第九章 链传动

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F f' K f qa 10 2 或F f'' ( K f sin ) qa 10 2中大者 Kf
垂度系数,见表9-11
工作时, 两边链条拉力不等 →F1≠F2
松边拉力 :
F2= Fc + Ff 离心 悬垂
(9-10)
紧边拉力 : F1 = Fe + Fc+ Ff 有效拉力
传动链按结构形式分:滚子链、齿形链
节距 p
(一)、滚子链 (1)结构
外链板 销轴 (2)基本参数:p、d1、b1, pt 滚子 (3)链条标准: A、B 系列 套筒 内链板 pt排距 L
滚 d1 子 外 径
静配合:内链板与套筒
外链板与销轴 动配合:套筒与销轴 滚子与套筒
链接头:
奇数节(过度链节受弯曲应力)
dvx d ac R11 cos R112 sin dt dt 180 0 / z1时 a c max
Fd 1 ma c
12 p 180 0 R112 sin z1 2
2、从动轮角加速度引起的动载荷
Fd 2
J d 2 R2 dt
此外链条上下抖动→动载荷
偶数节 ----尽可能的选用偶数节 链标记: 链号 排数

链节数 标准编号
链号数乘以25.4/16mm即为链节距
如:08A-2 88 GB1243.1-83表示:A系列、节距12.7mm、双排、
2、齿形链:
§9-3滚子链链轮的结构和材料
链轮是链传动的主要零件,齿形已标准化 确定结构及尺寸,选择材料和热处理。 (一)、链轮的基本参数和基本尺寸 链轮的主要参数是配用链条的节距 P ,套筒的最大 外径d1,排距pt,及齿数z 基本尺寸见表(9-3)

第9章 链传动

第9章 链传动

n1↑— ω 1↑
p↑ a↑
动载荷↑
z1 ↓
2、链条的垂直分速度 v 周期性变化(大小、方向) 链条横向振动。 3、链条进入链轮瞬间,产生冲击 附加动载荷。
4、链和链轮的制造误差以及安装误差。 5、由于链张紧不好、链条松弛
——在起动、制动、载荷变化等情况下——惯性冲击
经分析可知: 链传动的运动不均匀性和动载荷是链传动的固有特性。
V2 V 2′ D γ
V 1′ B A
V
180 180 v R cos R cos 前进方向分速度: 1 1 1 1 z z1 1 180 180 垂直方向分速度: v1 ' R11 sin z R11 sin z 1 1
2)设链的紧边(即主动边)在传动时, 始终处于水平位置。
2.链传动的瞬时链速V瞬
图示为链条的销轴中心A在主动轮上啮进,销轴中心D在从动轮上啮 出的速度分析。设主、从动链轮分别以角速度ω 1、 ω 2转动,其分 度圆半径为R1、R2,销轴中心A亦随之作等速圆周运动,其圆周速度 V1=R1ω 1;销轴中心D的圆周速度V2=R2ω 2。
排数↑—承载↑ 但:排数↑↑——限于链条 的制造与装配精度,各排链 承受的载荷不易均匀 ∴ 排数不宜过多
链节数Lp :链条节头数目。整数,一般为偶数。 偶数节:
接头处可用: 开口销(大节距) 或弹簧卡片(小节距)
偶数节:
过渡链节: 奇数节: 产生附加弯矩,承 载↓ ∴ 避免采用奇数 链节。
2. 滚子链和链轮啮合的基本参数 (1) 节距p
缺点: 1)只能实现平行轴间链轮的同向传动; 2)瞬时传动比不恒定,传动效率低; 3)磨损后易跳齿; 4)工作时有噪声;

[机械设计] 第九章 链传动

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链传动的运动特性
二、链传动的附加动载荷
• 影响因素
链条的变速运动,引起附加动载荷 链的加速度:
z↓导致 , ( p )
变化范围↑
附加动载荷↑
a
dv dt
R11 sin
d
dt
R112 sin
链轮转速↑
1 时:
2
a 随变化
• 设计中应选用多齿数链轮,
小链节链条,限制转速
amax
R112
sin
多边形效应
v′变化 上下抖动
链传动的运动不均匀性—多边形效应
◆ 从动轮:
轮圆周速度 v R v / cos
其中: 2 2
2
2
2
360 z2
— 9-5
2
R2
v
cos
由 v R22 cos R11 cos
瞬时传动比 i 1 R2 cos 2 R1 cos
— 9-7
瞬时速比变化 主动轮等速,从动轮周期变速
外链板
滚子
外链板
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间 内链板
(即内外链板之间)有相对运动
滚子
套筒
销轴
那里有相对
运动?
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, 一般不超过4排
复习
传动链的结构特点2
2、链条接头处的固定形式有:
于开 大口 节销 距固 偶定 数, 链多 节用
A系列、节距 p = 12.7mm,单排,86节
传动链的结构特点
二、齿形链
适用于高速或运动精度要求较高的场合传动链的结构特点3
由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而成; 工作时链板齿与

