，链条的垂直分速度也在周期性地变化，给链传动带来工作的不稳定性和有规律的振动。来工作的不稳定性和有规律的振动。3 3 链传动的运动特性链传动的运动特性)2cos(112fRR122)2cos(RRfbgvvcoscos1221RR=同理，每一个链节在与从动轮齿啮合的过程中，链节铰链在从动轮上的相位角也不断的变化，所以从动轮的角速度为：链传动的瞬时
13、传动比为：链传动的瞬时传动比为：i=1/2结论：结论：随着随着和和的不断变化，的不断变化，链传动的瞬时传动比也是不链传动的瞬时传动比也是不断变化的。断变化的。在在1 1为常数的情况下，为常数的情况下，仅当两链轮齿数相等且紧边仅当两链轮齿数相等且紧边长恰好是链节距的整数倍时，长恰好是链节距的整数倍时，传动比和从动轮角速度才是传动比和从动轮角速度才是常数。常数。链传动运动的不均匀性特征，是由于围绕在链轮上链传动运动的不均匀性特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形而造成的，故称为链传动的多边的链条形成了正多边形而造成的，故称为链传动的多边形效应。显然，多边形效应是链传动固有的特征。形效应。显然
14、，多边形效应是链传动固有的特征。二二.链传动的动载荷链传动的动载荷1.1.链速变化引起的动载荷链速变化引起的动载荷22sin211211maxpRavfv=结论：结论：在在 不变（即不变（即 为常数为常数）情况下，适当增大小链）情况下，适当增大小链 轮齿数，减小链的节距，可降低动载荷。轮齿数，减小链的节距，可降低动载荷。链传动几何尺寸一定（链传动几何尺寸一定（不变）的情况下，小链不变）的情况下，小链 轮转速受到动载荷的限制。轮转速受到动载荷的限制。11vn1pz 同样，链的铅垂加速度同样，链的铅垂加速度 会引起链的上下会引起链的上下振动，对于水平布置的大中心距链传动，链的上下振动有时甚振动，对
15、于水平布置的大中心距链传动，链的上下振动有时甚至会导致绞链。至会导致绞链。bvcos211Ra=b vcos11Rv=链的水平速度链的水平速度b vsin211Ra-=水水 平平 加加 速速 度度二二.链链传传动动的的动动载载荷荷2.2.链节啮入时和链轮冲击产生的动载荷链节啮入时和链轮冲击产生的动载荷3.动载荷的危害：动载荷的危害：附加动载荷使链传附加动载荷使链传 动产生振动和噪声，并加速链的损动产生振动和噪声，并加速链的损 坏和轮齿的磨损，同时降低了传动坏和轮齿的磨损，同时降低了传动 效率。效率。显然，节距越大，齿数越少，显然，节距越大，齿数越少，链轮转速越高，则附加动载荷也越大。链轮转速越
16、高，则附加动载荷也越大。不考虑动载的情况下，链在工作时承受的作用力有：不考虑动载的情况下，链在工作时承受的作用力有：4 4 链传动受力分析链传动受力分析1.1.有效（工作）拉力有效（工作）拉力 （N N）vPF1000=F式中：F工作拉力（N），P传动功率（kW），链速（m/s）2.2.离心拉力离心拉力 （N N），），（一般说来，一般说来，时，离心拉力可以忽略。）时，离心拉力可以忽略。）2qvFc=cFsmv/7式中：Fc离心拉力（N），q单位长度链条的质量（kg/m），链速（m/s）垂度拉力取决于传动的垂度拉力取决于传动的布置形式和张紧的程度，为布置形式和张紧的程度，为减小垂度拉力，链传动
