链传动工作原理与特点.doc

套筒 链条 尺寸链传动工作原理与特点1、工作原理：（至少）两轮间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动但非共轭曲线啮合，靠三段圆弧（ ）一直线啮合其磨损、接触应力冲击均小，且易加工2、组成；主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等3、特点（与带、齿轮传动比较）优点：①平均速比im准确，无滑动；②结构紧凑，轴上压力Q小；③传动效率高η=98%；④承载能力高P=100KW；⑤可传递远距离传动amax=8mm；⑥成本低缺点：①瞬时传动比不恒定i；②传动不平衡；③传动时有噪音、冲击；④对安装粗度要求较高4、应用：适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等中低速传动：i≤8(I=2~4)，P≤100KW，V≤12-15m/s，无声链Vmax=40m/s不适于在冲击与急促反向等情况下采用）§2 传动链的结构特点链传动的主要类型1）按工作特性分：起重链——用于提升重物——V≤0.25m/s；牵（线）引链——运输机械——V≤2~4m/s；传动链——用于传递运动和动力——V≤12~15m/s优点：结构简单、重量轻、价廉、适于低速、寿命长、噪音小、应用广。

2）传动链接形式分：套筒链；（套筒）滚子链—属标准件 选用、合理确定链轮与链条尺寸，—短节距精密滚子链；齿形链；成型链四种1、套筒滚子链（结构与特点）动配合，可相对运动，相当于活动铰链，承压面积A（投影）——宽×长 投影组成：5滚子；4套筒；3销轴；2外链板；1内链板当链节进入、退出啮合时，滚子沿齿滚动，实现滚动摩擦，减小磨损套筒与内链板、销轴与外链板分别用过盈配合（压配）固联，使内、外链板可相对回转为减轻重量、制成“8”字形，亦有弯板这样质量小，惯性小，具有等强度磨损：——主要指滚子与销轴截面之间磨损而内、外板之间留有间隙，保证润滑油进入，此润滑可降低磨损P越大，承载能力越高参数：P—节距，b1—内链板间距，C—板厚，d1—滚子直径，d2—销轴直径，P—排距当低速时也可以不用滚子——称套筒链多排链——单排链用销轴并联——称多排链（或双排链）排数↑→承载能力↑但排数↑→制造误差↑→受力不均↑一般不超过3~4列为宜链接头型式：链节数为偶数（常用）——内链板与外链板相接——弹性锁片（称弹簧卡）或大节距（称开口销）——受力较好弹性锁片——端外链板与错轴为间隙配合链节数为奇数——用过渡链节固联 产生附加弯矩——受力不利，尽量不用。

固联——内（外）链板与内（外）链板相接板链—弹性好、缓冲、吸振在低速、重载、冲击和经常正反转工作情况安全过渡链节——弯板与销滚子链标记：链号—排数×链节数 标准号套筒滚子链规格与主要参数2、齿形链各组齿形链板要错排列，通过销轴联接而成链板两工作侧边为直边，夹角为60°或70°，由链板工作边与链轮齿啮合实现传动齿形链轴可以是圆柱销轴，也可以是其它形式（滚柱式），连接两链片的一对棱柱销轴，链节相对转动时，两棱柱可相互滚动使铰链磨损减少齿形链设导板，以防链条轴向窜动：内导板—导向性好；外导板铰链形式：圆销式；轴互式；滚柱式齿形链的齿形特点：传动平稳、承受冲击好、齿多受力均匀、噪音较小、故称无声链允许速度V高，特殊设计齿形链V=40m/s，但结构较复杂、价格贵、制造较困难、也较重摩托车用链应用于高速机运动精度，要求较高的场合，故目前应用较少§3 滚子链链轮的结构与材料（套筒滚子链）要求掌握：1）链轮齿形的设计要求；2）链轮齿形特点；3）链轮的主要参数；4）链轮的结构型式有哪些；5）对链轮的材料要求及适用情况一、链轮齿形——比较灵活，介于最小齿槽形状与最大齿槽形状之间可稳定1、对齿形要求：①保证链节平稳进入和退出啮合；②减少啮合时冲击和接触应力；③链条节距因磨损而增长后，应仍能与链轮很好地啮合；④要便于加工。