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讨论
当△p一定时,Z大→外移量△d大, 故跳齿脱链易发生于大链轮上 或当△ d 一定时,Z大→允许增长量△ p小, 故跳齿脱链易发生于大链轮上 信电分院
为什么链轮齿数应选与链节数互为质数的奇数齿。 因为链节数通常为偶数,为考虑磨损均 匀,故链轮齿数应选与链节数互为质数 的奇数齿。
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3.节距p和排数
机 械 设计
( Design of Machinery)
第九章
链传动
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第九章 链传动
§9-1 概 述 §9-2 传动链的结构特点 §9-3 §9-4 §9-5 §9-6 §9-7 链传动的工作情况分析 滚子链传动的失效形式及功率曲线图 滚子链传动的设计计算 滚子链链轮的结构设计 链传动的布置、张紧和润滑
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§9-1


一.工作原理:啮合传动 二.优缺点
优点:1.适于远距离传动,重量轻尺寸小。 2.i平(=n1/n2)为定值,效率高。 3.压轴力小。 4.在温度高、湿度大等恶劣环境下工作。 缺点:1.i瞬(=w1/w2)不为常数,易产生动载荷 2.两轴只能平行放置 3.制造成本稍高
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分析 节距P 大(齿数少)→运动不均匀性则明显
(因为此时β、γ变化范围大)
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二.动载荷——不可避免
1.速度冲击
v R 1w1 cos dv d a R 1w 1 sin R 1w 21 sin dt dt 180 o 2 p a max R 1w1 sin i w 1 Z 2
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§9-5 滚子链传动的设计计算
一.原始数据: 功率P、转速n1、n2(或i)、中心距a及工作条件等 二.设计内容: 1.选择链号,确定尺寸(节距、排数、长度) 2.定实际中心距a 3.链轮结构设计

第九章.链传动

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即使主动轮角速度W1恒定,i不恒定 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,以及瞬时传动比的不恒 定,运动呈有规律的周期性的波动。 -----链传动的运动不均匀性 -----链传动的多边形效应之一
2、链传动的动载荷 ①链速变化引起冲击
dv d11 d112 a ( sin ) sin dt 2 t 2 1 12 P (d1 P / sin( 180 / z1 )) amax 2 2
当销轴和套筒磨损后,链节距的增长量Δp和节圆由分度圆 的外移量Δd有如下关系:
当节距p一定时,齿高就一定,也就是说允许的节圆外 移量Δd就一定,齿数越多,允许不发生脱链的节距增长量 Δp就越小,链的使用寿命就越短。
小链轮的齿数可根据链速选择。 由于链节数通常是偶数,为考虑磨损均匀,小 链轮齿数一般应取奇数。 通常限制链传动的传动比i≤6,推荐的传动比 i=2~3.5。 (2)、链的节距和排数 计算功率 KA.P (KW) KA——工况系数 KZ——小链轮齿数系数 KP——多排链系数
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。传动比≤8,P≤100KW,V≤15m/s
§9—2 链传动的零件和材料
1. 传动链
传动链可分为:套筒链;滚子链;齿形链;成型链
滚子链
滚子链是一种常用的传动链。 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所 组成,内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联 接,滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
1
2
变化情况→刚进入啮合→达顶点→退出啮合

前进V Vmin

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§ 9-2 传动链 一、滚子链 1.结构:五部分:滚子1,套筒2, 销轴3,内链板4 ,外链板5 。
主要参数:p(承载能力)、d1 、b1 (内链 板内宽),Pt(排距) 排数:单排、双排、多排(3,4) 链节数Lp:偶数(避免过渡链节) 接头型式: 开口销:大节距 弹簧卡片:小节距(开口与运动 方向相反)
运动,寿命,承载能力 尽量:小节距,单排链 高速、大功率 小节距,多排链 a小,i大 i小——大节距,单排链。 按 P0 n1——图 9-13 K AP P0 KZ KL KP
KA——工作情况系数 (表9-9)
输入动力种类 工 况 平稳载荷 中等冲击 严重冲击
内燃机 ——液力传动 电动机 或汽轮机 内燃机 ——机械传动
公式符号 i S Z1 Z2 KA KL v F1 QS p 传动比


