尺寸效应对工业链传动中润滑行为的影响
第九章 链传动

滚子链传动的设计计算 四、滚子链传动的设计计算 1、已知条件:链传动工作条件,传动位置与总体尺寸限制; 所传递功率P,主动链轮转速n1,从动链轮转速n2或传动比i。
2、设计内容:确定链条型号、链节数Lp和排数,链轮齿数z1和z2,
链轮的结构、材料、几何尺寸,链轮的中心距a,压轴力Fp,润滑 方式及张紧装置等 3、设计步骤和方法: (1)计算当量的单排链的计算功率Pca KA:工况系数,表9-6 KZ:主动链轮系数,图9-13 KP:多排链系数,双排链:KP=1.75;三排链:Kp=2.5;
§11-3 滚子链传动的设计计算1 §9-5 滚子链传动的设计计算 失效图片 一、滚子链传动的失效形式
1)链板疲劳断裂 场合:正常润滑和中速条件下的主要失效形式 疲劳破坏是限定链传动能力的主要因素。 2)铰链的磨损
p + Δp p
结果:链节距增大,链条总长度增加,链的松边垂度增大,从而
增大了传动的不平稳性,易引起跳齿。
第九章 链传动
本章学习要求: 1、了解链传动的工作原理、特点和应用 2、了解滚子链的标准、规格及链轮结构的特点 3、理解滚子链运动特性的多边形效应和受力分析 4、掌握滚子链传动的设计计算方法
5、了解链传动的布置、张紧和润滑
§9-1 概 述 链传动属于具有挠性件的啮合传动,依靠链轮轮齿与链节的啮 合传递运动和动力。 一、链传动的特点和应用 优点: 1)平均传动比准确; 2)安装精度要求较低,成本低; 3)适用于中心距较大的传动。 4)效率较高, 压轴力小; 缺点: 1)瞬时传动比不恒定,瞬时链速不恒定; 2)传动的平稳性差,有噪音。 3)只能用于两平行轴的运动传递。 链传动主要用在转速不高,两轴中心距较大,要求平均传动比准 确的场合。
K A KZ Pca P Kp
机械设计题库07_链传动

ST
, 这是由于小链轮轮齿啮合的次数比大链轮轮齿啮合的次
销轴
与
外链板
之间, 之间分别为
与 套筒 之间、 套筒 与 销轴
间隙配合。
(16) 链传动中小链轮齿数太少,则会使传动的 损 。而大链轮齿数太多,容易发生 掉链 (17) 链传动设计时,链条节数应选 节距应选 小 些。 偶 。 ·
运动不均匀性
和 动载荷 增加,同时加速铰链 磨
o
B
。
o
B. 120
o
C. 150
D. 180
o
(22) 链传动中,传动比过大,则链在小链轮上的包角会过小。包角过小的缺点是 A. 同时啮合的齿数少,链条和轮齿的磨损快,容易出现跳齿 B. 链条易被拉断,承载能力低 C. 传动的运动不均匀性和动载荷大 D. 链条铰链易胶合 (23) 推荐链轮最大齿数 z max = 120 ,此限制是为了 A. 保证链的强度 C. 限制传动比的选择 D 。
2010KUST
而增加。
机械设计(基础)习题试题含答案汇编
(21) 对于高速重载的套筒滚子链传动,应选用节距 小 的 传动,应选用节距 大 的链传动。 好
多
排链;对于低速重载的套筒滚子链
(22) 链传动中,小链轮的齿数越多时,则传动平稳性越
。 振动、冲击、
(23) 链传动中,当节距 p 增大时,优点是 承载能力增大,多边形效应增大 。缺点是 噪声严重 。
多排链排距 p t 等, 其中
节
(6) 滚子链的标记 08A–1 × 88GBl243.1—83 表示 单排、88 节的滚子链 。
按 GB1243.1-83 制造的 A 系列、节距为 12.7mm、
(7) 链传动的运动不均匀性是由于 链条围绕在链轮上形成了正多边形 的 多边形效应 。 回转零件的质量 和 角速度的大小
机械设计简答题版

