机械设计链传动PPT课件.ppt

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1、链传动l l链传动的特点及应用l l传动链的结构特点l l滚子链链轮的结构和材料l l链传动的工作情况分析l l滚子链传动的设计计算l l链传动的布置、张紧与润滑1链传动重点内容l l链传动的运动特性分析l l链传动设计中参数的合理选择2链传动的特点及应用l l挠性传动；链轮轮齿与挠性传动；链轮轮齿与链条链节之间啮合。链条链节之间啮合。3链传动的特点及应用4链传动的特点及应用l l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=0.950.98；l l压轴力较小；l l传递功率大，过载能力强；l l能在低速重载下较好工作；l l能适应恶劣环境如多尘、油污、

2、腐蚀和高强度场合。l l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。5链传动的特点及应用l l按用途链可分为传动链、按用途链可分为传动链、起重链和曳引链。起重链和曳引链。l l起重链在起重机械中提升起重链在起重机械中提升重物（重物（v0.25m/sv0.25m/s）l l曳引链在运输机械中移动曳引链在运输机械中移动重物（重物（v24m/sv24m/s）6传动链的结构特点l l传动链用于传递运动和动传动链用于传递运动和动力，力，v20m/sv20m/s；P100kWP100kW；i8i8；一般；一般i=23i=23；=0.950.98=0.950.98。l l 传动链的类型主要有套

3、筒传动链的类型主要有套筒滚子链和齿形链。滚子链和齿形链。l l齿形链比套筒滚子链工作齿形链比套筒滚子链工作平稳、噪声小，承受冲击平稳、噪声小，承受冲击载荷能力强，但结构较复载荷能力强，但结构较复杂，成本较高。杂，成本较高。l l套筒滚子链的应用最为广套筒滚子链的应用最为广泛。泛。7传动链的结构特点8传动链的结构特点l l滚子链的结构由内链板滚子链的结构由内链板1 1、外链板、外链板2 2、销轴、销轴3 3、套筒、套筒4 4和滚子和滚子5 5组成。组成。l l销轴销轴3 3与外链板与外链板2 2、套筒、套筒4 4与内链板与内链板1 1分别用过盈配分别用过盈配合联接。而销轴与套筒、滚子与套筒之间则

4、为间合联接。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。与轮齿间基本上为滚动摩擦。l l套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。链板套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。链板一般做成一般做成8 8字形，以使各截面接近等强度，并可减字形，以使各截面接近等强度，并可减轻重量和运动时的惯性。轻重量和运动时的惯性。9传动链的结构特点10传动链的结构特点l l滚子链的标记方法为：u 链号链号排数排数整链链整链链节数，标准编节数，标准编号。号。u 16A180 GB12431997，即为按本标准即为按本标准制

5、造的制造的A系列、节距系列、节距25.4mm、单排、单排、80节的滚节的滚子链。子链。11传动链的结构特点l l除了接头链节外，各除了接头链节外，各链节都是不可分离的。链节都是不可分离的。l l链的长度用链节数表链的长度用链节数表示。示。l l为了使链条连成环形为了使链条连成环形时，正好是外链板与时，正好是外链板与内链板相连接，链节内链板相连接，链节数最好为偶数。数最好为偶数。12传动链的结构特点l l齿形链的组成齿形链的组成13滚子链链轮的结构和材料l l三圆弧一直线三圆弧一直线l laa ab cdaa ab cdl lbcbc14滚子链链轮的结构和材料15滚子链链轮的结构和材料16滚子链

6、链轮的结构和材料1718l l 链传动的平均速度与平均传动比u 链绕在链轮上，链条曲折成正多边形的一部链绕在链轮上，链条曲折成正多边形的一部分。边长为链条的节距分。边长为链条的节距p，边数等于链轮齿数，边数等于链轮齿数z。链轮每转一转，随之转过的链长为。链轮每转一转，随之转过的链长为zp，故链，故链的平均速度的平均速度v为：为：u u链传动的平均传动比为：链传动的平均传动比为：iz2/z1。链传动运动特性19链传动的运动特性l l链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性 链轮转动时，绕在其上的链条的销轴轴心沿链轮节圆链轮转动时，绕在其上的链条的销轴轴心沿

