机械设计链传动
• 式中β是A点处圆周速度与水平线的夹角。
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链传动的运动特性
链条的每一链节在主动链轮上对应中心角为φ1 (φ=360°/z1),则β角的变化范围为(-φ1/2 ~ φ1/2) 。 当β=±φ1/2时,链速最小,vmin=R1ω1cos(φ1 /2) ; 当β=0时,链速最大,vmax=R1ω1。
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传动链的结构特点
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传动链的结构特点
滚子链的标记方法为:
链号—排数—整链链节数,标准编号。 16A—1—80 GB1243—1997,即为按本标准 制造的A系列、节距25.4mm、单排、80节的滚 子链。
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传动链的结构特点
除了接头链节外,各 链节都是不可分离的 。 链的长度用链节数表 示。 为了使链条连成环形 时,正好是外链板与 内链板相连接,链节 数最好为偶数。
R11 cos R2 2 cos
又因v1=R1ω1,而有
所以瞬时传动比为:
1 R2 cos i 2 R1 cos
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链传动的运动特性
随着β角和γ角的不断变化,链传动的瞬时传动
比也是不断变化的。当主动链轮以等角速度回 转时,从动链轮的角速度将周期性地变化。 只有在z1=z2,且传动的中心距恰为节距p的整 数倍时,传动比才可能在啮合过程中保持不变 ,恒为1。 由上面分析可知,链轮齿数z越小,链条节距p 越大,链传动的运动不均匀性严重。
2 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和 外链板所组成,其________________之间 、______________之间分别为过盈联接, 而___________之间、__________之间分别 为间隙配合。
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选择与填空
3 链条的磨损主要发生在______________的 接触面上。 4 多排链的排数不宜过多,这主要是因为排 数过多则_______。(1)给安装带来困难 (2)各排链受力不均严重 (3)链传动的 轴向尺寸过大 (4)链的质量过大
13 若只考虑链条铰链的磨损,脱链通常发 生在哪个链轮上?为什么? 14 为什么小链轮齿数不宜过多或过少? 15 试分析链节距过大或过小对传动有何影 响。 16 链传动的中心距过大或过小对传动有何 不利?
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分析与思考
17 什么情况下按功率曲线来选择链条?什 么情况下按静强度计算来选择链条?
传动链的类型主要有套筒
滚子链和齿形链。 齿形链比套筒滚子链工作 平稳、噪声小,承受冲击 载荷能力强,但结构较复 杂,成本较高。 套筒滚子链的应用最为广 泛。
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传动链的结构特点
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传动链的结构特点
滚子链的结构由内链板1、外链板2、销轴3、套筒 4和滚子5组成。 销轴3与外链板2、套筒4与内链板1分别用过盈配 合联接。而销轴与套筒、滚子与套筒之间则为间 隙配合,所以,当链条与链轮轮齿啮合时,滚子 与轮齿间基本上为滚动摩擦。 套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。链板 一般做成8字形,以使各截面接近等强度,并可减 轻重量和运动时的惯性。
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链传动的特点及应用
链传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确 的平均传动比,传动效率较高;封闭式链 传动传动效率η=0.95~0.98; 压轴力较小; 传递功率大,过载能力强; 能在低速重载下较好工作; 能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高 强度场合。 缺点是:瞬时链速和瞬时传动比不为常数 ,工作中有冲击和噪声。
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分析与思考
18 有一链传动,z1=25,z2=75,n1=900 r/min。 现由于工作需要,拟将从动轮转速降低到n2=200r /min(允许误差为士3%),试问: (1)若从动轮齿数及其它各条件不变,应将主动 轮齿数减小到多少?此时链条所能传递的功率将 是原来的多少倍? (2)若主动轮齿数及其它各条件不变,应将从动 轮齿数增大到多少?此时链条所能传递的功率将 是原来的多少倍? (3)上述两种方案中,哪种方案比较合适?为什 么? 注:上述两种方案中,因换大、小链轮后引起中 心距的变化对传递功率的影响可忽略。
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设计计算
21 设计一输送装置用的链传动。已知传递 的功率P=16.8kW,主动轮转速n1=960r/min ,传动比i=3.5,原动机为电动机,工作载 荷冲击较大,中心距a≤800mm,水平布置 。
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失效形式
链条静力拉断
在低速重载的传动中或者链受突然很大的过载
时,链条静力拉断承载能力受到链元件的静拉 力强度的限制。
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额定功率曲线
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额定功率曲线
常用滚子链的额定功率曲线,是在特定条 件下由实验得到的。 特定条件是指:z1=19;L=100p;单排链; 两链轮安装在平行的水平轴上,两链轮共 面;载荷平稳;按照推荐的润滑方式润滑 ;工作寿命为15000小时;链因磨损而引起 的相对伸长量不超过3%。
间存在相对滑动,在不能保证充分润滑的条件 下,将引起铰链的磨损。 磨损导致链轮节距增加,链与链轮的啮合点外 移,最终将产生跳齿或脱链而使传动失效