2、链轮齿形及特点端面齿形——是三圆弧一直线，弧 、 、 和一直线 优点：接触应力小、冲击小、磨损少，不易跳齿与脱链轴面齿形：两侧呈圆弧状，以利链节的进入和退出啮合加工方法：标准刀具加工，一般为成型铣刀（只要P相同，Z不同的所有链轮均能加工）二、链轮的主要参数1、链轮的主要参数，节距P，齿数Z，分度圆直径（公称直径） 齿顶圆直径 齿根圆直径 d—滚子直径三、链轮的结构型式1） 同轴式（直径较小时）2） 整体式（轮齿与轮毂部分成一体），直径较大时可在胶板上开孔3） 孔板式——中等尺寸4） 组合式齿圆与轮毂焊接齿圆与轮毂螺栓联接齿圆材料较硬耐耐磨耐四、链轮的材料要求：1）强度；2）耐磨；3）耐冲击（在冲击载荷时）具体有普通碳素钢，优质碳素钢和合金钢，链轮较大（要求较低时）可用百炼成钢铸铁，小功率传动也可用夹布胶木具体的材料及适用场合见表5-7注意：1）有冲击载荷时一般采用低碳钢和低碳合金钢→渗碳淬火→回火2）无剧烈冲击，中等速度较大的链轮，一般采用中碳钢和中碳合金钢→淬火、回火3）齿数较多（特大）Z>50的链轮→采用灰铸铁4）中小功率传动→采用普通或优质碳素钢大小功率传动→采用合金钢5）P<6KW,高速链传动→采用夹布胶木，噪音较小，传动平稳6）小链轮的材料与热处理要求应高于大链轮——因为小链轮的啮合次数比大链轮多，∴磨损和冲击比大链轮严重。

§4 链传动的几何计算一、链的几何计算（可自学）1、链节数LP（开口）带传动节线长度计算公式中：将 ， 代入，即可得链节线长度计算公式节线长度： Z1.Z2——主、从动链轮齿数，a——中心距，P——链节距以链节数表示（常用）：——除以节距P得2、中心距a——反推a可得： §5 链传动的运动特性链传动的运动特性分析（为什么链传动不平稳，噪声大，且有扇动，i不恒定，不均匀性）一、链运动的运动不均匀性链传动与挠在正多边形轮子上的带传动极其相似正多边形边数~（Z）（齿数）正多边形边长~（P）（节距）当链轮转过一周，链移动距离——ZP当链轮转速为n1、n2时（m/s）——平均速度——平均传动比但 ——链注意：带： 齿轮： 进入啮合后某一位置链速 ——前进速度——垂直速度 式中：V1——为A点的圆周速度——为链节进入啮合后某点铰链中心与轮心联线与铅垂线夹角，（或铰链中心相对于铅垂线的位置角）书上称为A点圆周速度与水平线夹角（不当）的变化范围： 作周期性变化图5－29前进速度变化情况： 和垂直速度变化情况： 　　　当 时， ——在两侧，刚进入与刚退出啮合时时，这时： 当 （在顶点位置）， ∴对主动轮：当W1恒定，但前进速度周期性变化，同时升降速度也在作周期性变化。

