1、第11章 链传动,引言,据历史记载,链传动最早出现在我国东汉张衡发明的浑天仪中。 1874年，世界上出现了第一辆采用链传动机构的自行车，从此，采用链传动的机械装置越来越多. 今天，链传动已经应用在摆动机构、扣紧机构、变速机构、传送带等很多机械机构中，履带式车辆的行走系统也是根据链传动的原理设计制造的。,本章目录,1.滚子链和链轮,2.链传动的运动特性和主要参数,3. 滚子链传动的设计计算,4. 链传动的布置、张紧和润滑,1. 滚子链和链轮,1、没有弹性滑动与打滑，平均传动比准确；,2、作用在轴上的载荷较小,3、传动效率较高；,4、能适应温度较高、湿度较大及低速的工作环境；,5、瞬时传动比不恒定
2、，工作有噪声；,6、不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。,单击,一、链传动的特点,二、传动链的结构类型,1、齿形链工作平稳、噪声小又称为“无声链”。但齿形链结构较复杂，成本较高。,按用途分：传动链、 起重链和曳引链 按结构分：套筒滚子链和齿形链,1.内链板 2.外链板 3.销轴 4.套筒 5.滚子,2、套筒滚子链 (1)套筒链的组成,外链板与销轴 内链板与套筒过盈配合 销轴与套筒间隙配合,滚子链的接头形式当链节数为偶数时, 采用开口销或弹簧卡来固定,当链节数为奇数时, 需用一个过渡链节。由于过渡链节的弯链板工作时受到附加弯曲应力, 因 此应尽量避免使用奇数链节。为使链条及链轮磨损均匀，链
3、齿数一般应取与链节数 互为质数的奇数。,过渡链节 过度链节连接,主要参数节距p节距p ：链在拉直的情况下，相邻滚子外圆中心之间的距离节距越大，链条尺寸越大，承载能力越强。,(2)滚子链的规格,标记：链号排数链节数 标准号例：08A-288 GB/T1243-1997链号为08A（节距为12.7mm)，排数为2，链节 数为88的套筒滚子链。,滚子链有单排链、双排链、多排链，多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。,pt为链排距,三、滚子链链轮的结构和材料,1、链轮齿形,端面齿形,轴面齿形,已标准化 三圆弧一直线,2、链轮主要尺寸,分度圆: 链传动时销轴
4、中心处,被链条节距等分的圆,齿数、节距、分度圆直径,3、链轮的结构,整体式,孔板式,组合式,4、链轮的材料,* 小链轮的材料应好于大链轮,一、链传动的运动不均匀性,2. 链传动运动特性和主要参数,平均链速：,实际链速：,以主动轮上第一个与链轮啮合的链节的销轴为研究对象,变化范围: -1/2 + 1/2 1 =360/z1,在从动链轮上相位角变化范围 -2/2 + 2/2 2=360/z2,从动轮角速度：,瞬时传动比：,链传动的动载荷,链条前进的动载荷 Fd1= mac,链条前进的加速度,当 =180/z1时,回顾,1、链传动特点；,2、套筒滚子链及链轮：链的结构、型号、主要参数；链轮的齿形、尺
5、寸、材料、结构；,3、链传动运动特性：平均传动比、瞬时传动比、链传动的多边形效应；链传动的动载荷,降低动载荷的措施：(1)n1nlim;(2)链传动尽量放在低速级； (3)选用小p，多 z 的链传动。,思考：链传动为什么布置在低速级?带传动应布置在多级传动的高速级还是低速级？为什么？,节距p越大 转速v越高 齿数Z越少,多边形效应越严重,动载荷越大,图示传动方案是否合理,为什么？,电动机,链传动,运输带,带传动,n1=3000r/m,n2=1000r/m,n3=250r/m,设计计算3,二、链传动的主要参数,2链轮齿数 z,通常 i7，推荐的传动比 i 2 3.5。,计算大链轮齿数 z2 =
6、i z1。,z1过少运动不均匀性严重。,1传动比 i,i，则小轮包角。,应保证小轮包角120。,选取 z1,z2 过大链节磨损容易导致脱链 。故限制 zmax120。,设计计算3,3链速,通常， 链速不超过12m/s，否则，动载荷会过大。,根据额定功率 P0和小链轮转速 n1查P176图11.7确定链号，再由P173表11.1查得链节距 p 。,4链节距和排数,链的节距，承载能力，但运动不均匀性。,链的排数，则其承载能力，但传动的轴向尺寸。,在满足承载能力的前提下，应尽量选取较小的链节距。 高速重载时，可选小节距多排链。,速度低、传动比小、而中心距大时，选大节距的单排链。,滚子链传动的设计计算
7、,5中心距和链节数,链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。,设计计算4,一般取中心距 a0= (3050) p，最大取 amax= 80 p。,Lp最好圆整为偶数。由于链节数通常是偶数，为使磨损均匀，小链轮齿数一般取奇数。,滚子链传动的设计计算1,3 滚子链传动的设计计算,一、 滚子链传动的失效形式由于链条强度不如链轮高，所以一般链传动的失效主要是链条 的失效。常见的失效形式有以下几种：,1）链板疲劳：限制承载能力的主要因素产生原因：链条松紧边拉力不等。,2）铰链的磨损：铰链磨损后，内链节的节距基本不变，而外链节的节距会增加，使传动更加不平稳。,（磨损过大将导致脱链）,3）滚子、套筒