1、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生(d e)它们分别对带传动有何影响答:(1)弹性滑动是由于紧边和松边(de)拉力不同,因而弹性变形也不等,从而造成带与带轮之间(de)微量滑动,称为弹性滑动,它是带传动正常工作(de)固有特性.打滑是由于随着有效拉力增大,弹性滑动(de)区段也将扩大,当弹性滑动(de)区段扩大到整个接触弧,带(de)有效拉力达到最大值,如果工作载荷进一步增大,带与带轮间将发生显着(de)相对滑动,这称为打滑.打滑是带传动(de)失效形式之一.(2)弹性滑动造成带传动(de)传动比不为常数,它是不可避免(de).打滑使带(de)磨损加剧,从动轮(de)转速急剧降低,甚至使传动失效,它是应当避免(de).2、带传动为什么必须要张紧常用(de)张紧装置有哪些答:因为带传动是靠带与带轮之间(de)摩擦力来传递运动和动力(de),如果不张紧,摩擦力小,传递(de)功率小,甚至出现打滑失效,加之由于带都不是完全(de)弹性体,工作一段时间以后,带由于发生塑性变形而松弛,为了保证带传动正常工作,必须要把带张紧;常见(de)张紧装置有:(1)定期张紧装置:滑道式张紧装置、摆架式张紧装置.(2)自动张紧装置.(3)采用张紧轮(de)装置3、与带传动相比,链传动有何优缺点答:链传动是带有中间挠性件(de)啮合传动.与带传动相比,链传动无弹性滑动和打滑现象,因而能保持准确(de)平均传动比,传动效率较高;又因链条不需要像带那样张得很紧,所以作用于轴上(de)径向压力较小;在同样使用条件下,链传动结构较为紧凑.同时链传动能用于高温、易燃场合.4、链传动(de)中心距过大或过小对传动有何不利答:中心距过小,链速不变时,单位时间内链条绕转次数增多,链条曲伸次数和应力循环次数增多,因而加剧了链(de)磨损和疲劳.同时,由于中心距小,链条在小链轮上(de)包角变小,在包角范围内,每个轮齿所受(de)载荷增大,且易出现跳齿和脱链现象;中心距太大,会引起从动边垂度过大.5、试简要说明链传动中链轮齿数和链节距对传动(de)影响答:链轮齿数少,可以减小带传动(de)外廓尺寸,但是过小将导致:(1)传动(de)不均匀性和动载荷增加;(2)链条进入和退出啮合时,链节间(de)相对转角增大,使铰链(de)磨损加剧;(3)链传动(de)圆周力增大,从而加速了链条和链轮(de)损坏.齿数过大,传动(de)尺寸和质量增大,链条也易于跳齿和脱链(de)现象发生.链轮齿数多,增大带传动(de)外廓尺寸.在一定(de)条件下,链(de)节距越大,链传动(de)承载能力就越高,但是传动(de)多边形效应也要增大,于是振动、冲击、噪音也越严重.6、链传动在工作时引起动载荷(de)主要原因是什么答:一是因为链速和从动链轮角速度周期性变化,从而产生了附加(de)动载荷.二是链沿垂直方向分速度v'也作周期性(de)变化使链产生横向振动.三是当链节进入链轮(de)瞬间,链节和链轮以一定(de)相对速度相啮合,从而使链和轮齿受到冲击并产生附加(de)动载荷.四是若链张紧不好,链条松弛.7、带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比答:中心距愈小,带长愈短.在一定速度下,单位时间内带(de)应力变化次数愈多,会加速带(de)疲劳破坏;如在传动比一定(de)条件下,中心距越小,小带轮包角也越小,传动能力下降,所以要限制最小中心距.(2)传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小,传动能力下降,故要限制最大传动比.8、链传动(de)可能失效形式可能有哪些答: 1)铰链元件由于疲劳强度不足而破坏;2)因铰链销轴磨损使链节距过度伸长,从而破坏正确啮合和造成脱链现象;3)润滑不当或转速过高时,销轴和套筒表面发生胶合破坏;4)经常起动、反转、制动(de)链传动,由于过载造成冲击破断;5)低速重载(de)链传动发生静拉断.9、带(de)速度、带轮直径对带传动有什么影响答:(1)带(de)速度过大,离心力过大;带(de)速度过小这时所需(de)有效拉力过大,即所需带(de)根数过多,于是带(de)宽度、轴径及轴承(de)尺寸都要随之增大. (2)小带轮(de)直径过小,将使带(de)弯曲应力增加,强度下降;如果保证传递(de)功率,这势必使得带(de)根数增加;如果保证带(de)根数,这势必使得带传递(de)功率下降;10、液体动压向心滑动轴承热平衡计算(de)基本原理是什么如果温升过高不能满足热平衡(de)条件时,可以采取哪些措施答:基本原理是单位时间轴承(de)发热量等于同时间内(de)散热量;使润滑油(de)温升和润滑油(de)平均温度限制在一定(de)范围内.不能满足热平衡(de)条件时,可以采取(de)措施有:加大间隙,并适当降低轴瓦和轴颈(de)表面粗糙度.11、简述动压油膜形成(de)必要条件答:(1)相对滑动(de)两表面间必须形成收敛(de)楔形空间(2)被油膜分开(de)两表面必须有足够(de)相对滑动速度,其运动方向应使润滑油从大口流进,小口流出(3)润滑油必须有一定粘度,而且供油充分12、蜗杆传动中,为什么要进行热平衡计算当热平衡计算不满足要求时应采取哪些措施答:(1)蜗杆传动由于效率低,所以工作时发热量大.在闭式传动中,如果热量散发不出去,造成油温升高,润滑油粘度下降,从而增大摩擦损失,甚至发生胶合失效.(2)当热平衡计算不满足1)加散热片以增加散热面积2)在蜗杆轴端加装风扇增加散热系数3)在传动箱内装循环冷却水管或冷却器13、简述蜗杆传动变位(de)目(de)和特点答:变位(de)目(de):为了凑中心距或提高蜗杆传动(de)承载能力及传动效率.变位(de)特点:蜗杆不变位,只对蜗轮进行变位;变位后,蜗轮(de)分度圆和节圆仍旧重合,只是蜗杆在中间平面上(de)节线有所改变,不再与其分度线重合. 14、对于齿面硬度HBS≤350(de)一对齿轮传动,选取齿面硬度时,哪个齿轮(de)齿面硬度应高些为什么答:小齿轮(de)齿面硬度高.因为当小齿轮与大齿轮(de)齿面具有较大(de)硬度差,且转速又较高时,较硬(de)小齿轮齿面对较软(de)大齿轮齿面会起到明显(de)冷作硬化效应,从而大大提高大齿轮齿面(de)疲劳极限;而且小齿轮(de)转速比大齿轮(de)转速高,啮合(de)次数多,为了使大小齿轮达到等强度,故使小齿轮(de)齿面硬度比大齿轮(de)齿面硬度高30~50HBS15、试述直齿圆柱齿轮传动失效形式有哪些并说明闭式硬齿面齿轮传动(de)设计准则是什么失效形式有:轮齿(de)折断、齿面(de)点蚀、齿面(de)磨损、齿面(de)胶合、塑性变形闭式硬齿面齿轮传动(de)设计准则是:按弯曲疲劳强度计算、接触疲劳强度校核16、说明下列滚动轴承(de)意义(任选一组).第一组 208 (GB272-88); C36305 (GB272-88)第二组 6208 (GB272/T-93); 7305C/P2 (GB272/T-93)第一组:208表示内径为40mm,深沟球轴承,轻系列,标准级(G)公差C36305表示内径为25mm,角接触球轴承,中系列,超精密级公差,接触角为150第二组:6208表示内径为40mm,深沟球轴承,尺寸系列为02,0级公差7305C/P2表示内径为25mm,角接触球轴承,尺寸系列为03,5级公差,接触角为15017、请说明下列滚动轴承代号(de)意义(任选一组作答)第一组:(1)6208 (GB/T 272 -93)(2)30310(GB/T 272 -93)第二组:(1)208(GB272-88) (2)7310(GB272-88)(1)内径为40mm,轻(2)系列,普通级公差(de)深沟球轴承(2)内径为50mm,中(3)系列,普通级公差(de)圆锥滚子轴承18、请说明下列滚动轴承代号(de)意义(任选一组作答)第一组:(1)7312AC/P4 (GB/T 272 -93)(2)51103/P6(GB/T 272 -93)第二组:(1)C36312(GB272-88) (2)8103(GB272-88)(1)内径为60mm, 3(中)系列,4级(超精密级)公差,接触角为250(de)角接触球轴承(2)内径为17mm, 1(特轻)系列,6级(标准级)公差(de)推力球轴承19、说明下列滚动轴承(de)意义(任选一组)第一组 208 (GB272-88); C36305 (GB272-88)第二组 6208 (GB272/T-93); 7305C/P2 (GB272/T-93)第一组:208表示内径为40mm,深沟球轴承,轻系列,标准级(G)公差C36305表示内径为25mm,角接触球轴承,中系列,超精密级公差,接触角为150第二组:6208表示内径为40mm,深沟球轴承,尺寸系列为02,0级公差7305C/P2表示内径为25mm,角接触球轴承,尺寸系列为03,5级公差,接触角为15020、滚动轴承轴系轴向固定(de)典型结构形式有哪三类各适用于什么场合滚动轴承轴系轴向固定(de)典型结构形式有(1)双支点单向固定:适用于温度变化小、跨距短(de)轴;(2)一支点双向固定,另一支点游动:适用于温度变化较大、跨距较大(de)轴.(3)两端游动:适用于人字齿轮轴.。
链传动的润滑方法

