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机械设计基础第第3章链传动.ppt

上传人:fmgc7290 文档编号:4784782 上传时间:2019-01-12 格式:PPT 页数:61 大小:6.47MB
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资源描述

1、教学基本要求: 1了解链传动的工作原理、特点及应用范围; 2了解套筒滚子链结构、标准及链传动的张紧和润滑方法; 3掌握链传动运动的不均匀性和动载荷; 4掌握链传动失效形式和设计计算方法。,重点与难点: 1链传动运动不均匀性和动载荷; 2链传动失效形式和设计计算。,第3章 链传动,汽车与交通工程学院 汽车工程系,3. 1 概述,工作原理:具有中间挠性件的啮合传动,第 3 章 链 传 动,311链传动的组成和工作原理,组成:链轮、环形链条,作用:靠链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同向传动。,动画,汽车与交通工程学院 汽车工程系,传动链 传递运动和动力,v20m/s,起重链 提升重物,v0.2

2、5m/s,曳引链 移动重物,v=24m/s,312 链的类型,曳引链,传动链,起重链,汽车与交通工程学院 汽车工程系,1)链轮传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比;,2)传动效率较高,能达到98%;,3)作用于轴上的压力较小;,5)适于远距离传动,中心距可达十几米;,6)承载能力较带传动强,可在温度较高、湿度较大、有油污、腐蚀等恶劣条件下工作。,4)结构紧凑,成本低廉;,313 链传动的特点及应用,缺点:瞬时转速和瞬时传动比不是常数,传动的平稳性较差,有一定的冲击和噪声,磨损后易发生跳齿,只能用于平行轴间同向回转的传动。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,工作范围:传动比: i 8;,

3、中心距: a 56 m;,传递功率: P 100 KW;,圆周速度: v 15 m/s;,传动效率:0.950.98,应用: 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,32 链条与链轮,321链条,类型,齿形链,滚子链,套筒链,板式链,汽车与交通工程学院 汽车工程系,c)板式链,d)齿形链,汽车与交通工程学院 汽车工程系,一.滚子链的组成: 滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,内、外链板呈“8”字形:?等强度,惯性力,汽车与交通工程学院 汽车工程系,链条材料:碳素钢或合金钢,经热处理,以提高强度、耐磨性和耐冲击性。

4、,套筒滚子链的剖面结构:,汽车与交通工程学院 汽车工程系,链条的主要参数链节距p:,链节距p:滚子链上相邻两滚子中心的距离。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,汽车与交通工程学院 汽车工程系,单列、多列,2) 列数,汽车与交通工程学院 汽车工程系,链条实物,单排链,双排链,三排链,汽车与交通工程学院 汽车工程系,3) 接头形式,链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数,以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,若链节数为奇数时,则采用过渡链节,在链条受拉时,过度链节还要承受附加的弯曲载荷,通常应避免采用。,但在重载、冲击、反向等繁重条件下工作时,可采用全部由过渡

5、链节构成的链,柔性较好,能缓和冲击。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,4) 标准代号:,链号与节距的关系:,滚子链的标记:,标记实例: 08A-187 GB1243.1-83,链号,标准编号,汽车与交通工程学院 汽车工程系,二. 齿形链 (无声链),齿形链是由许多齿形链板交错排列,用铰链相互联接而成。,优点:与滚子链相比,齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高、效率高、工作可靠。,缺点:结构复杂、价格较贵、比较重。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,应用场合:多应用于高速(链速可达40 m/s)或运动精度要求较高的场合。,内链板齿形链,外链板齿形链,汽车与交通工程学院 汽车工程系,三圆弧一

6、直线,由圆弧aa、ab、cd和线段bc组成,其中abcd为齿廓工作段,1) 齿形,322链轮,滚子链链轮端面齿形,汽车与交通工程学院 汽车工程系,轴面齿形:圆弧+直线,单排链轮 轴面齿形,多排链轮 轴面齿形,零件工作图:只绘制轴面齿形,不用绘制端面齿形。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,链轮主要尺寸,汽车与交通工程学院 汽车工程系,2) 材料,通常,小链轮的啮合次数比大链轮多,所受冲击力也大,故所用材料一般优于大链轮。,常用的链轮材料为: 中碳钢(35、45钢) 不重要场合用:Q235A、 Q275A钢 低速时:大齿轮可用灰铸铁(如 HT200) 重要的或高速重载时:链轮可采用合金钢。,链轮的