17、的张减小垂度拉力，链传动的张紧应适当（对于水平布置，紧应适当（对于水平布置，一般一般 ，其他情况可稍微紧些）。垂度拉力的近，其他情况可稍微紧些）。垂度拉力的近似计算见教材式似计算见教材式5.285.28。02.0/af3.3.垂度拉力垂度拉力 fF由此得松、紧边拉力为：由此得松、紧边拉力为：fcFFFF1+=fcFFF+=2作用在轴上的载荷为：作用在轴上的载荷为：2.12FKFFFAfQ+其中其中 是工作情况系数，取值参见教材是工作情况系数，取值参见教材p120p120表表5.115.11。AK5 5 链传动计算与参数选择链传动计算与参数选择链传动的失效形式链传动的失效形式 1 链的疲劳破坏链
18、的疲劳破坏 变应力变应力链板疲劳断裂，套筒、滚子表面疲劳点蚀链板疲劳断裂，套筒、滚子表面疲劳点蚀 2 链条铰链的磨损链条铰链的磨损 压力压力+相对转动相对转动磨损磨损链节伸长链节伸长脱链脱链 3 链条铰链的胶合链条铰链的胶合 高速高速+冲击冲击油膜破坏油膜破坏温度温度胶合（冷焊接）胶合（冷焊接）4 链条静力拉断链条静力拉断 低速（低速（v0.6ms）过载过载断裂断裂5 5 链传动计算与参数选择链传动计算与参数选择极限功率曲线极限功率曲线 链传动的承载能力与其失效形式有关。工况不同，失效形链传动的承载能力与其失效形式有关。工况不同，失效形式不同，承载能力也不同。在一定使用寿命和润滑良好条件下，式
19、不同，承载能力也不同。在一定使用寿命和润滑良好条件下，链传动的各种失效形式的极限功率曲线见左图。为安全起见，链传动的各种失效形式的极限功率曲线见左图。为安全起见，许用功率曲线应在各极限功率曲线的范围之内。许用功率曲线应在各极限功率曲线的范围之内。滚子链的极限功率曲线滚子链的极限功率曲线 虚线为润滑不良或工作环境恶劣引虚线为润滑不良或工作环境恶劣引起严重磨损，应避免。起严重磨损，应避免。5 5 链传动计算与参数选择链传动计算与参数选择额定功率曲线额定功率曲线 为便于使用，国标制定了为便于使用，国标制定了特定试验条件下特定试验条件下的额定功率曲的额定功率曲线（图线（图5.265.26）以指导链传动
20、的选用。实际使用中，与试验条）以指导链传动的选用。实际使用中，与试验条件不同时，作适当修正即可，见教材件不同时，作适当修正即可，见教材118118119119页。页。链传动的计算步骤链传动的计算步骤 根据使用工况和名义功率确定计算功率。根据使用工况和名义功率确定计算功率。PKPAc=根据根据 和和 由图由图5.265.26选用合适节距的链条，进而根据选用合适节距的链条，进而根据 链速和节距由图链速和节距由图5.275.27选择合适的润滑方式。选择合适的润滑方式。1n0P 确定小链轮齿数和传动尺寸，从而确定确定小链轮齿数和传动尺寸，从而确定 、。mzkkLk 按按 式确定试验额定功率式确定试验额
21、定功率 。0PcPP/0mzkkLk1.滚子链传动的设计滚子链传动的设计已知：已知：P、n1、n2（i）、）、工作条件工作条件确定：链号、排数、确定：链号、排数、a、Lp5 5 链传动计算与参数选择链传动计算与参数选择链传动的计算步骤链传动的计算步骤 根据使用工况和名义功率确定计算功率。根据使用工况和名义功率确定计算功率。PKPAc=根据根据 和和 由图由图5.265.26选用合适节距的链条，进而根据选用合适节距的链条，进而根据 链速和节距由图链速和节距由图5.275.27选择合适的润滑方式。选择合适的润滑方式。1n0P 参数选择参数选择1.1.传动比传动比 一般一般 。传动比较大时，为避免包