链传动的润滑方法链传动是一种常见的机械传动方式,它通过链条将动力从一个轮子传递到另一个轮子上。
为了确保链传动的正常运转和延长使用寿命,润滑是非常重要的。
本文将介绍链传动的润滑方法,包括润滑剂的选择和正确的润滑方式。
选择合适的润滑剂是保证链传动正常运转的关键。
常见的润滑剂有润滑油和润滑脂两种。
润滑油具有流动性好、易于渗透到链条内部的优点,适用于高速链传动。
而润滑脂则具有黏度高、附着性强的特点,适用于低速高负载的链传动。
在选择润滑剂时,还应考虑环境温度、工作条件和使用寿命等因素,以确保润滑剂能够发挥最佳效果。
正确的润滑方式也是保证链传动正常工作的重要因素。
润滑方式主要有滴注润滑和浸没润滑两种。
滴注润滑是指定期给链条上的滚子滴注润滑剂,通过润滑油或润滑脂的渗入,形成一层润滑膜,减少链条的摩擦和磨损。
这种润滑方式适用于链条长度较短、工作条件较为良好的情况。
而浸没润滑则是将链条完全浸没在润滑剂中,使整个链条都得到润滑。
这种润滑方式适用于链条长度较长、工作条件恶劣的情况。
除了润滑剂的选择和润滑方式的确定,还应注意以下几点,以确保链传动的润滑效果:1. 清洁链条:在润滑之前,应先清洁链条,将链条表面的污物和积尘清除干净,以免影响润滑效果。
2. 适量润滑:润滑剂的用量应适量,过多过少都会影响润滑效果。
过多的润滑剂会增加链条的摩擦阻力,过少则无法形成有效的润滑膜。
3. 定期润滑:链传动需要定期进行润滑,以保持润滑膜的有效性。
具体的润滑周期可以根据工作条件和使用情况来确定。
4. 检查链条张紧:链条的张紧度对润滑效果也有影响。
链条过松或过紧都会导致链条的摩擦增大,影响润滑效果和使用寿命。
5. 注意润滑剂的质量:选择质量可靠的润滑剂,并注意保存润滑剂的环境条件,避免受潮或变质。
链传动的润滑方法包括选择合适的润滑剂、确定正确的润滑方式,以及注意链条的清洁、适量润滑、定期润滑和链条张紧等方面。
正确的润滑方法能够减少链条的摩擦和磨损,延长链传动的使用寿命,提高传动效率,确保机械设备的正常运转。
机械设计基础-链传动

良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。 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。
链传动适用的一般范围为:传递功率P≤100kW,中心距a≤5--6m,传动比i≤6,链速v≤15m/s,传动效率为0.95~0.98。
一.滚子链
滚子链和链轮
滚子链的规格和主要参数
外链板
内链板 滚子
套筒
销轴
1.组成:内链板与套筒、外链板与销轴间均为过盈配合, 套筒与销轴、滚子与套筒间均为间隙配合。 内、外链板交错联接而构成铰链。
Lp
2a0 p
z1
2
z2
( z2 z1 )2
2
p a0
圆整取偶数
计算理论中心距
a
p 4
[(
LpΒιβλιοθήκη z12z2
)
(Lp
z1
2
z2
)2
8(
z2
2
z1
)2
]
§5—11链传动的布置,张紧和润滑
一.链传动的布置 水平布置,倾斜布置,垂直布置
布置原则:
两链轮轴线应平行,回转平面应在同一铅垂平面内; 两链轮中心连线最好是水平的; 一般情况下,紧边在上,松边在下。 倾斜布置倾角由小于45º 若铅垂布置应可调中心距或加张紧装置
链传动的平均传动比为: i n1 z2 n2 z1
链条铰链A点的前进分速度 vx R11 cos
上下运动分速度 vy R11 sin
因为链传动工作时, β是变化的(β=-180/z1~+180/ z1 ),所以链条的前进速度 和上下运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。 前进速度变化导致从动轮角速度变化,产生角加速度,引起动载荷。 上下运动速度变化导致链条上下抖动,同时造成啮合冲击。
09高职机械设计基础复习提纲答案

09高职机械设计基础复习提纲答案1、试述构件和零件的区别与联系?构件是机器的运动单元体;零件是机器的制造单元体;一个构件可以是单一的零件,也可以是多个零件的刚性组合2、机械零件的失效的形式3、什么是运动副?平面高副与平面低副各有什么特点?两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。
平面高副是以点火线相接触,其接触部分的压强较高,易磨损。
平面低副是面接触,受载时压强较低,磨损较轻,也便于润滑4、机构具有确定运动的条件是什么?:机构具有确定运动的条件是:机构中的原动件数等于机构的自由度数5、在计算机构自由度时,要注意哪些事项?计算机构的自由度时要注意处理好三个关键问题,即复合铰链、局部自由度、虚约束。
6、什么是虚约束?什么是局部自由度?有人说虚约束就是实际上不存在的约束,局部自由度就是不存在的自由度,这种说法对吗?为什么?答:虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。
而局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动,对整个机构的自由度不产生影响,这种局面运动的自由度称为局部自由度说虚约束是不存在的约束,局部自由度是不存在的自由度是不正确的,它们都是实实在在存在的,构件对构件的受力,运动等方面起着重要的作用7、机构运动简图有什么作用?答:在研究机构运动时,为了便于分析,常常瞥开它们因强度等原因形成的复杂外形及具体构造,仅用简单的符号和线条表示,并按一定的比例定出各运动副及构件的位置,这种简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图,用规定的线条和符号表示构件和运动副,对分析和研究机构的运动件性,起到一个简明直观的效果。
8、铰链四杆机构有哪几种类型?如何判别?它们各有什么运动特点?:铰链四杆机构有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构等三种类型。
其运动特点是:曲柄摇杆机构连架杆之一整周回转,另一连架杆摆动;双曲柄机构两连架杆都作整周回转;双摇杆机构两连架杆均作摆动。
压力机传动装置的传动带与链条的伸长与疲劳分析

