机械设计-第七章 链传动

机械设计 （7）
第七章 链传动
概 述
链传动的运动分析 套筒滚子链传动的设计计算
链轮的结构 链传动的使用和维护 思考与练习
§7.1 概 述
一、链传动的组成、特点和应用
1. 组成：主动链轮、从动链轮、链条
从动链轮
主动链轮
2. 工作原理：链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。
§7.1 概 述
2 2
5. 计算作用在轴上的力FQ
1000 P 1000 7 FQ K γ F K γ 1.15 1690.1(N) v 4.763
§7.4 链轮的结构
一、链轮的齿形和参数
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；
实际使用区域
2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏；
3.销轴与套筒铰链的胶合； 4.链条铰链磨损； 5.过载拉断。 密封润滑不良
二、滚子链的额定功率曲线
曲线1--正常润滑条件下，链条铰链磨损 限定的极限功率； 曲线2--链板疲劳强度限定的极限功率； 曲线3--滚子、套筒的冲击疲劳强度限定 的极限功率； 曲线4--铰链胶合限定的极限功率；
§7.5 链传动的使用和维护
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中心连线水平或者接近水平。
链传动的布置
传动参数
正确布置
不正确布置
. 说
明
i>2 a =(30~50)p
两轮轴在同一水 平面，紧边在上、 在下均能正常工 作。
剧磨损和疲劳；链条在 确保0.6m/s≤v≤15m/s 小轮上的包角变小， 易跳齿和脱链； (4) 链传动的中心距和链节数 中心距过大——从动边垂度过大，造成 ① 初选中心距a0 松边颤动。 设计时一般初选中心距a0=(30～50)p，最大取a0max=80p ② 计算链节数Lp0，并圆整为Lp 计算出的Lp0应圆 2a0 z1 z2 z2 z1 2 p Lp0 ( ) (节) 整为整数Lp，最 p 2 2 a0 好取为偶数 ③ 计算实际中心距 (3) 验算链速v
vx R11 cos 180 180 z z R2 cos R2 cos 180 180 所以链传动瞬时传动比为： 1 R2 cos i z z 2 R1 cos
因为从动链轮的角速度为： 2
1 1
2
2
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。
4. 滚子链的接头形式：
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
过渡链节 链节数为奇数
设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因 为过渡链节会使链的承载能力下降。
§7.1 概 述
5. 滚子链规格及标记
§7.2 链传动的运动分析
一、链传动的速度分析
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
链的平均速度为：
v
z1n1 p z n p 2 2 60 1000 60 1000
上下运动分速度
链传动的平均传动比为： n z i 1 2 n2 z1

链条铰链A点的前进分速度
vx R11 cos
v y R11 sin
180 180 1 1 z1 2 2 z1
§7.3 套筒滚子链传动的设计计算
3. 验算链速v
v z1n1 p 25 720 15.875 4.763(m/s) 60 1000 60 1000
满足0.6≤v≤15m/s 4. 确定中心距a和链节数Lp (1). 初选中心距a0 a0 40 p 40 15.875 635(mm) (2). 计算链节数Lp
§7.1 概 述
单排链
2. 滚子链的类型：
双排链
ห้องสมุดไป่ตู้多排链
节距p越大，链条尺寸越大， 其承载能力也越高
p
p
单排链
双排链
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，一般不超过4排。
§7.1 概 述
3. 滚子链的系列： A系列 用于重载、高速和重要传动 B系列 用于一般传动
i 、a 为任意值
§7.5 链传动的使用和维护
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 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
砝码张紧
定期调整张紧
§7.5 链传动的使用和维护
三、链传动的润滑 1. 人工给油（v<4m/s）；
润滑方式 2. 油杯滴油（v<10m/s）；
