π ( d + d ) ≈ ( p + p ) z d ≈ pz
由于链节数应选用偶数,所以链轮齿数最好选质 数或不能整除链节数的数.并优先选取17,19, 21,23,25,38,57,76,95,114.
ν = 0.6 ~ 3 ν =3~8 ν >8
z1 ≥ 15 ~ 17
z1 > 23 ~ 25
S=
z p FQ K A F1 + Fz + F f
≥4~8
11.7 滚子链传动的设计步骤和主要参数的确定
设计滚子链时的原始数据为:传动的功率,小链轮和大链轮的转速(或 传动比),原动机种类,载荷性质以及传动用途等.
设计步骤 :
1.选择链轮齿数z1,z2 小链轮齿数对链传动的平稳性和使用寿命有较大的影响,链轮齿 数不宜过多或过少.过少时将:1)增加传动的不均匀性和动载荷;2)增 加链节间的相对转角,从而增大功率消耗;3)增加铰链承压面间的压强 (因齿数少时,链轮直径小,链的工作拉力将增加),从而加速铰链磨 损等;4)增加链传动的圆周力,从而加速了链条和链轮的损坏.
z1 ≥ 21
2. 确定传动比i 链传动的传动比一般 i ≤ 8 ,推荐 i = 2 ~ 3.5 ,在低速和外廓尺寸不受 限制的地方允许到10(个别情况可到15).如传动比过大,则链包在小 链轮上的包角过小,啮合的齿数太少,这将加速轮齿的磨损,容易出现 跳齿,破坏正常啮合,通常包角最好不小于1200 ,传动比在3左右. 3.确定计算功率 P = K A P ≤ P
amin = 0.2 z1 ( i + 1) p
amax = 80 p
amin = 0.33 z1 ( i 1) p
2
LP =
z1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ+ z2 a z z p +2 + 2 1 2 p 2π a
6.链速和链轮的极限转速 链速的提高受到动载荷的限制,所以一般最好不超过12 m/s. 如果链和链轮的制造质量很高,链节距较小,链轮齿数较多,安装精度 很高,以及采用合金钢制造的链,则链速也允许超过20m/s-30m/s. 链轮的最佳转速和极限转速. 计算链传动作用在轴上的力F 7.计算链传动作用在轴上的力FQ
滚子链链轮
齿形链链轮
(a) 整体式 (b) 腹板式 (c) 组合式 图11.9 滚子链链轮的结构 (a) 整体式 (b) 腹板式 (c) 组合式 11.11 齿形链链轮结构
链和链轮的材料
链轮材料应能满足强度和耐磨性的要求; 在低速,轻载,平稳传动中,链轮可采用中碳钢制造; 中速,中载时,采用中碳钢淬火处理,其硬度 >40HRC; 高速,重载,连续工作的传动,采用低碳钢,低碳合金钢表面渗碳淬 火(如用15,20Cr,12CrNi3等钢淬硬至55HRC-60HRC)或中碳钢,中碳 合金钢表面淬火(如用45,40Cr,45Mn,35SiMn,35CrMo等钢淬硬到 40HRC-50HRC). 载荷平稳,速度较低,齿数较多时,也允许采用σ B ≥ 200MPa 的铸铁制造 链轮. 由于小链轮的啮合次数比大链轮多,因此对材料的要求也比大链轮高. 当大链轮用铸铁制造时,小链轮通常都用钢.
图11.20 传动链的布置
链传动的张紧方法 链传动张紧的目的,主要是为了避免由于链条垂度过大产生啮合不良和 链条振动现象,同时也为了增加链条的包角. 张紧力并不决定链的工作能力,而只是决定垂度的大小.当两轮中心连 线倾角大于60时,一般都要设置张紧装置. 最常见的张紧方法是移动链轮以增大两轮的中心距.但如中心距不可调 时,也可以采用张紧轮传动. 张紧轮应装在靠近主动链轮的松边上.不论是带齿的还是不带齿的张紧 轮,其分度圆直径最好与小链轮的分度圆直径相近. 不带齿的张紧轮可以用夹布胶木制成,宽度应比链约宽5mm. 此外还可用压板或托板张紧.对于中心距大的链传动,用托板控制垂度 更为合理.
FQ ≈ 1.2 K A F1
11.8齿型链传动设计 11.8齿型链传动设计
齿形链的基本参数确定方法为:链轮齿数,通常,且宜取奇数齿;传动 比 imax = 10 ,通常取 i ≤ 7 ,推荐 i = 2 ~ 3.5 ; 齿型链节距,链宽和适用小链轮转速范围;
KAP PC = kz
PC b≥ P0
图 11.3 滚子链结构
图11.4 双排链结构
滚子链的链板一般做成8字形,以使它的各个横截面具 有接近相等的抗拉强度,同时也减少了链的重量和运动 时的惯性力. 节距P是链的基本特性参数.滚子链的节距是指链在拉 直情况下,相邻滚子外圆中心之间的距离. 套筒和销轴间的接触面积称为铰链承压面,它的投影面 积 A为 A = d z b2 当传递大功率时,可以用双排链或多排链.把一根以上 的单列链并列,用长销轴联接起来的链称为多排链. 多排链的排数一般不超过3-4排,因为排数的增加会导 致各排受力不均增加. 当载荷大而要求排数多时,可采用两根或两根以上的双 排链或三排链.