22、角太小，同。传动比较大时，为避免包角太小，同时参与啮合的齿数太少，应采取适当的张紧措施。时参与啮合的齿数太少，应采取适当的张紧措施。3i 确定小链轮齿数和传动尺寸，从而确定确定小链轮齿数和传动尺寸，从而确定 、。mzkkLk 按按 式确定试验额定功率式确定试验额定功率 。0PcPP/0mzkkLk 从左图可以得到P和d的关系：P dsin(180/z)显然，如P不变，则z越多，d就越大，所以链节越向外移，因而，链从链轮上脱落下来的可能性也就越大，链的使用寿命也就越短。选取齿数时还应考虑均匀选取齿数时还应考虑均匀磨损问题。由于链节数通常为磨损问题。由于链节数通常为偶数，因此，链轮齿数最好与偶数，
23、因此，链轮齿数最好与链节数互质；如不能办到，也链节数互质；如不能办到，也应使二者的公约数尽可能小，应使二者的公约数尽可能小，同时在使用中要定期将链与轮同时在使用中要定期将链与轮齿错位。齿错位。2.2.齿数齿数 小链轮齿数不宜太少，否则不仅动载荷很大而且磨损厉害小链轮齿数不宜太少，否则不仅动载荷很大而且磨损厉害（一般原则是：链速越大，（一般原则是：链速越大，也应相应增大）；小链轮齿数也也应相应增大）；小链轮齿数也不宜过多，否则大链轮齿数过大，链条稍有磨损即会出现跳齿不宜过多，否则大链轮齿数过大，链条稍有磨损即会出现跳齿脱链失效，从而缩短链传动的寿命。脱链失效，从而缩短链传动的寿命。1z 设计中可
24、参考设计中可参考P121P121选择选择 ，同时使同时使 。1202maxz1z3.3.小链轮转速小链轮转速 转速的提高受到动载荷和胶合失效的限制。一定范围内，转速的提高受到动载荷和胶合失效的限制。一定范围内，传递的功率随转速增大而增大。但转速太大，则冲击动能很大传递的功率随转速增大而增大。但转速太大，则冲击动能很大,易导致滚子的冲击破碎；另一方面，试验表明，即使载荷很易导致滚子的冲击破碎；另一方面，试验表明，即使载荷很小，当转速大到一定的值时，无论采用什麽润滑和冷却方法，小，当转速大到一定的值时，无论采用什麽润滑和冷却方法，胶合失效都不可避免。胶合失效都不可避免。各种型号滚子链传动最有利的转
25、速和极各种型号滚子链传动最有利的转速和极限转速见图限转速见图5.265.26。4.4.节节 距距 节距大，抗拉能力大；但是工作平稳性降低，冲击严重。节距大，抗拉能力大；但是工作平稳性降低，冲击严重。一般原则是：在满足承载能力的条件下，选择节距尽可能小一般原则是：在满足承载能力的条件下，选择节距尽可能小的链，有时宁可采用双排链也不选用大一号的链。的链，有时宁可采用双排链也不选用大一号的链。链长圆整后按教材链长圆整后按教材P121P121式式5.335.33可求出实际中心距。可求出实际中心距。5.5.中心距和链长中心距和链长 中心距过小，单位时间内的磨损量和应力循环次数增加，中心距过小，单位时间内
26、的磨损量和应力循环次数增加，传动的寿命降低；中心距过大，则外廓尺寸太大，链铅垂方向传动的寿命降低；中心距过大，则外廓尺寸太大，链铅垂方向的颤动也大，严重时会导致链的颤抖（尤其是松边），从而降的颤动也大，严重时会导致链的颤抖（尤其是松边），从而降低传动的平稳性。低传动的平稳性。至于链长，将至于链长，将 带入带长计算式并除以节带入带长计算式并除以节距，即得以链节数表示的链长计算式为距，即得以链节数表示的链长计算式为：p pzdii=azzpazzLp2p1221222-+=ppa）5030(-=推荐中心距为：推荐中心距为：二二.张张 紧紧 与带传动有所不同，链传动张紧的目的主要是控制垂度，与带传动