压力机传动装置的传动带与链条的伸长与疲劳分析传动装置是压力机的核心部件之一,承担着将动力传递给工作部件的重要任务。
而在传动过程中,传动带与链条常常会出现伸长与疲劳现象。
本文将对压力机传动装置的传动带与链条的伸长与疲劳进行深入分析。
一、传动带的伸长与疲劳分析1. 传动带的伸长原因传动带在工作过程中会出现伸长的现象。
主要原因包括材料的弹性变形、摩擦力的影响以及外部负载的作用。
传动带的伸长会影响传动比例的准确性,进而影响机械设备的工作效果。
2. 传动带的伸长补偿方法为了减少传动带的伸长对传动精度的影响,可以采取以下几种补偿方法:(1)预张紧:通过预先设置适当的张紧力来抵消传动带的伸长,提高传动的准确性。
(2)传动带材料的选择:选择适合特定工况的传动带材料,如弹性系数较小、耐磨损等特性的传动带,降低伸长的风险。
(3)传动带结构设计:合理设计传动带的长度和张紧轮的位置,减少传动带的伸长。
3. 传动带的疲劳分析传动带在长期使用过程中容易出现疲劳断裂。
主要原因包括过大的张力、传动带表面缺陷、循环负载作用等。
为了延长传动带的使用寿命,需要进行疲劳分析,并采取相应的措施进行预防。
二、链条的伸长与疲劳分析1. 链条的伸长原因链条在传动过程中也会出现伸长现象。
主要原因包括链条轴与销的磨损、链条零件松动以及链条的弯曲等。
链条的伸长严重影响传动的准确性和稳定性。
2. 链条的伸长补偿方法为了减少链条的伸长对传动精度的影响,可以采取以下几种补偿方法:(1)定期检查链条的磨损情况,并及时更换损坏严重的链条零件。
(2)合理设置链条的张紧装置,保持适当的张紧力,减少链条的伸长。
(3)使用高质量的链条油进行润滑,减少链条的磨损,并提高传动效率。
3. 链条的疲劳分析链条在长时间高强度工作下容易出现疲劳断裂。
疲劳断裂的原因包括链条材料的疲劳强度不足、链节接触面的磨损等。
为了保障传动的安全性,需要进行链条的疲劳分析,并采取相应的措施进行强化。
链传动机械效率

链传动机械效率引言链传动机械效率是指链传动装置在传递力和运动过程中的能量损失情况。
在许多机械设备中,链传动作为一种常见的传动方式,具有结构简单、可靠性高等优点。
然而,由于链传动中存在各种摩擦、弯曲和拉伸等损耗因素,导致机械效率受到影响。
本文将就链传动机械效率的影响因素、提高效率的方法以及实际应用等方面进行探讨和分析。
影响因素链传动机械效率受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 摩擦损失链条与齿轮、链轮之间存在摩擦,其中包括齿体间摩擦、链节与链轮之间摩擦等。
这些摩擦会产生热量,从而引起能量的损失。
2. 弯曲损失链条在传动过程中需要弯曲,链环弯曲时会产生弯曲损失。
当链条弯曲半径越小,链环的拉伸和压缩就越大,引起的弯曲损失也越大。
3. 拉伸损失链条在传递动力时会受到一定的拉伸力。
拉伸力越大,链条的单位长度内的能量损失也就越大。
4. 弹性变形损失链条在运动过程中会产生弹性变形,这种弹性变形也会引起能量的损失。
特别是在高速、高负荷运动中,弹性变形损失会更加显著。
提高效率的方法为了提高链传动机械效率,可以采取以下几种方法:1. 减小摩擦损失通过合理选用润滑剂、改善链条和齿轮表面的平整度、表面处理等措施,减小摩擦损失。
此外,定期对链传动装置进行清洗和润滑维护,也可以有效降低链条的摩擦损失。
2. 优化链轮设计合理设计链轮的齿形、齿数、模数等参数,可以减小链条与链轮之间的摩擦。
同时,尽量避免链轮的过度磨损和疲劳破坏,以保证链传动装置的传动效率。
3. 控制链条的预紧力合理控制链条的预紧力,可以降低链条的弯曲和拉伸损失。
预紧力太大会增大链条的摩擦,预紧力太小则容易引起链条跳链等故障。
4. 选用高强度链条高强度链条具有较小的弯曲和拉伸变形,能够减小机械效率的损失。
在高速、高负荷的传动系统中,选用高强度链条非常关键。
实际应用链传动机械广泛应用于各种机械设备中,包括工业生产线、农业机械、交通运输等领域。
例如,工业生产线中的输送机、包装机、挤出机等设备常常采用链传动,以实现材料的输送、包装和加工等功能。
2.2知识点解析链传动的运动特性、布置、张紧、润滑、失效(精)

项目二 任务六 链传动1.1 背景知识讨论柴油机中有些地方为什么需要链传动而不采用其它的传动形式?链传动的工作原理是什么?传动特点是什么?中间链轮的作用是什么?在平时维护时需注意什么?并列举5个以上链传动的工程机械实例。
1.2 知识点 链传动的运动特性、布置、张紧、润滑、失效四、链传动的运动特性1. 链传动的平均传动比链由许多刚性链节组成,当链与链轮啮合时,链按一多边形分布在链轮上。
若链节距为p ,主动链轮和从动链轮的齿数分别为z1、z2,转速分别为n1、n2(r/min ),则每秒钟进人或脱离链轮的链条长度,即链速为:1122601000601000n z p n z p v m s ==⨯⨯ 由此可得链传动的传动比为:1221n z i n z ==由上式可知,链传动的平均传动比恒定。
2. 链传动的运动不均匀性在链传动中,链条绕在链轮上如同绕在两个正多边形的轮子上,正多边形的边长等于链节距p ,链条的瞬时速度,随着β大小的变化而变化。
因此,在实际的传动过程中,即使主动链轮以恒角速度ω1转动,链条的瞬时速度和从动轮的瞬时角速度ω2不断地作周期性变化的。
由此可知,链传动的瞬时传动比是变化的。
由于多边形效应,当主动链轮匀速转动时,链条的瞬时速度将产生周期性变化,引起链传动运动的不平稳,称为链传动的运动不均匀性,链的速度越大,链节距越大、链轮齿数越少、链传动的运动不均匀性越明显,动载荷越大,故链传动不适用高速。
【拓展延伸】链传动的布置、张紧、润滑和失效1. 链传动的布置原则(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。
2. 链传动布置时需注意(1)两轮轴在同一水平面,紧边在上、在下均能正常工作。
(2)两轮轴不在同一水平面,松边应在下面。
链传动(第14章)解析