7、材料应具有足够的耐磨性和强度。故齿面多经热处理。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,表3-2 常用链轮材料及齿面硬度,汽车与交通工程学院 汽车工程系,整体式链轮,孔板式链轮,组合式链轮,3) 链轮结构,汽车与交通工程学院 汽车工程系,链轮的结构,实心式-小直径,汽车与交通工程学院 汽车工程系,孔板式-中等直径,链轮的结构,实心式-小直径,汽车与交通工程学院 汽车工程系,组合式-大直径,齿圈可更换。,孔板式-中等直径,链轮的结构,实心式-小直径,汽车与交通工程学院 汽车工程系,链轮实物,汽车与交通工程学院 汽车工程系,链轮实物,汽车与交通工程学院 汽车工程系,. 3 链传动的运动分析及受力分析,3

8、31链传动的运动分析,链条的平均线速度:,平均传动比为:,分度圆瞬时线速度:,链条的瞬时线速度沿AB方向(假定为水平),,其大小为:,链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为:,汽车与交通工程学院 汽车工程系,为相位角:,链速分量:,汽车与交通工程学院 汽车工程系,同理,对于从动轮,也有:,当主动链轮作等速转动时,从动链轮随、的变化作周期性的变速转动。,链传动的瞬时传动比:,链传动在工作时,会产生振动和动载荷!,只有当Z1=Z2,且中心距为p的整数倍时,才有: i=1,这种特性被称为链传动的多边形效应。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,链传动的动载荷,链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变

9、速运动,从而引起动载荷。,a.链条前进的加速度引起的惯性力为:,b.从动链轮的角加速度引起的惯性力为:,n (vx) 、p 、z , 则Fd1 ,汽车与交通工程学院 汽车工程系,n (vx) 、p , 则相对冲击动载荷,c.当链节啮上链轮轮齿的瞬间,作直线运动的链节铰链和以角速度作圆周运动的链轮轮齿,将以一定的相对速度突然相互啮合,从而使链条和链轮受到冲击,并产生附加动载荷。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,332 链传动的受力分析,作用在链上的力有,圆周拉力:,离心拉力:,悬垂拉力:,Fe = 1000P/ v N,Fc= qv2 N,Ff =Kf qga10-2 N,q为米长质量,a-为中

10、心距,Kf -为垂度系数,-有效拉力,F”f =(Kf +sin ) qga 10-2 N,F f = Ff , F”f max,汽车与交通工程学院 汽车工程系,紧边拉力为:,F1 = Fe + Fc + Ff N,松边拉力为:,F2 = Fc + Ff N,垂度系数Kf 取值,压轴力:,( Ff 较小),汽车与交通工程学院 汽车工程系,2) 链条铰链的磨损磨损链节伸长脱链,1) 链板疲劳破坏变应力链板疲劳断裂,套筒、滚子疲劳点蚀。,3.链传动的失效形式及功率曲线,341滚子链传动的失效形式,汽车与交通工程学院 汽车工程系,4) 链条静力拉断 低速(v0.6ms)过载断裂,5) 滚子套筒冲击疲

11、劳破坏,3) 链条铰链的胶合高速+冲击油膜破坏温度胶合,汽车与交通工程学院 汽车工程系,342 极限功率曲线,曲线1-正常润滑条件下,链条铰链磨损限定的极限功率;,曲线2-链板疲劳强度限定的极限功率;,曲线3-滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率;,曲线4-铰链胶合限定的极限功率;,汽车与交通工程学院 汽车工程系,343 许用功率曲线(p0n1)-帐篷曲线,汽车与交通工程学院 汽车工程系,KZ小链轮齿数系数(表3-5) Km多排链系数(表3-4) KL 链长系数(图3.13),实验条件:两轮共面,载荷平稳,推荐润滑;z1=19,i=3,Lp=100节,T=15000h,链条因磨损而引起的相对