单 位
静强安全系数 小链轮齿数 大链轮齿数 工作情况系数 链长系数 链速度 链的紧边工作拉力 压轴力 各种链节距(J--控制变量) m /s kN kN mm
标识符 P0 KZ Z,JZ KP Q(J) A LP D DA DF
例题 设计拖动某带式运输机用 的链传动。已知:电动机功率 P=10kW,转速n=970r/min,电动机 轴颈D=42mm,传动比i=3,载荷平 稳,链传动中心距不小于550mm(水 平布置)。 [解] 采用滚子链传动,设计步骤及 方法如下: 1. 选择链轮齿数 Z1 Z2
2. 计算功率Pca
3. 确定链条链节数Lp 4. 确定链条的节距p 5. 确定链长L及中心距a
6. 验算链速
7. 验算小链轮毂孔dk 8. 作用在轴上的压轴力
计算机辅助设计
(Computer Aided Design,CAD)

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荷,链节距越大,
链轮的转速越高,
则冲击越强烈。
现象:多边形效应
杜永平 链传动
链轮的转速越高,节距越大,齿数越少,则惯性 力就越大,相应的动载荷也就越大。
杜永平
链传动
五、链传动的受力分析 链的有效圆周力
链的紧边拉力 链的松边拉力 链的离心拉力
P Fe F1 F2 1000 v
F1 Fe Fc Ff F2 Fc F f
杜永平 链传动
链节数Lp0与中心距a0的关系
2a0 z1 z2 z2 z1 2 p Lp 0 ( ) p 2 2 a0
圆整,最好取偶数LP 链传动的理论中心距:
p z1 z2 z1 z2 2 z2 z1 2 a [(Lp ) ( Lp ) 8( ) ] 4 2 2 2
杜永平 链传动
杜永平 链传动
i<1.5,a>60p(i小a大场合) 两轮轴线在同一水平
面,松边应在下面,
否则下垂量增大后,
松边会与紧边相碰, 需经常调整中心距。
杜永平
链传动
i、a为任意值(垂直传动场合)
两轮轴线在同一铅垂面内,下垂量增大,会减
小下链轮的有效啮合齿数,降低传动能力。
为此应采用: 中心距可调;
杜永平
链传动
三、滚子链链轮的结构和材料
1. 链轮的主要尺寸和基本参数 链轮的基本参 数是配用链条的 节距 p、套筒最 大外径d1、排距 pt、齿数z
杜永平
链传动
链轮主要尺寸按公式计算(见表9-3)
分度圆d
齿顶圆da
齿根圆df
杜永平
齿侧凸缘直径dg
链轮毂孔直径dk
链传动
2. 链轮齿形 GB/T1243-1997没有规定具体的链轮齿