27、有所不同，链传动张紧的目的主要是控制垂度，从而控制链的颤动。因此链传动不能张得过紧。张紧原理与带从而控制链的颤动。因此链传动不能张得过紧。张紧原理与带传动相同。常用张紧方法见传动相同。常用张紧方法见教材教材P125P125表表5.185.18。三三.润润 滑滑 链传动的润滑对工作能力和寿命的影响很大，一般应以满链传动的润滑对工作能力和寿命的影响很大，一般应以满足推荐润滑方式为最低要求。常用的润滑装置见表足推荐润滑方式为最低要求。常用的润滑装置见表5.165.16。12-6 12-6 链传动的布置、张紧、润滑链传动的布置、张紧、润滑一一.合理布置合理布置 链传动的布置主要考虑使链平稳自如地啮入和
28、啮出并使链链传动的布置主要考虑使链平稳自如地啮入和啮出并使链条和链轮的磨损均匀。一般原则是：轴线尽可能水平；两链轮条和链轮的磨损均匀。一般原则是：轴线尽可能水平；两链轮的回转平面尽可能共面；如无特别理由，最好松边在下，紧边的回转平面尽可能共面；如无特别理由，最好松边在下，紧边在上。见教材在上。见教材P125P125表表5.175.17结结 束束三三.润润 滑滑 链传动的润滑对工作能力和寿命的影响很大，一般应以满链传动的润滑对工作能力和寿命的影响很大，一般应以满足推荐润滑方式为最低要求。常用的润滑装置见表足推荐润滑方式为最低要求。常用的润滑装置见表5.165.16。1.与齿轮传动和带传动相比，套
29、筒滚子链传动有哪与齿轮传动和带传动相比，套筒滚子链传动有哪 些优缺点？些优缺点？2.链节数常取偶数，链轮齿数怎样取最好？今有一链节数常取偶数，链轮齿数怎样取最好？今有一 滚子链传动，其滚子链传动，其 =22，=66，链节数等于，链节数等于 132。问使用维护中应怎样做才能延长该链传动。问使用维护中应怎样做才能延长该链传动 的使用寿命？的使用寿命？3.试分析：链条节距增大会带来的哪些利弊？试分析：链条节距增大会带来的哪些利弊？4.链传动的参数链传动的参数 太大太小有何不利？太大太小有何不利？5.为何水平布置的大中心距带传动应紧边在下；而为何水平布置的大中心距带传动应紧边在下；而 水平布置的大中心
30、距链传动则应紧边在上？水平布置的大中心距链传动则应紧边在上？6.带传动和链传动的瞬时传动比不恒定有何异同？带传动和链传动的瞬时传动比不恒定有何异同？思思考考题题1z2z1z链板疲劳破坏链板疲劳破坏套筒滚子冲击破坏套筒滚子冲击破坏套筒滚子胶合套筒滚子胶合1.V带截面的楔角都是带截面的楔角都是40o，为什么随着带轮计算直径，为什么随着带轮计算直径 的减小轮槽的楔角要小于的减小轮槽的楔角要小于40o呢？呢？2.带传动为何会存在弹性滑动？该现象能避免吗？带传带传动为何会存在弹性滑动？该现象能避免吗？带传 动在什么情况下会出现打滑？若出现打滑，则打滑首动在什么情况下会出现打滑？若出现打滑，则打滑首 先出
31、现在何处？若出现断带的情况，带应在何处断先出现在何处？若出现断带的情况，带应在何处断?3.能否这样说：能否这样说：“带传动是靠摩擦传力的，因而张紧力带传动是靠摩擦传力的，因而张紧力越越 大越好，带轮工作面越粗糙越好大越好，带轮工作面越粗糙越好”。4.链节数常取偶数，链轮齿数怎样取最好？今有一滚子链节数常取偶数，链轮齿数怎样取最好？今有一滚子 链传动，其链传动，其 Z1=22，Z2=66，链节数等于，链节数等于132。问使用维护中应怎样做才能延长该链传动的使用寿命问使用维护中应怎样做才能延长该链传动的使用寿命?5.带传动和链传动的瞬时传动比不恒定有何异同？带传动和链传动的瞬时传动比不恒定有何异同？带链传动思考题带链传动思考题