12、伸长量不超过3%。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,表3-4 多排链系数Km,表3-5 小链轮齿数系数KZ,汽车与交通工程学院 汽车工程系,图3.3 长度系数KL,1-链板疲劳曲线;2-冲击疲劳曲线,汽车与交通工程学院 汽车工程系,351一般链传动的设计计算,二、设计内容:p(链节距)、Lp 、 pt、a、 z1、z2、结构、材料、压轴力、张紧及润滑方式等。,一、已知条件:传递功率P,链轮转速n1、n2,载荷工况等,35 链传动的设计计算,汽车与交通工程学院 汽车工程系,1) 传动比i,i大,包角小,同时啮合齿少,磨损大,易脱链 推荐:i=23.5;一般:i6;当v2m/s且载荷平稳:i=61

13、0,2) 链轮齿数z1、z2,z1小,运动不均匀多边形效应明显,zmin=9,一般zmin17 z2大,磨损链节伸长易脱链, zmax=150,一般zmax114,三、设计计算,大链轮的齿数: z2 =i z1,汽车与交通工程学院 汽车工程系,链节距伸长对脱链影响分析:,p与d 之间的关系:,p一定时: z , d , 越容易发生跳齿和脱链现象。,一般取: z2 114,一般 链节数为偶数,为使磨损均匀,链轮齿数最好取与链节数互为质数的奇数。,优选数列:17、19、21、23、25、38、57、76、95, 114,汽车与交通工程学院 汽车工程系,3) 确定计算功率PC,PC= KA P KA

14、-工况系数(表3-3),表3-3 工作情况系数KA,汽车与交通工程学院 汽车工程系,4)链的节距和型号,节距越大,承载能力高,但啮合瞬间的冲击也越大。,2)高速重载时,中心距小,传动比大时,应选用小节距多排链。,确定节距的原则:,1)为使传动结构紧凑,寿命长,应尽量选用较小节距的单排链;,3)中心距大,传动比小时,速 度较低时,应选用大节距单排链。,允许采用的节距可根据功率Pca和小链轮转速n1查图 .确定。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,汽车与交通工程学院 汽车工程系,一般取: a0=(3050)p,5)中心距和链节数,a 过小,同时啮合的齿数,在相同速度下,循环次数增多,容易疲劳和磨损。

15、,a 过大,链条容易抖动,尺寸过大。,amax= 80p,链条节数:,中心距:,计算结果应圆整,并取偶数!,为便于安装和调节张紧程度,中心距一般应设计成可调节的。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,6)计算链速,确定润滑方式,链速:,7)计算链传动作用在轴上的压轴力,压轴力:,KFP 压轴力系数,水平传动取1.15,垂直传动取1.05,汽车与交通工程学院 汽车工程系,3.5.2 低速链传动的静强度计算,对于链速v0.6m/s的低速链传动,因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大,故应进行抗拉静力强度计算。,计算安全系数:,m链的排数;,Flim-单排链的极限拉伸载荷;,F1 -链的紧边工作拉力, 单

16、位kN;,KA-链传动的工作情况系数,查表33。,单排链的极限拉伸载荷(KN),汽车与交通工程学院 汽车工程系,3.6 链传动的布置、张紧及润滑,3.6 .1 布置,布置原则: 1) 链轮必须位于铅垂面内,两链轮共面。,2)中心线一般宜水平或接近水平布置,链传动的紧边在上方或在下方都可以,但在上方好一些 。,汽车与交通工程学院 汽车工程系,汽车与交通工程学院 汽车工程系,汽车与交通工程学院 汽车工程系,3.6.2 张紧,1.张紧的目的:,不决定链传动的工作能力,只决定链松边的垂度大小。,为了避免在链条垂度过大时产生啮合不良和链条振动的现象;同时也为了增加链轮与链啮合包角。,2.张紧方法,调整中心距,缩短链长,用张紧轮张紧,汽车与交通工程学院 汽车工程系,汽车与交通工程学院 汽车工程系,润滑方式,1. 人工给油;,2. 油杯滴油;,3. 油浴润滑、飞溅给油;,4. 用油泵强制润滑和冷却。,润滑油牌号:L-AN32、L-AN46、L-AN68,环境温度高或载荷大取粘度高的,反之取低的。,3.6.3 润滑,汽车与交通工程学院 汽车工程系,汽车与交通工程学院 汽车工程系,谢谢,

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