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1、第九第九章链传动章链传动9.1链传动的特点及应用链传动的特点及应用 9.2传动链的结构特点传动链的结构特点 9.5滚子链传动的滚子链传动的设计设计计算计算9.4链传动的链传动的工作情况分析工作情况分析9.6链传动的布置、张紧和润滑链传动的布置、张紧和润滑 9.3滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料 9.1 链传动的特点及应用链传动的特点及应用组成：链轮、环形链条组成：链轮、环形链条链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的。特点：特点：1.链轮传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；链轮传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；结构紧凑结构紧凑(与带传动相比)。2
2、.与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。距离传动。3.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；能在高温，有油污等恶劣环境下工作；4.制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单；制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单；缺点：缺点：瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差，有瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声。一定的冲击和噪声。应用：应用：广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。车中。9.2 传动链的结构特点传
3、动链的结构特点类型类型 齿形链齿形链滚子链滚子链9.2 传动链的结构特点传动链的结构特点滚子链的组成：滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。内链板、外链板。链条材料：链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。开口销、多用于大节距链弹簧卡片固定，多用于小节距链链条的接头处的固定形式有：链条的主要参数节距链条的主要参数节距p：节距节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。：滚子链上相邻两滚子中心的距离。p 越大，越大，链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。结构类型：单排
4、链和多排链。结构类型：单排链和多排链。滚子链已标准化，分为滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是两个系列，常用的是A系列系列.双排滚子链双排滚子链 链链 号号08A 12.70 14.38 7.95 13800 0.60表表9-1 A系列滚子链的主要参数系列滚子链的主要参数节距节距P 排距排距pt 滚子外径滚子外径d1 极限载荷极限载荷Q(单排单排)每米长质量每米长质量q(单排单排)mm mm mm N kg/m10A 15.875 18.11 10.16 21800 1.0012A 19.05 22.78 11.91 31100 1.5016A 25.40 29.29 15.88 55
5、600 2.6020A 31.75 35.76 19.05 86700 3.8024A 38.10 45.44 22.23 124600 5.6028A 44.45 48.87 25.40 169000 7.5032A 50.80 58.55 28.58 222400 10.1040A 63.50 71.55 39.68 347000 16.1048A 76.20 87.83 47.63 500400 22.60链条长度以链节数表示。链节数最好取链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数偶数，以便链条联成环形时正好是，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。外链板与内链板相接。若链节数为若链节
6、数为奇数奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承受附时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。加的弯曲载荷，通常应避免采用。过渡链节：过渡链节：过渡链节：过渡链节：产生附加弯矩产生附加弯矩,承载承载 避免采用奇数链节。避免采用奇数链节。避免采用奇数链节。避免采用奇数链节。偶数链节偶数链节采用过渡链节的奇数链节采用过渡链节的奇数链节滚子链的标记：滚子链的标记：标记实例：标记实例：16A-1-124 GB/T 1243 2006 16A系列，节距25.4mm，单排，124节，滚子链链号链号标准编号标准编号链节数链节数齿形链齿形链是由许多齿形链板用
7、铰链联接而成。是由许多齿形链板用铰链联接而成。优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承 受冲击载荷的能力高。受冲击载荷的能力高。缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。应用场合：多应用于高速（链速可达应用场合：多应用于高速（链速可达40 m/s）或运）或运动精度要求较高的场合。动精度要求较高的场合。9.3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料一、链轮的参数和齿形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：链轮的基本参数：配用链条的节距 p、滚子的最大外径 d1、排距 pt、齿数z。确定链
8、轮的结构和尺寸；选择链轮的材料和热处理方式；端面齿形端面齿形 ：三圆弧一直线：三圆弧一直线 这种三圆弧一直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围，且具有较好的啮合性能，并便于加工。轴面齿形轴面齿形 ：圆弧：圆弧+直线直线 便于进入或退出啮合二、链轮的结构和材料 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。整体式链轮整体式链轮孔板式链轮孔板式链轮组合式链轮组合式链轮链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径孔板式孔板式-中等直径中等直径链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径设计：潘存云组合式组合式-大直径，齿圈可更换。大直径，齿圈可更换。孔板式孔板式-中
9、等直径中等直径链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径链轮的材料链轮的材料 链轮的材料应能保证轮齿具有足够的链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度耐磨性和强度，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。通常采用较好的材料制造。9.4 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析一、链传动的速度分析一、链传动的速度分析 链条的平均线速度：链条的平均线速度：平均传动比为：平均传动比为：链条进入链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮之间的传动。速度不均匀系数：速度不均匀系数：这种现象，会使得这种现象，会使得链传动