7、链轮节圆(半径为半径为R1)运动。运动。20链传动的运动特性u设链轮以角速度设链轮以角速度1转动时，该链轮的销轴轴心转动时，该链轮的销轴轴心A作等速圆周运动，其圆周速度作等速圆周运动，其圆周速度v1=R11。u为了便于分析，设链在转动时主动边始终处于为了便于分析，设链在转动时主动边始终处于水平位置。水平位置。uv1可分解为沿链条前进方向的水平分速度可分解为沿链条前进方向的水平分速度v和上和上下垂直运动的分速度下垂直运动的分速度v，其值分别为：，其值分别为：uv=v1cos=R11 cos v=v1sin=R11 sin式中是A点处圆周速度与水平线的夹角。21链传动的运动特性u 链条的每一链节在

8、主动链轮上对应中心角为链条的每一链节在主动链轮上对应中心角为1(=360/z1)，则，则角的变化范围为角的变化范围为(-1/2 1/2)。u当当=1/2时，链速最小，时，链速最小，vmin=R11cos(1/2)；u当当=0时，链速最大，时，链速最大，vmax=R11。22链传动的运动特性u主动链轮作等速回转时，主动链轮作等速回转时，链条前进的瞬时速度链条前进的瞬时速度v周期性的由小变大，又周期性的由小变大，又由大变小，每转过一个由大变小，每转过一个节距就变化一次。节距就变化一次。u与此同时，与此同时，v的大小的大小也在周期性的变化，使也在周期性的变化，使链节以减速上升，然后链节以减速上升，然

9、后以加速下降。以加速下降。23链传动的运动特性u设从动轮角速度为设从动轮角速度为2，圆周速度为圆周速度为v2，由图知，由图知:u又因又因v1=R11，而有，而有u所以瞬时传动比为：所以瞬时传动比为：24链传动的运动特性u随着随着角和角和角的不断变化，链传动的瞬时传动角的不断变化，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。转时，从动链轮的角速度将周期性地变化。u只有在只有在z1=z2，且传动的中心距恰为节距，且传动的中心距恰为节距p的整的整数倍时，传动比才可能在啮合过程中保持不变，数倍时，传动比才可能在啮

10、合过程中保持不变，恒为恒为1。u由上面分析可知，链轮齿数由上面分析可知，链轮齿数z越小，链条节距越小，链条节距p越大，链传动的运动不均匀性严重。越大，链传动的运动不均匀性严重。25链传动动载荷l l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26链传动动载荷l l从动链轮的角加速度引起的动载荷27链传动动载荷l l链节与链轮之间的冲击28链传动动载荷l链轮转速愈高l链节距愈大l链轮齿数愈少l引起动载荷愈大29受力分析l l工作拉力l l离心拉力l l垂度拉力3031滚子链传动的设计计算l l根据链速不同分为一般与低速两种情况：l l一般(v0.6m/s)的链传动按功率曲线设计计算l l低

11、速(v0.6m/s)链传动按静强度设计计算32失效形式l l链的疲劳破坏u由于链在运动过程中所受的载荷不断变化，因由于链在运动过程中所受的载荷不断变化，因而链在变应力状态下工作，经过一定的循环次而链在变应力状态下工作，经过一定的循环次数后，链板会产生疲劳断裂或滚子表面会产生数后，链板会产生疲劳断裂或滚子表面会产生疲劳点蚀和疲劳裂纹。在润滑条件良好和设计疲劳点蚀和疲劳裂纹。在润滑条件良好和设计安装正确的情况下，疲劳强度是决定链传动工安装正确的情况下，疲劳强度是决定链传动工作能力的主要因素。作能力的主要因素。33失效形式l l链条铰链磨损u链节在进入啮合和退出啮合时，销轴与套筒之链节在进入啮合和退

12、出啮合时，销轴与套筒之间存在相对滑动，在不能保证充分润滑的条件间存在相对滑动，在不能保证充分润滑的条件下，将引起铰链的磨损。下，将引起铰链的磨损。u磨损导致链轮节距增加，链与链轮的啮合点外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移，最终将产生跳齿或脱链而使传动失效34失效形式l l链条铰链胶合u由于套筒和销轴间存在相对运动，在变载荷的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，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