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失效形式
链条铰链胶合
由于套筒和销轴间存在相对运动,在变载荷的
作用下,润滑油膜难以形成,当转速很高时, 使套筒与销轴间发生金属直接接触而产生很大 摩擦力,其产生的热量导致套筒与销轴的胶合 。在这种情况下,或者销轴被剪断,或者套筒 、销轴与链板的过盈配合松动,从而造成链传 动的失效。
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链传动的特点及应用
按用途链可分为传动链、 起重链和曳引链。
起重链在起重机械中提升 重物(v≤0.25m/s)
曳引链在运输机械中移动 重物(v≤2~4m/s)
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传动链的结构特点
传动链用于传递运动和动 力,v≤20m/s;P≤100kW ;i≤8;一般i=2~3; η=0.95~0.98。
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设计计算
19 滚子链传动传递的功率P=8.5kW, 工况 系数KA=1.2,主动链轮转速n1= 960r/min, 齿数z1=21,从动链轮转速n2=330r/min, 中心距a≤600mm,链节距p=12.7mm,试计 算需要几排链。
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设计计算
20 单排滚子链传动,主动链轮转速n1=600r /min,齿数z1=21,从动链轮齿数z2=105 ,中心距a=910mm,该链的节距p=25. 4mm ,工况系数调KA=1.2,求链所能传递的功 率P。
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链传动动载荷
链节与链轮之间
的冲击
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链传动动载荷
链轮转速愈高
链节距愈大
链轮齿数愈少 引起动载荷愈大
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受力分析
工作拉力 离心拉力 垂度拉力
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滚子链传动的设计计算
根据链速不同分为一般与低速两种情况: 一般(v≥0.6m/s)的链传动按功率曲线设计计 算 低速(v<0.6m/s)链传动按静强度设计计算
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滚子链传动的计算
链轮齿数的选择
若小链轮齿数过少,运动速度的不均匀性
和动载荷都会很大;链节在进入和退出啮 合时,相对转角增大,磨损增加,冲击和 功率损耗也增大。
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滚子链传动的计算
小链轮齿数如选
得太大,大链轮 齿数z2则将更大 ,除了增大传动 尺寸和重量外, 也会因链条节距 的伸长而发生脱 链,导致降低使 用寿命。 从动轮齿数z2=iz ,通常z2max=120 。
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选择与填空
5 链传动的主要失效形式有 _____________________________________ ________四种。在润滑良好、中等速度的 链传动中,其承载能力主要取决于 ______________ 。
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分析与思考
6 为什么在自行车中一般都采用链传动,而 不用带传动? 7 齿形链为什么没有内导板或外导板? 8 对链轮材料的基本要求是什么?大、小链 轮的硬度要求有何不同? 9 为什么链传动的平均传动比是常数,而在 一般情况下瞬时传动比不是常数?
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链传动动载荷
链水平速度与从动轮角速度的周期性变化 引起附加动载荷
dv a R112 sin dt
2 180 2 2 1 1 p amax R11 sin R11 sin 2 z 2
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链传动动载荷
从动链轮的角加速度引起的动载荷
Jd 2 Fd 2 R2 dt
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传动链的结构特点
齿形链的组成
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滚子链链轮的 结构和材料
三圆弧一直线 aa ab cd bc
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滚子链链轮的结构和材料
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滚子链链轮的结构和材料
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滚子链链轮的结构和材料
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链传动运动特性
链传动的平均速度与平均传动比
链绕在链轮上,链条曲折成正多边形的一部 分。边长为链条的节距p,边数等于链轮齿数z 。链轮每转一转,随之转过的链长为zp,故链 的平均速度v为: z1n1 p z2 n2 p v m/s 60 1000 60 1000
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分析与思考
10 影响链传动运动不均匀性的因素有哪些 ?如何影响? 11 为了提高链传动的运动均匀性和减小动 载荷,在满足强度要求的条件下,在设计 上应采用什么措施? 12 链传动的额定功率曲线是在什么条件下 得到的?当所设计的链传动与上述条件不 符合时,要进行哪些项目的修正?
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分析与思考
链传动的平均传动比为:i≈z2
/z1。
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链传动的运动特性