10、在工作时，会产生振动链传动在工作时，会产生振动和动载荷！和动载荷！这种特性被称为链传动的多边形效应。这种特性被称为链传动的多边形效应。链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。由此可知，链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。由此可知，当链轮等速回转时，瞬时链速和顺时传动比都作周期性当链轮等速回转时，瞬时链速和顺时传动比都作周期性变化。变化。链轮齿数越少，导致速度不均匀系数链轮齿数越少，导致速度不均匀系数，速度波动越，速度波动越明显。明显。二、链传动的受力分析二、链传动的受力分析紧边拉力为：紧边拉力为：F1=Fe+Fc+Ff松边拉力为：松边拉力为：F2=Fc+Ff链传动在工作时，存在紧边拉力和松边拉
11、力：链传动在工作时，存在紧边拉力和松边拉力：为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应:作用在链上作用在链上的力有：的力有：圆周拉力圆周拉力:离心拉力离心拉力:悬垂拉力悬垂拉力:Fe=1000P/v NFc=qv2 N q为链条单位长度质量为链条单位长度质量适当张紧适当张紧-有效拉力有效拉力 Ff=Kf qa10-2 N F”f=(Kf+sin)qa 10-2 N a为中心距，为中心距，Kf 为垂度系数为垂度系数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、失效形式一、失效形式1.1.链板的疲劳破坏；链板的疲劳破坏；2.2.滚子、套筒
12、的冲击疲劳破坏；滚子、套筒的冲击疲劳破坏；3.3.销轴与套筒铰链的胶合；销轴与套筒铰链的胶合；4.4.链条铰链磨损；链条铰链磨损；5.5.过载拉断。过载拉断。其极限功率急剧下降；9.5 9.5 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算二、额定功率曲线图二、额定功率曲线图额定功率P0/kW小链轮转速n1/(r/min)额定功率曲线 潘存云教授研制1015 20406080100 150200400 600800100015002000 4000 6000小链轮转速小链轮转速n1/(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功
13、率功率P0/kW48A单排单排A系列系列滚子滚子链的链的功率功率曲线曲线 链号 节距08A 12.710A 15.87512A 19.0516A 25.420A 31.7524A 38.128A 44.4532A 50.840A 63.548A 76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A1.1.链轮的齿数和传动比链轮的齿数和传动比 一般取：一般取：z2 120因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。三、滚子链传动的设计步骤和方法三、滚子链传动的设计步骤和方法 小链轮的齿数小链轮的齿数z1链速链速 v/(m/s)0.633 38 8 25 齿数齿数z1 17
14、21 25 35通常限制链传动的传动比i6，推荐的传动比i23.5。选择小链轮齿数z1 计算大链轮齿数z2=iz1。小链轮齿数z1过少运动不平稳严重。小链轮齿数z1过大增大了传动的尺寸和质量。一般一般 链节数为链节数为偶数偶数，为使磨损均匀，链轮齿数最好取与链节，为使磨损均匀，链轮齿数最好取与链节数互为质数的奇数。数互为质数的奇数。优选数列：优选数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95,114 传动比过大时，由于链条在小链轮上的包角过小，将减少啮传动比过大时，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齿的磨损，故应采用二级或二合齿数，因而易出现跳齿或加
15、速齿的磨损，故应采用二级或二级以上的传动。级以上的传动。一般链轮齿数为：一般链轮齿数为：17-1142.确定计算功率确定计算功率计算功率：计算功率：KA为为链传动链传动工况系数，工况系数，Kz为主动链轮齿数系数，为主动链轮齿数系数，Kp为多排链系数，为多排链系数，P为为额定额定功率。功率。工况系数工况系数KA2.确定计算功率确定计算功率主动主动链轮齿数系链轮齿数系Kz19z11.08=多排链系数多排链系数Kp3.3.链的链的型号和型号和节距节距 链的节距越大，其承载能力越高。根据相对原理，当链轮以运动时，链节以进入轮齿而产生冲击。当实际工作条件与特定条件不同时，应对当实际工作条件与特定条件不同
16、时，应对P0值加以修正值加以修正.链条节距 p可根据计算功率Pca和小链轮转速 n1由额定功率曲线选取。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。设计时，一般尽量选取小节距的链。一般取：一般取：a=(3050)p4.4.链传动的中心距链传动的中心距a a和链节数和链节数LpLpa 过小过小同时啮合的齿数同时啮合的齿数，在相同速度下，循环次数增多，容易，在相同速度下，循环次数增多，容易疲劳和磨损。疲劳和磨损。跳链、脱链。跳链、脱链。a 过大过大 链条容易抖动。链条容易抖动。最大最大amax=80p链条节数：链条节数：最大最大中心距：中心距：计算结果应圆整，
17、计算结果应圆整，并取偶数！并取偶数！为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。若中心距不能调整，而又没有张紧装置时，应将计算中心距减小25mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。f1为中心距计算系数，参见表4.4.链传动的中心距链传动的中心距a a和链节数和链节数LpLp中心距计算系数f16计算链传动作用在轴上的压力链传动的压轴力FP可近似为：FP=KFPFe式中：Fe有效圆周力，N；KFP压轴力系数，对于水平传动，KFP=1.15；对于垂直传动，KFP=1.05。5确定
18、润滑方式润滑方式应根据计算得到的平均链速v，再查取推荐的润滑方式。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（1）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。（2）中心线一般宜水平或接近水平布置，链传动的紧边在上方或在下方都可以，但在上方好一些。（3）链传动的两轴应平行，应尽量保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链。布置原则：布置原则：链传动的布置链传动的布置二、张紧装置二、张紧装置 链传动张紧的目的链传动张紧的目的 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。二、张紧装置二、张紧装置 弹簧力弹簧力 重力重力 定期调整定期调整调整位置调整位置 布置张紧和润滑布置张紧和润滑2三、链传动的润滑 润滑油推荐采用牌号为L-AN32、L-AN46、L-AN68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MoS2、WS2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。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。布置张紧和润滑布置张紧和润滑2三、链传动的润滑