时,低速传动:
v↓→F1↑→过载拉断
安全系数校核:
zp—排数;FQ—单排链的极限拉伸载荷
四、主要参数的选择
1、传动比i
a一定时,i↑— α↓— 同时啮合齿数少— 磨损↑— 跳齿
∴
,通常:α1≥120°,i = 2~3.5
2、链轮齿数
1)不宜过少
z↓
—↑运动不均匀性、↑动载荷
—↑垂直分速度,↑功率消耗
kf——垂度系数(p287)
二、松边拉力
三、压轴力
(∵ Ff 较小)
(Fc对FQ无影响)
工作情况系数(P288)
注意:
1)链传动紧边布置与带传动相反。
2)张紧力:带传动张紧力决定传动工作能力; 链传动张紧力不决定工作能力,
防止脱链、跳齿
3)因张紧力小,压轴力比带传动小。
2、齿形链
承受冲击能力比滚子链好,噪音低,平稳——“无声链”
带外导板
带内导板
二、链轮
滚子链链轮齿形已标准化,设计时主要确定结构及尺寸。
常用“三圆弧一直线”。
圆销式
轴瓦式
滚柱式
铰链形式:
“齿形按3RGB1244-85规定制造”
分度圆直径:
链轮结构:
轮辐式(轮毂处采用了胀紧联结 )
整体式
孔板式
组合式
5、中心距和链长
v一定:a↓— Lp↓— 屈伸次数↑— 磨损↑ d一定:a↓—α1↓— 同时啮合齿数↓— 磨损↑
a↑↑— 松边上下颤动,传动不平稳。
∴ a =(30~50)p amax = 80p
重载、a小、i大:小节距、多排链; v小、a大、i小:大节距、单排链;
选择方法:
,由P0、n1查图14.17定型号— p。
链传动低速速润滑失效形式

链传动低速速润滑失效形式链传动是机械传动中常见的一种,在工业生产、农业生产等领域都得到广泛的应用。
但是,在链传动的正常运行过程中,存在着一些问题,其中之一是低速速润滑失效。
链传动低速速润滑失效形式指的是链传动在低速运行时,由于润滑不良而导致链条损坏进而影响到整个传动系统的失效现象。
通常,链条的损坏主要表现为链节间间隙变大、链轮齿形磨损、链条断裂等。
那么,为什么会出现链传动低速速润滑失效呢?这可能涉及到一些因素,详细如下:1.润滑油质量问题。
链传动需要良好的润滑才能保证链条和链轮的正常运转。
但是,如果使用的润滑油质量不好,或不符合使用要求,就会导致润滑不良。
低温下,润滑油的粘度会明显降低,如果润滑油粘度低,就会导致链条的摩擦系数增大,链条表面会产生较高的摩擦热,由此产生的热量对链条产生负面影响。
2.陆续作业状态。
链传动在低温下处于长时间停机或间歇式工作状态。
在这种情况下,润滑油会变冷和聚集,影响润滑油的流动性和润滑性。
同时,链条间隙变大,链条会经常从齿上跳出,导致链条损坏。
3.过度紧绷链条。
链条的过度拉紧会导致链条与链轮齿面的接触面积减少,摩擦面增加,摩擦热明显增加,从而加剧链条磨损。
锁链链条的磨损会导致间隙变大,进一步加剧了磨损。
4.在指导器不当的情况下使用链条。
指导器能够保持链条在运作过程中的良好位置。
在缺乏指导器的链条上,链条的运动会导致链条撞击外边架或损坏链条和链轮。
如果链条与链轮的宽度不同,或者链轮弯曲导致链条与链轮接触面积不足,都会导致链条损坏。
综上所述,链传动低速速润滑失效形式的原因很多,我们在使用链传动的时候,需要注意上述因素。
在日常维护中,调节链条的张紧度、定期更换润滑油、加装指导器等工作都能为保持链条正常工作提供良好的保障。
同时,在选购链条以及润滑油时,也需要根据运作环境制定相应的标准,以保证链条的良好运转。
机械设计课后题答案

3-1答:主要类型有:普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹五种。
特点及应用:普通螺纹是米制三角螺纹,牙型角 a=60,因牙型角较大,故当量摩擦系数也较大,自锁性能好,主要用于联接。
管螺纹是英制三角螺纹,牙型角 a=55度。
它有圆柱管螺纹和圆锥管螺纹之分,常用圆柱管螺纹。
这种螺纹联接常用于高温、高压及紧密性要求较高的管与管的联接中。
矩形螺纹牙型为正方形,牙型角 a=0度,因牙型角小,当量摩擦系数小,传动效率高,故常用于传动。
梯形螺纹牙型呈梯形,牙型角 a=30度。
因牙型角较小,所以传动效率较高,对中性较好,故为应用较多的传动螺纹。
锯齿形螺纹牙型呈锯齿形,工作面牙侧角。
传动效率高,牙根强度高。
因只有一个工作面,故多用于承受单方向轴向力的场合。
3-2答:螺栓有普通螺栓和铰制孔螺栓两种。
普通螺栓常用于被联接件比较薄,能够放置螺母及需要经常拆卸的场合。
铰制孔螺栓在承受横向载荷或(和)转矩以及需精确固定被联接件的相对位置时常采用铰制孔螺栓。
双头螺柱被联接件之一太厚不宜制成通孔,无法放置螺钉头,材料较软且需经常拆装时宜采用双头螺柱。
螺钉被联接件之一太厚,无法放置螺母,不需经常拆装的场合。
3-3 答:螺纹联接在冲击、振动、变载荷或高温环境下,将使螺旋副的摩擦力减小或瞬间消失,经多次重复后,最终导致联接松脱。
因此,设计时应采取有效的防松措施。
防松方法有摩擦防松、机械防松、铆冲防松等。
3-4 答:为提高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度,因此大多数螺纹联接都要拧紧。
拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。
3-5 答:提高螺栓联接强度的措施有:1 .降低影响螺栓疲劳强度的应力幅;2 .改善螺纹牙上载荷分布不均匀的现象;3 .减小应力集中的影响;4 .避免附加弯曲应力;5 .采用合理的制造工艺方法。
3-6 由上图可知,在螺母下加弹性元件将使螺栓刚度由C b1 减小到C b2 ,可使螺栓承载截面的应力幅值减小,所以螺栓的疲劳强度提高。
机械设计第九版链传动资料重点

d1
见P170表9-3
关键尺寸是分度圆,其关系为: d p / sin(180 / z)
二.滚子链链轮的齿形:
端面齿形为三圆弧一直线, 采用标准刀具加工(只需给出基
本参数 z, p,d 1, d , pt )
轴面齿形应在零件工作图 上画出。轴向齿廓尺寸见P170 表9-4。
三.链轮材料: • 一般采用中碳钢制造,表面最好硬化; • 载荷和速度较大时,可采用中碳合金钢经表面硬化; • 冲击较大时,最好采用低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火
第九章 链传动
基本要求: 1)熟悉链传动的工作原理、传动特点及应用范围; 2)熟悉滚子链的结构、规格及链轮的结构特点; 3)掌握“多边形效应”所引起的运动不均匀性及其所产生
的冲击载荷和动载荷,掌握改善措施; 4)了解链传动的失效形式,掌握滚子链传动承载能力计
算的方法; 5)掌握链传动主要参数对传动性能的影响及其选择原则; 6)了解链传动的张紧方式、润滑方法。
③合宜的张紧,亦可减少动载荷。
三. 链传动的受力分析:
链传动的张紧
张紧力的获得: 通过使链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得。 (此张紧力比带传动小得多)
张紧的目的: 使松边不致太松,以免影响链条的正常啮入(出)和产生振动、 跳齿、脱链现象。
在不考虑动载荷的情况下,链在工作时承受的作用力有:
1.有效(工作)拉力 Fe 1000 P / v N
大传动比。
注 意:
链条已标准化(尺寸和材料要求详见有关的国家标 准),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、销轴和套筒间的挤压强 度就足够。
§9-3 滚子链链轮的结构和材料
一.链轮的基本参数及主要尺寸:
2.2知识点解析链传动的运动特性、布置、张紧、润滑、失效(精)

