机械设计第三章链传动
三、链传动的参数选择 1.链轮齿数z1 、z2
当节距p一定时,齿高就一定,也就是说允许的 节圆外移量d就一定,齿数越多,允许不发生脱链 的节距增长量p就越小,链的使用寿命就越短。为 此,通常限定最大齿数zmax≤150,一般z<114。
链节数常是偶数,链轮齿数--链节数(互为质 数的奇数),磨损均匀。
如:08A-188 GB1243.1-83
链号数25.4/16=实际节距值 A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链
节数-宜用偶数节
二、齿形链—无声链
1.工作时通过链片上 两直边夹角为60 (70用得少)的 链齿和链轮轮齿相 啮合来实现传动。
2.有导板(分内导板 和外导板)防止轴 向窜动。
3.心柱形式:圆柱式、轴瓦式、滚柱式;
4.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 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 材料和热处理方法。
一、链轮的基本参数及主要尺寸
4.链条静力拉断 5.过载拉断和冲击断裂
二、滚子链传动的额定功率 1.极限功率曲线
图9-10为实验条件下单排 链的极限功率曲线
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,传动能力就越低,并会出现铰 链胶合现象,使链条迅速失效。
设计内z润2容;滑:链方确轮式定结;链构张条、紧型材装号料置;、。链几节何数尺L寸p和;排中数心,距链a;轮压齿轴数力zl、Fp;
设计步骤和方法:
1.选择链轮齿数zl、z2和传动比i z不能太小,如太小会导致下列情况:
1)传动的不均匀性和动载荷增大; 2)链条进入和退出啮合时,链节间的相对转角增大,使铰
v z1n1 p z2n2 p 601 000 601 000
查图9-14选择润滑方式。
6.链传动作用在轴上的力(简称压轴力)Fp
F p K Fp Feຫໍສະໝຸດ §9-7 链传动的布置、张紧和润滑
一、链传动的布置 1.链传动的两轴应平行、不能交叉; 2.链传动一般应布置在铅垂平面内,两链
轮共面。中心线可水平或倾斜,但尽量 不要处于铅垂位置。一般紧边在上,松 边在下。 链传动的布置应考虑表9-8中提出的一些布 置原则。
三、结构
整体式……小直径时用 孔板式……中等直径(300以下) 更换齿圈式……大直径时用
四、材料:
要求耐磨性和强度 一般用40、50、ZG45等。
(见表9-5)
§9-4 链传动的运动特性
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
v z1n1 p z2n2 p 601 000 601 000
第九章 链传动
§9-l 链传动的特点及应用
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、主要适用于工作场所的工作条件恶劣而皮带及齿轮传 动不适应的场合
(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)不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。
二、拉力: 紧边:F1=Fe+Fc+Ff 有效圆周力Fe 离心力引起的拉力Fc 链条松边垂度引起的悬垂拉力Ff
Ff' K f qa 102
F
" f
(K f
sin )qa 102
松边:F2=FC+Ff
压轴力: F p K Fp Fe
P Fe 1 000 v Fc qv 2
Ff max(Ff' , Ff'' )
p d sin 1800 z
2.传动比i
一般链传动的传动比i≤6,常取i=2~3.5,链条在 小链轮上的包角≥1200
3. 链传动的中心距和链节数
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;
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。如:销轴因磨损削弱而断裂。
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)。(胶合限制了链传动的极限转速。)
i12
1 2
R2 cos R1 cos
(瞬时传动比有波动)
只有在z1=z2(即dl=d2),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, 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
为链传动的多边形效应。
二、链传动的动载荷
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。
滚子链的接头型式如图所示
2.主要参数 p 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 对于多排链还有排距Pt
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。
3.标记法:
中心距太大,会引起从动边垂度过大,传动时 造成松边颤动。
一般可取a0= (30-50)p
a0max= 80p
4. 链的节距和排数
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。
链轮齿数优先选用以下数列:17、19、21、23、 25、38、57、76、95、114。
但如zl选得太大时,因z2=iz1, 大链轮齿数z2将更大,易发生因 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。
销轴和套筒磨损后,链节距 的增长量p和节圆由分度圆的 外移量d有如下关系:
2.计算当量的单排链的计算功率Pca
Pca
KAKZ KP
P
KA--工作情况系数见表9-6
Kz—主动链齿数系数 图9-13
KP---多排链系数
P---传递的功率,kW
• 3 确定链条型号和节距p • 型号---查图9-11 • 链节距p---表9-1
4 计算链节数和中心距 链条长度以链节数Lp(节距p的倍数)来表示。
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
§9-5 链传动的受力分析
一、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。
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。
Ff’与Ff”选用大者,Kf垂 度系数见图9-9
KFp—压轴力系数 对于水平传动KFp=1.15; 对于垂直传动KFp =1.05
§9-6 滚子链传动的设计计算
一、链传动的失效形式 1.链的疲劳破坏 良好的润滑,等速转动,变应力工作, 循环次数 链板----疲劳断裂; 套筒、滚子----疲劳点蚀(多边形效 应引起的冲击疲劳)。
链的磨损加剧; 3)链传递的圆周力增大,从而加速了链条和链轮的损坏。
注意:通常限制链传动比i≤6,推荐的传动比i=2-3.5。
当v<2m/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(包角 ≥1200),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。
皮带:疲劳破坏、打滑; 链传动:疲劳破坏、磨损、胶合、拉断 6.链无打滑,故无过载保护作用
• 思考题: • 1.链传动有什么特点?一般应用于什么场合? • 2.滚子链的结构组成?滚子链标记? • 3.齿形链的结构? • 4.滚子链链轮结构及基本参数? • 5.滚子链链轮齿形? • 6.链轮的结构和材料? • 7.链传动的张紧方式有哪些?
三、分类
按用途不同,链可分为:
短节距精密滚子链(简称滚子链) 传动链 输送链 齿形链等类型 起重链 一般机械传动中常用传动链。传动链分为 短节距精密滚子链(滚子链)和齿形链等类型。 滚子链常用于传动系统的低速级, a<5-6m, p<100kW,链速v<15m/s ,i≤8 。
§9-2 传动链的结构特点
分度圆直径d=p/sin(180/z)
二、齿形
滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合,其链轮齿形 的设计可以有较大的灵活性;
GB/T1244—1985中没有规定具体的链轮齿形,仅 仅规定了最大和最小齿槽形状及其极限参数,见 表9-5。
目前较流行的一种齿形是三圆弧一直线 齿形(或称凹齿形)
链轮轴向齿廓及尺寸,应符合标准
vx vx max R11
v y1 v y1min 0
vx vy 均作周期性地变化,并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ω
3.瞬时传动比
同理:对于从动轮
vx 2 R2 cos