c
kz k p
0
确定链节距: 4.确定链节距:在承载能力足够条件下,应选取较小节距的单排链,高 速重载时,可选用小节距的多排链.一般,载荷大,中心距小,传动比 大时,选小节距多排链;速度不太高,中心距大,传动比小时选大节距 单排链. 5.确定中心距和链长 a = (30 ~ 50) p i<4 i≥4
11.4 链传动的运动特性
ν=
z1 pn1 z pn = 2 2 60 × 1000 60 × 1000
n1 z2 i= = n2 z1
φ1
2
ν = R1ω1 cos β
ν ′ = R1ω1 sin β
ν min = R1ω1 cos
v ω2 = R2 cos γ
ω1 R2 cos γ i= = ω2 R1 cos β
11.1.2 链的分类
按照工作性质的不同:传动链,起重链,曳引链. 最常用的是传动链.传动链主要用来传递动力,通常都在中等速度 ( 20 m/s)以下工作. 起重链主要用在起重机械中提升重物,其工作速度不大于0.25m/s. 曳引链主要用在运输机械中移动重物,其工作速度不大于2 m/s-4 m/s. 传动链主要分为:套筒链,套筒滚子链(简称滚子链),齿形链和成型 链.
垂度拉力 Ff : Ff
紧边总拉力: F = F1 + Fc + F f 松边总拉力: F ′ = Fc + F f 轴上的载荷:FQ ≈ F1 + 2 F f
FQ ≈ 1.2 K A F1
11.6 滚子链传动的失效形式及计算方法
链传动的失效形式有: 链传动的失效形式有:
(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(在标准试验条件下允许伸长率 为3%),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,销轴和套筒的摩擦表面易发生胶合破坏; (4) 经常起动,反转,制动的链传动,由于过载造成冲击破断; (5) 低速重载的链传动,铰链元件发生静强度破坏; (6) 链轮轮齿磨损.
和滚子链比较,齿形链具有工作平稳,噪声较小,允许链速较高,承受 冲击载荷能力较好(有严重冲击载荷时,最好采用带传动)和轮齿受力较 均匀等优点; 价格较贵,重量较大并且对安装和维护的要求也较高.
齿形链的铰链形式主要有三种形式:圆销式,轴瓦式, 滚柱式.
11.3 链轮结构和材料
链轮轮齿的齿形应保证链节能自由地进入和退出啮合; 在啮合时应保证良好的接触,同时它的形状应尽可能地简 单. 链轮齿形已经标准化,链轮设计主要是确定其结构尺寸.
链的节数根据实际需要而定,通过链接头链接. 当一根链的链节数为偶数时采用连接链节; 当链节数为奇数时,则必须加一个过渡链节. 过渡链节的链板受有附加弯矩,最好不用,但在重载, 冲击,反向等繁重条件下工作时,采用全部由过渡链节 构成的链,柔性较好,能减轻冲击和振动.
滚子链的标记为:
链号
排数
整链链节数
链的水平方向的加速度 dν dβ = R1ω1 sin β = R1ω12 sin β a= dt dt
amax
ω12 p 1800 = ± R1ω12 sin = ± R1ω12 sin =± 2 2 2
φ1
链的垂直方向分速度
dv′ dβ at = = R1ω1 cos β = R1ω12 cos β dt dt 相对啮合冲击动能 qp 3 n 2
标准编号
11. 11.2.2 齿形链 齿形链又称无声链,它是由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而 成; 链齿外侧是直边,工作时链齿外侧边与链轮轮齿相啮合实现传动,其啮 合的齿楔角有60 和70两种,前者用于节距p≥9.525mm,后者用于 p<9.525mm.其中楔角为60 的齿形链传动因较易制造,应用较广. 齿形链既适宜于高速传动,又适宜于传动比大和中心距小的场合, 其传动效率一般为95%～98%,润滑良好的传动可达98%～99%.
额定功率曲线
额定功率确定方法
KAP Pc = ≤ P0 kz k p
试验条件: 试验条件:两链轮安装在同一
个水平面上,单列链水平布置, 载荷平稳,工作环境正常,按推 荐的润滑方式润滑,使用寿命 15000h;链因磨损而引起链节距 的相对伸长量.
L p = 100
z1 = 19
对于的低速链传动,链的主 要失效形式是过载拉断,应 进行静强度校核.静强度安 全系数应满足下列要求
Ek =
C
若链条松弛,在起动,制动,反转,载荷变化等情况下, 将产生惯性冲击,使链传动产生很大的动载荷.
11.5 链传动的受力分析
工作拉力 F1 : 离心拉力 F : c
F1 = 1000P
ν
Fc = qν 2
≈ 1 qga a qga × = = k f qga f f 2 4 8 a
链传动的润滑, 链传动的润滑,护罩或链条箱
Ⅰ—人工定期润滑;Ⅱ—滴油润滑;Ⅲ—油浴或飞溅润滑;Ⅳ—压力喷油润滑 图11.22 建议使用的润滑油方法