项目二 任务六 链传动1.1 背景知识讨论柴油机中有些地方为什么需要链传动而不采用其它的传动形式?链传动的工作原理是什么?传动特点是什么?中间链轮的作用是什么?在平时维护时需注意什么?并列举5个以上链传动的工程机械实例。
1.2 知识点 链传动的运动特性、布置、张紧、润滑、失效四、链传动的运动特性1. 链传动的平均传动比链由许多刚性链节组成,当链与链轮啮合时,链按一多边形分布在链轮上。
若链节距为p ,主动链轮和从动链轮的齿数分别为z1、z2,转速分别为n1、n2(r/min ),则每秒钟进人或脱离链轮的链条长度,即链速为:1122601000601000n z p n z p v m s ==⨯⨯ 由此可得链传动的传动比为:1221n z i n z ==由上式可知,链传动的平均传动比恒定。
2. 链传动的运动不均匀性在链传动中,链条绕在链轮上如同绕在两个正多边形的轮子上,正多边形的边长等于链节距p ,链条的瞬时速度,随着β大小的变化而变化。
因此,在实际的传动过程中,即使主动链轮以恒角速度ω1转动,链条的瞬时速度和从动轮的瞬时角速度ω2不断地作周期性变化的。
由此可知,链传动的瞬时传动比是变化的。
由于多边形效应,当主动链轮匀速转动时,链条的瞬时速度将产生周期性变化,引起链传动运动的不平稳,称为链传动的运动不均匀性,链的速度越大,链节距越大、链轮齿数越少、链传动的运动不均匀性越明显,动载荷越大,故链传动不适用高速。
【拓展延伸】链传动的布置、张紧、润滑和失效1. 链传动的布置原则(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。
2. 链传动布置时需注意(1)两轮轴在同一水平面,紧边在上、在下均能正常工作。
(2)两轮轴不在同一水平面,松边应在下面。
链 传 动 原 理

1ω
1
t
1.2 从动轮的角速度变化 由于链条的速度是变化的,因此导致了从动 轮的瞬时角速度也是变化的,同样,这种变化也 是周期的。如果链条的速度 Vx= r 1ω1 cosα= r ω 2 cosβ 那么 ω 2= V x / r 2 cosβ=ω 1r 1cosα/ r 2cosβ 所以链传动瞬时传动比即为 iS =ω 1/ω 2= r 2/ r 1 × cosβ/ cosα 结论:在链传动中只有平均传动比是定值,而瞬 时传动比则是呈周期变化的。
2 链传动的特点与应用
2.1链传动的特点 链传动是一种具有中间挠性件的啮合传动。 由于它兼有齿轮传动和带传动的一些特点, 在国民经济建设的很多领域都得到了广泛 应用。下面通过与齿轮传动和带传动的比 较,我们可以更清楚链传动的优势和不足:
a) 链传动与齿轮传动比较 适合长距离传递运动和动力;多齿同时 啮合、每单节受力小、强度高;在中心距 较大时传动成本较低、且重量轻;具有较 好的缓冲、吸震性能;链轮加工精度、安 装精度相对要求低;维修性能好。 在要求中心距小、转速高、噪音低、 瞬时传动比恒定时不如齿轮传动
3.2链条的分类
a) 按功能可分为四种:传动链、输送链、拉曳链(起 重链)和特种链; b) 按用途可分为:摩托车链、正时链、自行车链、扶 梯链、农机链、养鸡链、保护拖链、倍速链、无级变速链、 悬挂输送机链、石油链、啤酒链等等; c 按结构可分为:滚子链、套筒链、齿形链、平顶链、 销合链、板式链、叉型链、圆环链、块式链、双铰接链等; d 按节距可分为:短节距链、双节距链、长节距链; e 按排数可分为:单排链、双排链、多排链; 还可以根据链板形状、链条的精度、质量、材料、强度和 附件型式,以及规格、标准与非标等分类。
机械设计题库07_链传动

链传动一选择题(1) 与齿轮传动相比较,链传动的优点是 D 。
A. 传动效率高B. 承载能力大C. 工作平稳,无噪声D. 传动中心距大(2) 链传动人工润滑时,润滑油应加在 C 。
A. 紧边上B. 链条和链轮啮合处C. 松边上(3) 链传动中,p表示链条的节距、z表示链轮的齿数。
当转速一定时,要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷,应 D 。
A. 增大p和zB. 增大p、减小zC. 减小p和zD. 减小p、增大z(4) 链传动中,一般链条节数为偶数,链轮齿数为奇数,最好互为质数,其原因是A 。
A. 磨损均匀B. 抗冲击能力大C. 减少磨损与胶合D. 瞬时传动比为定值(5) 当链传动的速度较高且传递的载荷也较大时,应选取 B 。
A. 大节距的单排链B. 小节距的多排链C. 两者均可(6) 链传动中,限制链轮最少齿数的目的之一是为了 A 。
A. 减少传动的运动不均匀性和动载荷B. 防止链节磨损后脱链C. 使小链轮齿受力均匀D. 防止润滑不良时加速磨损(7) 链传动中作用在轴上的压力要比带传动小,这主要是由于 C 。
A. 这种传动只用来传递小功率B. 链的质量大,离心力也大C. 啮合传动不需很大的初拉力D. 在传递相同功率时圆周力小(8) 滚子链传动中,滚子的作用是 B 。
A. 缓和冲击B. 减小套筒与轮齿间的磨损C. 提高链的极限拉伸载荷D. 保证链条与轮齿间的良好啮合(9) 链传动中,链节数常采用偶数,这是为了使链传动 D 。
A. 工作平稳B. 链条与链轮轮齿磨损均匀C. 提高传动效率D. 避免采用过渡链节(10) 链条磨损会导致的结果是 D 。
A. 销轴破坏B. 链板破坏C. 套筒破坏D. 影响链与链轮的啮合,致使脱链(11) 链传动的瞬时传动比等于常数的充要条件是 C 。
A. 大齿轮齿数2z 是小链轮齿数1z 的整数倍B. 12z z =C. 12z z =,中心距a 是节距p 的整数倍D. 12z z =,p a 40=(12) 链传动大链轮齿数不宜过多的原因是 C 。
链传动的特点和应用