3. 特点： 优点： 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； 2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失 ； 3.结构紧凑，传动效率较高； 4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作； 5.与齿轮传动相比，制造精度要求较低，中心距较大时其传动结构简单。 缺点：
瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声。 4. 应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。
2a z z p z z 2 635 25 75 15.875 75 25 Lp0 0 1 2 2 1 131.58(节) p 2 a0 2 15.875 2 635 2
2 2
将Lp0圆整得Lp=132节 (3). 计算实际中心距a a a Lp Lp0 p 635 132 131.58 15.875 638.33(mm) 0
§7.3 套筒滚子链传动的设计计算
三、设计计算
1．按功率曲线选择计算（v≥0.6m/s）
(1) 选择链轮齿数 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 。 根据传动比i，由表7-2选择小链轮齿数z1 ─→计算大链轮齿数z2=iz1。 *z1 常取奇数，z2max≤120。 (2) 选定链节距p确定 ① 确定设计功率 Pca
3. 油浴润滑、飞溅给油（v<12m/s）；
4. 用油泵强制润滑和冷却（v>12m/s）。
润滑油牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN48 环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取低的。
甩油环
思考与练习
1．链传动与其他传动相比，由哪些主要优缺点？ 2．为什么链传动的平均速度和平均传动比为常数，而瞬时速度和瞬时传动比却 3．链传动的主要参数（z、i、p、Lp、a）应如何选取？应考虑哪些因素的影响？ 4．某单排滚子链传动，已知链号为10A，小链轮齿数z1=21，大链轮齿数z2=65，
两轮轴不在同一水 平面，松边应在下 面。否则松边下垂 量增大后链条与链 轮容易卡死。
i>2 a < 30p
§7.5 链传动的使用和维护
传动参数 正确布置 不正确布置 说 明
i < 1.5 a > 60p
两轮轴在同一水平 面，松边应在下面。 否则松边下垂量增 大后松边与紧边相 碰，须经常调整中 心距。 两轮轴在同一铅垂 面内，下垂量增大 会减少下链轮的有 效啮合齿数，降低 传动能力，为此应 采用： 1)中心距可调； 2)设张紧装置； 3)上下两轮错开。
n1=720 r/min，输送机轴的转速n2=240 r/min，载荷平稳，一班制工作，连续润滑。
查表7-3，由于电动机、载荷平稳，得KA=1.0 查图7-9，由于z1=25，得Kz=1 查表7-4，选单排链，得Kp=1 (2) 由Pca=7kW，n1=720r/min，查图7-8，选链型号为10A，润滑方 式为油浴或飞溅润滑。 (3) 由型号10A，查表7-1，得到节距p=15.875mm
z1n1 p v 60 1000
LP LP0 a a0 p 2
实际安装中心 距比计算值小 0.2%~0.4%
§7.3 套筒滚子链传动的设计计算
(5) 计算作用在轴上的力FQ 为了设计轴和轴承，必须计算出作用于轴上的力FQ
FQ K γ F
式中：Kγ——轴上压力系数
1000P F v
式中：FQ——链条的最低拉断载荷，见表7-1； KA——载荷系数，见表7-3； F——圆周力； S——静力安全系数。
§7.3 套筒滚子链传动的设计计算
例题： 设计一螺旋输送机用的套筒滚子链传动。已知电动机功率P=7kW，转速 解： 1. 选择链轮齿数z1和z2 根据传动比i=n1/n2=720/240=3，由表7-2取z1=25，则： z2=iz1=3×25=75。 2. 选择链条节距p (1) 计算单排链传动的设计功率 K KP Pca A z 11 7 7(kW) Kp 1
§7.1 概 述
5. 传动链条的类型： 滚子链 齿形链 滚子链 齿形链
二、滚子链的结构和标准
1. 滚子链的组成 内链板、外链板、套筒、销轴、滚子 配合状况: • 内链板、套筒之间—过盈配合 • 外链板、销轴之间—过盈配合 • 套筒、销轴之间—间隙配合 • 套筒、滚子之间—间隙配合
内链板 外链板 套筒 销轴 滚子
§7.3 套筒滚子链传动的设计计算
一、失效形式
1.链板疲劳破坏； P0 2 1 3 4 n1 极限功率曲线
中等速度时，链传动的承载能力主 要取决于链板的疲劳强度 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 转速越高，传动能力就越低，并会 出现铰链胶合现象，使链条迅速失 效。