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9.2.2 滚子链的标准
我国目前使用的滚子链的标准为GB/T 1243—1997, 分为A、B两个系列,常用的是A系列。国际上链节距 均采用英制单位,我国标准中规定链节距采用米制单 位(按转换关系从英制折算成米制)。对应于链节距有 不同的链号,用链号乘以25.4/16mm所得的数值即为 链节距p(mm)。 滚子链的标记为: 例如:08A—1×88 GB/T1243—1997 表示:A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链。
(b)
(c)
9.5.2 张紧
目的:控制垂度 方式:调整中心距 加张紧轮 托板 截取链节
§9-3 链传动的运动特性
1.链的运动不均匀性
当链轮转速为n1、n2时
Vm V Z1 Pn1 Z 2 Pn2 60 1000 60 1000
im i
i瞬
n1 Z 2 const Z1 n2
W1 const W2
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,作有规律的周期性的动。
§9-2 滚子链的结构及标准
9.2.1 滚子链的结构 内链板与套筒、外 链板与销轴间均为 过盈配合;套筒与 销轴、滚子与套筒 间均为间隙配合。
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,一般 不超过4排。
滚子链
接头形式
9.4.3 链传动的设计计算
1.一般设计链传动时的已知条件为: 传动的用途和工作情况,原动机的类型,需要传递的 功率,主动轮的转速,传动比以及外廓安装尺寸等。 2. 链传动中链条是标准件,因此,链传动的设计计算一 般包括: 根据工作要求选择链条的类型、型号、链节距、链节 数及排数,选择链轮的齿数、材料、结构,绘制链轮 工作图并确定传动的中心距,确定润滑方式等。
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14.5典型例题分析
14.4.6题解
1、传动比i=n1/n2=970/330=2.94
2、中心距a=(30~50)p
3、假设链速V=3~8m/s,由传动比i=2.94,小链轮齿数取21~25,计算是选取不同的链排数,可
有三个方案,计算结果列表如下:
方案
链排数
链节距/mm
润滑条件
1
1
15.875
油浴或飞溅
第九章链传动
14.1选择题
14.1.1链传动和带动相比,其主要优点是。
a)工作时平稳,无噪音b)制造费用低
c)寿命长d)能保持准确的传动比
14.1.2链传动中作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小,着主要是由于。
a)这种传动一直用来传递小功率
b)链速较高,在传递相同功率时,圆周力小
c)啮合传动,无需很大的初拉力
12.2.10传动比i不宜过大,否则
通常要求包角α1传动比i。
114.3简答题
14.3.1与带传动及齿传动相比,链传动有哪些优缺点?
14.3.2滚子链中滚子的作用是什么?为什么链片一般制成8字型?
14.3.3链节距是如何定义的?链轮节圆指的是那个圆?如何计算节圆直径?
14.3.4链传动的平均传动比是否也等于链轮节圆直径反比?为什么
14.1.9为了限制链传动的动载荷,在节距p和小链轮的齿数Z1一定时应该限制。
a)小链轮的转速n1b)传递的功率p
c)连链条的速度V d)传递的圆周力F
14.1.10链磨损后会导致。
a)销轴的破坏b)套筒的破坏c)链板的破坏
d)破坏链条和链轮的啮合(脱链)
14.1.11链传动设计中,一般推荐大链轮齿数不超过120,这是为了。
14.3.12图示为链传动和带传动组成的减速传动装置简图,指出其存在问题,分析其原因,并指出改进的措施。
14.3.13图示几种链传动的布置形式,当小链轮为主动时,它应按什么方向旋转比较合理?
14.4.1计算题
14.4.1某标记为滚子链16AGB1243.1-83的链条传动,其主动链轮齿数Z1=21,转速n1=730r/min,试求该链传动的平均速度V、瞬时最大链速Vmax和最小链速Vmin。
14.4.3图示套筒滚子链传动,链轮中心位置以链节数表示,并标注在图中,轮1为主动链轮,Z1=15,n1=500r/min,链节距p=12.7mm,轮2和轮3均为从动链轮,齿数Z2=20,Z3=25,轮2轮3各输出功率1.2KW,载荷平稳。试求:
①轮1和轮2、轮2和轮3之间的拉力;
②验算链传动的静强度(链列数为1)。
14.4.2图示带式输送机中,电动机功率P=7.5KW,电动机转速n1=720r/min,传动系由套筒滚子链传动和减速器组成。小链轮与电动机相联接,齿数Z1=19,大链轮与减速器相联接,齿数Z2=69,带式输送机鼓轮最大圆周速度V=0.3m/s。现拟将鼓轮圆周速度提高到V=0.45m/s,而鼓轮圆周力,既带的有效拉力不变,同时电动机改为功率P=10KW,转速不变,减速器强度认为足够,仅将大链轮齿数改为Z2'=46,其他不变,此种改法是否可行?通过简单计算加以说明。
14.1.5为了减少链传动的运动不均匀性及减轻冲击及动载荷,通常采用,并限制链轮的极限转
速。
a)较小的链节距和较多的链轮齿数
b)较小的链节距和较少的链轮齿数
c)较大的链节距和较多的链轮齿数
14.1.6从链传动的运动分析知。
a)传动比和齿轮一样不变b)与皮带传动一样传动比减小
c)平均传动比准确,但瞬时传动比是变化的
14.2.2在一定使用寿命和润滑良好条件下,链传动的许用功率曲线应在
范围之内。
14.2.3套筒滚子链传动的许用功率曲线是在下列条件下实验得到,有、
、、、、、
、等情况,实际应用中,与上列条件不同时,应作
修正。
14.2.4链节距越大,链轮齿数越少,则增加。反之当链速一定时,链节距越小和链轮齿数越多,则降低。
d)链的质量大,离心力也大
14.1.3链传动属于。
a)两零件直接接触的啮合传动b)两零件直接接触的摩擦传动
c)带有中间挠性件的啮合传动d)带有中间挠性件的摩擦传动
14.1.4一般套筒滚子链节距的选择是。
a)在满足最大承载条件下尽量选择小值
b)在满足传递功率的前提下尽量选择较小的节距
c)在满足不脱链的条件下,尽量选取较小值
2
2
12.7
油浴或飞溅
3
5
9.525
滴油
根据上述表格分析哪种方案最佳?为什么?
返回
14.1.13链条的节数宜采用。
a)奇数b)偶数c)5的倍数d)10的倍数
14.1.14速度不太低,润滑良好,具有防护罩的链传动,其失效形式是。
a)销轴在工作中磨损,使链条的节距增大,不能正确啮合
b)链条的静强度不够而被拉断
c)链板的疲劳断裂或链条其它零件工作表面的点蚀,胶合
14.1.15为了避免某些链节总是和链轮上某些齿重复啮合,以保证链节磨损均匀,。
a)保证链轮轮齿的强度b)保证链传动的平稳性
c)当链的磨损引起的相对伸长量不超过3%时仍可保证链和链轮的啮合
d)限制传动比的选择
14.1.12采用多列链可以提高链传动的承载能力,但缺点是。
a)因制造误差造成各列受力不均,承载能力不能按列数成倍增长
b)比单列的重量增大c)链传动的冲击作用增强d)要求采用较宽的链轮
14.4.4已知某套筒滚子链传动,采用12A(节距p=19.05mm),主动链轮齿数Z1=19,链速V=6m/s,问该链传动能传递的功率为多少?
14.4.5设计一带式输送机用套筒滚子链传动,已知电动机的驱动功率p=5.5KW,n1=960r/min,n2=300r/min,载荷平稳,单班制工作。
14.4.6设计一压气机的链传动,已知电动机型号为Y160L-6,功率P=11KW,n1=970r/min,电动机能沿滑轨移动,压气机转速n2=330r/min,两班制工作,工作平稳,传动中心距不大于660mm。
14.1.7若要使链传动的瞬时传动比也等于常数,则它的允要条件是。
a)大链轮齿数Z2上小链轮齿数Z1的整数倍
b)Z2=Z1c)Z2=Z1,且中心距A是节距p的整数倍
d)Z2=3Z1,A=40p
14.1.8从链传动的运动分析知,链传动的动载荷。
a)与齿轮一样随基节误差增大而增大
b)随链节距的增大而增大c)随转速及节距的增大而增大
14.2.5链速的提高受到限制,所以一般最好不要超过。小链轮的转速n1应。
12.2.6链轮齿数对链传动及影响很大,齿数太少时将①