8、的冲击疲劳,4）铰链胶合,5）链的静力拉断,下一页,与转速的关系,中速,中速,高速,更高速,低速,二、 额定功率曲线,每种失效形式都会限定链传动所能传递的功率。,中、高速度的链传动设计以抗疲劳强度为中心。中等速度链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度（曲线1）；,设计计算2,随着链轮转速的增高,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(曲线2);并会出现铰链胶合现象,使链条迅速失效(曲线3)。,设计计算2,滚子链传动的设计计算,各种型号滚子链在特定试验条件下的额定功率曲线见P176图11.7。,（z1=19、Lp=100、传动比为3、中心距为
9、40P、单排链、载荷平稳等）,链传动的许用功率为：,式中：Kz小链轮齿数系数,KL 链长系数,Kp多排链排数系数,设计计算2,设计计算准则对于中速链传动，其主要失效形式为疲劳破坏，设计计算时通常以疲劳强度为主并综合考虑其他失效形式的影响。计算准则为：计算功率小于许用功率。即：,将Pc及P的表达式代入计算准则PcP可得： P0PKA/(KzKiKaKpt) 或 P0Pc/(KzKiKaKpt),当链速0.6m/s时，主要失效形式为过载拉断，应进行静强度计算。,强度条件为：,48,滚子链传动的设计计算,Q单排链极限载荷，表11.1 m排数；F工作拉力,三、设计步骤和方法：,1、确定链轮齿数z1、z
10、2和传动比i,继续,若z1过少：不均匀性及动载增大；链条进入退出啮合相对转角大,铰链磨损增大圆周力增大，加速链条链轮的损坏。,若z2过多：传动尺寸的质量增大；因链条节距伸长易于发生跳齿和脱链。,推荐传动比 i=23.5 限定i6,返回原处,Pc=KAPP传递的功率。KA工作情况系数,设计：潘存云,单排A 系列滚子链的功率曲线,返回原处,返回原处,中心距a过小链条绕转次数增多，加剧磨损和疲劳；链条在小轮上的包角变小，易跳齿和脱链； 中心距a过大从动边垂度过大，造成松边颤动。,一般初选中心距 a0=(3050)p a0max=80p,计算理论中心距,实际中心距,返回原处,节距p越大承载能力越高；多
11、边形效应越大。,*尽量选取小节距单排链， 高速重载时选小节距多排链。,kz小链轮齿数系数； kL链长系数； kp多排链系数； P0特定条件下单排链所能传递功率。,*由P0和小链轮转速n1查线图确定链节距p,选择链轮的材料； 计算链轮的几何尺寸（d、da 、df、dg )； 链轮结构设计； 绘制链轮工作图。,返回原处,压轴力 QKQFeKQ压轴力系数，对于水平传动KQ=1.15, 对于垂直传动KQ=1.05。Fe链传递的有效圆周力。,返回原处,滚子链传动的设计计算,例题设计一拖动某带式运输机的滚子链传动。已知条件为：电动机型号Y160M-6(额定功率P=7.5kW，转速n1=970r/min)，
12、从动轮转速n2=300rpm，受中等冲击载荷，链传动中心距不应小于550mm，要求中心距可调整。 解： 1、选择链轮齿数 设链速v=38m/s，选小链轮齿数z1=25。 链平均传动比： 大链轮齿数z2=iz1=253.23=81，z2120，合适。 2、确定计算功率 已知链传动受中等冲击,电动机拖动, 选KA=1.3，计算功率为:Pc=KAP=1.37.5kW=9.75kW,例题,滚子链传动的设计计算,3、初定中心距a0，取定链节数Lp 初定中心距a0=(3050)p，取a0=40p。 则链节数,取Lp =136节(取偶数)。,4、确定链节距p 根据额定功率和小链轮转速查图确定链号，再查表得链
13、节距。首先根据计算功率确定额定功率,需要查各系数取值。,求得所需额定功率为：,滚子链传动的设计计算,选择滚子链型号为10A， 查表得：链节距p=15.875mm。,5、确定链长和中心距 链长：L=Lp p/1000=13615.875/1000=2.16m 中心距：,a550mm，符合设计要求。 取中心距减小量a=3mm 则实际安装中心距a=a-a=643.3-3=640.3mm,6、验算链速v,滚子链传动的设计计算,与原假设相符。,7、求作用在轴上的力 工作拉力Fe=1000P/v=10007.5/6.416=1168.9N 由式P161式9.7知： FP(1.21.3)Fe取中间值得：FP
14、=1.251168.9=1462N,8、选择润滑方式 根据链速v=6.416m/s，链节距p=15.875，按P178图11.8选择链传动油浴或飞溅润滑方式。 9、设计结果 滚子链型号10A-1136 GB1243.1-83， 链轮齿数z1=25，z2=81，中心a=642mm，压轴力FQ=1462N。,一、合理布置,1、两轮回转面应在同一铅垂面内；,4.链传动的布置、张紧和润滑,3、紧边在上。,2、两轮中心线最好水平，或与水平面45夹角，尽量避免垂直布置；,加张紧轮,两轮错开,二、张紧方法,张紧目的：不决定工作能力，决定垂度大小。,加张紧轮：靠近主动链轮的松边上。,三、链传动的润滑,飞溅润滑,人工定期润滑,滴油润滑,油浴润滑,压力喷油润滑,本章小结,1、链传动特点；,2、链传动运动特性：平均传动比、瞬时传动比、多边形效应及动载荷；,3、链传动设计计算：失效形式；主要参数对设计结果的影响：齿数、节距、中心距,4、链传动的安装使用,作 业：,链传动 2、3、4、11,