第七章链传动§7-1 链传动的特点和应用1.组成:链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。
工作时,靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力。
2.特点:1)由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动,所以可获得准确的平均传动比;2)与带传动相比,链传动预紧力小,所以链传动轴压力小,而传递的功率较大,效率较高,链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作; 3)与齿轮传动相比,两轴中心距较大,制造与安装精度要求较低,成本低廉。
4)链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速,所以传动平稳性较差,工作时有噪音且链速不宜过高。
3.应用:适用于中心距较大,要求平均传动比准确的场合。
传动链传递的功率一般在100kW 以下,最大传动比8max i ,链速不超过15m/s 。
本章主要讨论滚子链。
§7-2 传动链的结构特点一.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组成。
内链板和套筒之间、外链板与销轴之间分别用过盈联接固联。
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
当内、外链板相对挠曲时,套筒可绕销轴自由转动。
滚子活套在套筒上,工作时,滚子沿链轮齿廓滚动,减轻了齿廓的磨损。
链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。
因此,内、外链板间应留少许间隙,以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。
内、外链板制成8字形,是为了使链的各剖面具有相近的抗拉强度,也可减轻链的质量和运动时的惯性力。
传动链使用时首尾相连成环形,当链节数为偶数时,接头处可用内、外链板搭接,插入开口销或弹簧夹锁住。
若链节为奇数,需采用一个过渡链节才能首尾相连,链条受拉时,过渡链节将受附加弯矩,所以应尽量采用偶数链节的链条。
滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p、滚子外径d1和内链节内宽b1。
其中,节距是滚子链的主要参数。
节距增大时,链条中各零件的尺寸也要相应增大,可传递的功率也随之增大。
但当链轮齿数一定时,节距越大,链轮直径D也越大,为使D不致过大,当载荷较大时,可用小节距的双排链或多排链。
链传动中的润滑

链传动中的润滑一、前言摩擦在自然界中是一种普遍的客观存在,人类的生存、生活、发展都离不开它。
但是人们真正自觉地认识它、研究它乃至利用它却是比较晚的。
直到本世纪40年代开始受到世界各国的重视,着手进行研究,到60年代初期才逐步形成一门学科“摩擦学”(Tribology)。
研究摩擦意义重大,首先是能量消耗,据1977年国际摩擦学会议统计资料,世界上1/3—1/2的能源以摩擦损失型式消耗在各类机械传递能量的过程中;其次是零件摩损失效,据统计表明机器零件的失效80%是由摩擦引起的。
链条在传动中每个环节存在两对摩擦副,即销轴与套筒,套筒与滚子,而且链条与链轮啮合的过程中也发生摩擦。
目前在国内不论是链条制造厂家还是用户,对链传动中的润滑问题都未引起充分的重视,润滑不良甚至根本不润滑的现象普遍存在,因此本文将对链传动的润滑问题进行探讨。
二、润滑的必要性对于链传动,即使链条和链轮设计的非常符合使用条件和环境,但是如果润滑不良,那么想要充分发挥设计的性能和保证使用寿命是不可能达到的。
链条在使用中有良好的润滑和润滑不良其磨损量可相差200—300倍[2],一旦润滑不充分,则销轴和套筒将发生磨损,并由此引起链条与链轮啮合失调,噪音增大,链节伸长。
甚至造成断链事故。
滚子与套筒之间润滑不良将造成这些零件早期严重摩损(见图1)而无法继续使用。
因此,制定选择润滑油粘度、给油位置及方法,给油间隔和注油量的合理方案,使链条各摩擦表面之间充分润滑是发挥链条性能的至关重要的措施。
可以收到以下效果;减少摩擦副的磨损;减少动力消耗;防止发生粘着磨损引起的胶合;消除因摩擦而产生的过热;保证传动平稳并延长使用寿命。
三、润滑部位及给油方式链传动润滑方式根据使用工况的不同分为三种:A手工给油或滴油润滑方式;B、油池润滑方式;C、油泵强制给油润滑方式。
对于C型强制润滑和B型渗油润滑各部位都能充分润滑当然不成问题。
对于A型手工给油或滴油润滑方式则必须保证使润滑油充满金属之间产生摩擦的部位(见图2),主要有:销轴与套筒之间,可以防止过度磨损而伸长。
链传动的润滑