12.2.7尽量选取较小的链节距是为了减轻对于重载可采用。
12.2.8对于传动,应进行静强度校核,静强度安全系数应该是。
12.2.9链轮齿数太多时,链节磨损后易于从而缩短使用寿命,对于套筒滚子链推荐使用Zmax〈〈。
a)链节数LP和Z均要取奇数b)LP和Z均要取偶数
c)LP取奇数,Z取偶数d)LP取偶数,Z取奇数下,这样。
a)链条可平稳工作,噪音降低b)松边下垂后不致与紧边相碰
c)可减轻链条的磨损d)可使链传动达到张紧的目的
14.2填空题
14.2.1链传动中心距较小时,链节数少的传动使。而中心距太大,链节数多推荐〈a〈。
14.3.5为什么链传动的平均运动速度是个常数?而瞬时运动速度在作周期性的变化?
14.3.6为什么链轮的节距越大,齿数越少,链速的变化也就越大?
14.3.7何谓链传动的多边形效应?它是如何产生的?它对链传动有什么影响?
14.3.8滚子链的计算方法是什么?高速、中速、低速传动链的速度是如何划分的?它们各自的设计准则是什么?
14.3.9滚子链的许用功率曲线是在哪几种特定条件下由实验得到的?其中综合考虑了哪几种失效形式?
14.3.10链传动设计中,推荐的传动比i=2~3.5,推荐的链速一般为0.6~12m/s,推荐的中心距范围一般为a=(30-50)p,为什么?
14.3.11图示两个传动方案,链传动和齿轮传动所取的传动参数完全相同,只是传动的布置方法不同,问哪个方案合理?
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