13、与销轴的胶合。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、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，从而造成链传动销轴与链板的过盈配合松动，从而造成链传动的失效。的失效。35失效形式l l 链条静力拉断u在低速重载的传动中或者链受突然很大的过载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。力强度的限制。36额定功率曲线3738额定功率曲线l l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。l l特定条件是指：z1=19；L=100p；单排

14、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。3940额定功率曲线P=P0KZKLKP41强度条件42滚子链传动的计算l l链节距和排数 链节距的大小直接决定了链的尺寸、重量和链节距的大小直接决定了链的尺寸、重量和承载能力，而且也影响链传动的运动不均匀性承载能力，而且也影响链传动的运动不均匀性(也也称多边形效应称多边形效应)，产生冲击、振动和噪声。设计时，产生冲击、振动和噪声。设计时应尽量选用较小的链节距。高速重载时，宜用小应尽量选用较小的链节距。高速重载时，宜用小节距多排链；低速重载时，宜用大节距排

15、数较少节距多排链；低速重载时，宜用大节距排数较少的链。的链。43滚子链传动的计算l l链轮齿数的选择u若小链轮齿数过少，运动速度的不均匀性若小链轮齿数过少，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，冲击和合时，相对转角增大，磨损增加，冲击和功率损耗也增大。功率损耗也增大。44滚子链传动的计算u小链轮齿数如选小链轮齿数如选得太大，大链轮得太大，大链轮齿数齿数z2则将更大，则将更大，除了增大传动尺除了增大传动尺寸和重量外，也寸和重量外，也会因链条节距的会因链条节距的伸长而发生脱链，伸长而发生脱链，导致降低使用寿导致降低使

16、用寿命。命。u从动轮齿数从动轮齿数z2=iz，通常，通常z2max=120。45滚子链传动的计算l l链节数与中心距链节数与中心距u过小，加快链的磨损过小，加快链的磨损u过大，松边上下颤动，传动不平稳过大，松边上下颤动，传动不平稳推荐推荐 a=3050p(80p)46滚子链传动的计算474849选择与填空l l1 与带传动相比较，链传动的主要特点之一是_。（1）缓冲减振（2）过载保护 （3）无打滑50选择与填空l l2 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。51选择与填空l l3 链条的磨损主要发生在_的接触面上。l

17、l4 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52选择与填空l l5 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_。53分析与思考l l6 为什么在自行车中一般都采用链传动，而不用带传动？l l7 齿形链为什么没有内导板或外导板？l l8 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？l l9 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？54分析与思考l l10 影响链传动运动不均匀性的因素有哪些？如何影响？l l11 为了提

18、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？l l12 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？55分析与思考l l13 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？l l14 为什么小链轮齿数不宜过多或过少？l l15 试分析链节距过大或过小对传动有何影响。l l16 链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？56分析与思考l l17 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？57分析与思考18 18 有一链传动，有一链传动，z1=25z1=25，z2z275

19、75，n1=900 rn1=900 rminmin。现由于工作需要，拟将从动轮转速降低到现由于工作需要，拟将从动轮转速降低到n2=200rn2=200rminmin（允许误差为士（允许误差为士3 3），试问：），试问：（1 1）若从动轮齿数及其它各条件不变，应将主动）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？是原来的多少倍？（2 2）若主动轮齿数及其它各条件不变，应将从动）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轮齿数增大到多少？此时链条所能传递的功率将是原来

20、的多少倍？是原来的多少倍？（3 3）上述两种方案中，哪种方案比较合适？为什）上述两种方案中，哪种方案比较合适？为什么？么？注：上述两种方案中，因换大、小链轮后引起中注：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。心距的变化对传递功率的影响可忽略。58设计计算l l19 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=330rmin，中心距a600mm，链节距p=12.7mm，试计算需要几排链。59设计计算l l20 单排滚子链传动，主动链轮转速n1=600rmin，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。60设计计算l l21 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a800mm，水平布置。61