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。
任务实施
弹簧力
调整位置
重力 调整位置
任务实施
三、链传动的润滑
任务实施
本次学习任务主要内容小结:
一、链传动的失效形式 1、链板疲劳、2、铰链的磨损、3、滚子、套筒的冲击疲劳、4、销轴与套筒工 作面的胶合、5、链的静力拉断 二、链传动的布置、张紧及润滑 1、链传动只能布置在铅垂面内,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°
学习评价
链传动的润滑至关重要。合宜的润滑能显著降低链条铰链的磨损,延长使用寿命。
链传动的润滑方式有四种: 1)人工定期用油壶或油刷给油; 2)用油杯通过油管向松边内外链板间 隙处滴油(图a) 3)油浴润滑(图b)或用甩油盘将油甩起,以 进行飞溅润滑(图c) 4)用油泵经油管向链条连续供油,循环油可 起润滑和冷却的作用
一、填空题
1、链传动的失效形式___、 ___、 ___、 ___、 ___。 2、链传动只能布置在铅垂面内,不能布置在___。 3、两轮中心线最好水平或水平面夹角___。
参考答案
1、链板疲劳、铰链的磨损、滚子、套筒的冲击疲劳、销轴与套筒工作面的胶合、 链的静力拉断
2、水平或倾斜平面内 3、小于45°
2、铰链的磨损 铰链磨损后链节变长,容易引起跳齿或脱
链。开式传动、环境条件恶劣或润滑密 封不良时,极易引起铰链磨损,从而急 剧降低链条的使用寿命。
任务实施
3、滚子、套筒的冲击疲劳
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1. 引言
链传动是常用的传动方式之一,通过链轮与链条的啮合传递动力,具有负载能力大、无弹性滑动、 传动效率高和平均传动比准确等优点[1]。Saito 等、Noguch 等和王慧等[2] [3] [4]分析了滚子链的失效形 式,当链轮与链条啮合时,其摩擦形式为滑动摩擦,此时滚子与套筒易发生疲劳破坏。不同型号的链条 尺寸不同,随着销轴、套筒直径的增大,两者形成的销轴–套筒有限长线接触副的接触区也会变大,对 接触区内的润滑状态会产生很大影响。
收稿日期:2020年8月6日;录用日期:2020年8月21日;发布日期:2020年8月28日
摘要
为模拟工业链传动中不同型号的套筒和销轴间发生的润滑行为,作者分别进行了实验和理论研究。通过
*通讯作者。
文章引用: 张安生, 金旭阳, 张明宇, 王静. 尺寸效应对工业链传动中润滑行为的影响[J]. 机械工程与技术, 2020, 9(4): 351-358. DOI: 10.12677/met.2020.94037
(
y
−
ysk
+
l )2
rend
(l − ysk < y ≤ l )
润滑油膜的能量方程[12]为
c
ρu
∂t ∂x
+
ρv
∂t ∂y
−
q
∂t ∂z
−
k
∂2t ∂z 2
(4)
=−
t ρ
⋅
∂ρ ∂t
u
∂p ∂x
+
v
∂p ∂y
+η*
∂u ∂z
2
+
∂v ∂z
2
两固体能量方程(即热传导方程) [12]为
t ( xin ,= y, za ) t0 ,t ( xin , = y, −d ) t0 = t ( xin , y, zb ) t0= ,t ( xin , y, d ) t0
(11)
油膜压力采用多重网格法[12]计算,弹性变形项用多重网格积分法[12]求解。本文全部计算均在无量 纲后进行,使用 4 层网格,在最稠密的网格层上,X 方向上的节点数为 128,Y 方向上的节点数为 10。温 度计算采用逐列扫描法[12]。收敛精度方面,压力的相对误差小于 10−3,温度的相对误差小于 10−4,载荷 的相对误差小于 10−4。计算中使用与实验中相同的载荷和卷吸速度以及润滑油黏度参数,计算后使用 Origin 软件绘制膜厚图。
Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/
计算过程中使用的方程如下:
DOI: 10.12677/met.2020.94037
353
机械工程与技术
张安生 等
Reynolds 方程[12]为
( ) ∂
∂x
ρ η
e
h3
∂p ∂x
+
∂ ∂y
ρ η
e
h3
∂p ∂y
∂ ρ*h = 12u0 ∂x
(1)
油膜厚度方程[12]为
h(x)
Received: Aug. 6th, 2020; accepted: Aug. 21st, 2020; published: Aug. 28th, 2020
Abstract
In order to simulate the lubrication behavior between sleeve and pin in industrial chain drive, the authors have carried out experiments and theoretical studies respectively. Through optical interference experiment, the oil film thickness and shape of the different sizes roller and disk pair are obtained. Numerical simulation of finite line contact is carried out by means of multi-grid algorithm. Results of both experiment and theory show that the thickness of lubricating film increases when the diameter of roller increases. As the sliding speed increases, the width of the contact zone becomes narrower and the thickness of the oil film increases.
4. 结果与讨论
在钢制滚子与 K9 玻璃盘组成的有限长线接触运动副中,通过改变玻璃盘的转速,获得不同的滑动 速度(0.02 m/s、0.1 m/s、0.2 m/s、0.3 m/s 和 0.4 m/s)。最大赫兹接触压力设置为 50 MPa 和 100 MPa 两种。
玻璃盘为 K9 玻璃盘,弹性模量为 81 GPa,泊松比为 0.208。玻璃盘上镀有公称厚度 15 nm 的析光 Cr 膜和公称厚度为 120 nm 的 SiO2 垫层,镀层的表面粗糙度 Ra = 4 nm。滚子材料为 GCr15,弹性模量为 208 GPa,泊松比为 0.3。为得到更好的光干涉图像,滚子表面做抛光处理。实验所用滚子长度为 24 mm, 滚子直径分别为 12 mm、18 mm 和 24 mm。试验用润滑油为 CK 润滑油,40℃时动力粘度为 89.34 mPa∙s, 100℃时动力粘度为 12.44 mPa∙s,密度为 668 kg/m3。
p
≥
0
( xin < x < xout , −l < y < l )
(9)
油膜上游温度的边界条件为
= t ( xin , y, z) t0 (u ( xin , y, z) ≥ 0)
(10)
DOI: 10.12677/met.2020.94037
354
机械工程与技术
张安生 等
固体的能量方程的边界条件[12]为
加载装置由手摇螺杆、载物平台和压力传感器组成。运动控制系统主要由工控机、伺服电机、伺服 放大器和减速器组成。图像采集系统主要由光源、显微镜、CCD 相机、图像采集卡、计算机等五部分组 成。本实验采用的是红绿双色 RG 激光光源(红光波长 λ = 635 nm,绿光波长 λ = 532 nm)。CCD 相机负责 采集经过显微镜放大的光干涉图像,采集到的信号为模拟信号,每秒钟可采集光干涉图像 120 张。图像 采集卡负责 AD 转换及缓存图像。计算机通过软件控制光干涉图像的采集和存储。
润滑油的密压密温关系[12]为
ρ
=
ρ0
1
+
1
C1
C3
(
t
−
t0
)
(7)
载荷平衡方程[12]为
∫ ∫l xout pdxdy = w −l xin
(8)
Reynolds 方程的边界条件为
p ( xin , y=) p ( xout , y=) p ( x, −l=) p ( x,l=) 0
Liu [5]等通过理论分析研究了轴承滚子等效曲率半径 R 对滚子副润滑状态的影响。Zhang [6]等采用 数值分析的方法,研究了链条套筒和销轴的等效曲率半径 R 对接触区内的油膜厚度、压力、温升和摩擦 系数的影响。刘晓玲和杜肖[7]通过光干涉实验研究滚子副润滑状态的转变,当载荷减小或者卷吸速度增 加,滚子副润滑状态逐渐由弹流润滑转变为流体动力润滑。钟伟杰等、吴继强等和华同曙等[8] [9] [10] 从实验和理论研究了滚子的边缘效应,为滚子轮廓优化设计提供了依据。
ca
ρaua
= ∂t ∂x
ka
∂2t
∂za
2
+
∂2t ∂x2
+
∂2t ∂y 2
(5)
cb ρbub
= ∂t ∂x
kb
∂2t
∂zb
2
+
∂2t ∂x2
+
∂2t ∂y 2
润滑油的粘温粘压关系[12]为
{ } =η
η0 exp
A1
×
−1 +
(
A2
)p z0
(
A3t
−
A4
)− s0
(6)
张安生 等
光干涉实验,得到了不同尺寸滚子–盘有限长线接触副的润滑油膜厚度及形状的变化;通过多重网格算 法对有限长线接触进行了数值仿真。实验和理论均表明:滚子直径增大,润滑油膜厚度升高。实验结果 还揭示当滑动速度增加时,接触区宽度变窄,油膜厚度逐步增加。
关键词
滚子副,链传动,光干涉实验,滚子尺寸效应,弹性流体动力润滑
=
h00
+
x2 2r
+
hend
+
2 πE′
∫∫
Ω