变化情况→刚进入啮合→达顶点→退出啮合前进V Vmin → Vmax → Vmin每转一周，周期性变化使i不均匀 ） （ ）升降V' V'减速上升 V'=0 V'加速下降变化曲线——以V为纵标， 为横标，则结论：链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化这就造成链运动速度的不均匀，不恒定作有规律的周期性的波动链轮每转过一个齿，链节速度都经理了由小变大、再到小的变化过程显然Z越小，变化幅度也越大同时，由于 的存在，造成链条的上下抖动对从动轮讲： 瞬时传动比： ∴即使W1恒定，而W2随 （ ）而变化，∴it不恒定只有当Z1=Z2（d1=d2）, ,a（中心距）为P的整数倍时， ，因为此情况下 、 变化处处相同二、动载冲击——链传动的动载荷由于W2变化，造成回转质量是加速或减速引起动负荷、冲击求导，可得：①加速度从 动轮角速度变化引起冲击链条加速度为： ——前进加速度讨论： 时：时， 同理： ——升降加速度结论：链轮转速（n1）越高，节距（力）越大，（即齿数Z1越少），动载冲击越严重，噪音越大当V一定，Z1多，P小，是非常有利的当P、Z一定，则必须限制n，（nL—极限转速、nK—推荐用最高转速r/min），可降低冲击能量：∵U=qp3n2/c——常数 q——每半长质量推导： u——动载冲击能量还应注意：链节与轮相对速度也引起冲击。

②链作直线运动，轮作圆周运动，则进入啮合时产生冲击、动负荷而且，P↑,n↑→冲击↑③张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突然卸载或超载必出现惯性冲击，增大了动负荷§6 链传动的受力分析链传动在安装时，链条应有一定的张紧力，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目的：使松边不致过松，以免影响链条的正常啮合和产生振动，跳齿和脱链但张紧力比带传动中要小得多不计动载荷，链传动中主要作用力有：1、 工作拉力Fe——作用于主动边1000P——（KW） V——链速（V/m）2、离心拉力：Fe=q、V2 q——每米链长质量（kg/mm）V>7m/s时须考虑——作用于全链长3、 度拉力：Ff——作用于链全长——与松边垂度和悬垂布置方式有关垂度f越小，Ff越大（N）（N）b——水平传动（f/a≤0.02）Kf 4——<40°倾角2——>40°倾角1——垂直Kf——垂度系数F——下垂度——两轮中心线与水平面的夹角4、紧边拉力 F1=Fe+Fc+Ff从动力拉力 F2=Fc+Ff5、作用于轴上载荷Q——为主从动边拉力之和，略去离心拉力（对轴压力没有影响）Q=Fe+2Ff f——影响较小一般取Q≈1.2Fe§7 链传动的失效形式及承载能力链传动的失效形式及承载能力一、失效形式1）各元件的疲劳破坏（主要指链板、销轴、套筒、滚子）——正常润滑及速度主要失效形式2）链节磨损后伸长（主要是销轴铰链磨损），造成脱链，跳齿3）冲击破坏（反复起制动、反转或受重多冲击载荷时，动载荷大，经多次冲击、销轴、滚子、套筒最终产生冲击断裂，总循环次数N=104）4）胶合（重载高速）（破坏——验算nL）——极限转速5）轮齿过度磨损6）过载拉断——塑性变形（当低速重载V<0.6m/s，按静强度设计）二、链传动的承载能力1）极限功率曲线①良好的润滑条件下，由磨损、破坏限定的极限功率曲线；②链板疲劳破坏限定的极限功率曲线；③滚子、套筒冲击疲劳破坏限定的功率曲线；④销轴与套筒胶合限定的极限功率曲线；⑤良好润滑情况下额定功率曲线；——设计时实际使用的功率曲线；⑥润滑不好或工况恶劣的极限功率曲线。

较良好的润滑下低得多2）A系列套筒滚子链的实用功率曲线图，（先看图再讲）GB1243-83国产十种套筒滚子链实用功率曲线图，而避免上述6项失效，而经实验确定数据绘制而成实验条件：单列，水平布置，载荷平稳，Z1=19，i=3t=100P, th=15000h ΔP/P≤3% (节距长度增量≤3%)额定单功率（单根）P0当设计的Z、i、th、a等不同时应对P0进行修正取一系列修正系数：小链轮齿数系数KZ、链长系数KL、多排链系数KP和工作情况系数KA等当润滑不变时：允许的P0值要下降各种情况当V≤1.5m/s 润滑不良时 取（0.3~0.6）P0 (30~60%)P0无润滑 取1.57 润滑不良时 传动不可靠，不宜采用当V<0.6m/s时属低速链，主要失效：过载拉断——按静强度计算静强度条件为。