机械设计基础链传动ppt课件.ppt
机构与机械传动,链传动,第八章 链传动,链传动是一种具有中间挠性件（链条）的啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的一些特点，同时具有刚、柔特点，是一种应用十分广泛的机械传动形式。,第一节 链传动的特点、应用和类型,一、链传动的组成,链传动的组成主动链轮、从动链轮、绕在两链轮上的闭合链条两链轮应位于同一平面内，且轴线必须平行。工作原理靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力,二、链传动的特点,与带传动相比，链传动主要有以下优点：（1）链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；效率较高；（2）结构紧凑，需要的张紧力小，作用在轴上的压力较小，可减少轴承的摩擦损失；（3）结构简单，加工成本低；（4）对工作条件要求较低，能在高温、多尘、油污等恶劣的环境中工作。与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单。,链传动的缺点：链传动不能保持恒定的瞬时传动比，只能用于平行轴之间的同向传动，不宜用于载荷变化大或急速反转的场合。由于链节是刚性的，传动中有一定的动载荷和冲击，传动平稳性差，工作有噪声，适用于低速传动。链传动的应用：链传动主要用于两轴相距较远、工作条件恶劣、不宜采用带传动和齿轮传动的场合，要求平均传动比准确但不要求瞬时传动比准确的场合。广泛应用于农业、矿山、冶金、运输机械中。在船舶机械中，用于主动凸轮轴的传动机构及喷油和排气阀定时的传动机构等。,链传动一般适用范围：传递功率小于100KW，中心距小于57m，传动比小于8，链速小于15m/s。链传动传动效率为0.950.98.,三、链传动的类型,按用途不同两条可分为链传动、起重链和曳引链。传动链主要用于传递运动和动力。起重链一般用于提起重物，如船舶机械中的锚链。曳引链主要用于传递机械，如电梯。,传动链,起重链,曳引链,传动链又有齿形链和滚子链两种。齿形链运转平稳，噪音小，又称无声链，适用于高速、运动精度高的传动中，但制造成本高，重量大。在传动链中，常用的是滚子链，滚子链已标准化，它的结构简单，磨损较轻，应用广泛。,第二节 滚子链和链轮,一、滚子链的结构,滚子链是一种标准件。由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。,配合状况:内链板、套筒之间过盈配合外链板、销轴之间过盈配合套筒与销轴之间间隙配合(构成铰链，便于内外链板能作相对转动)套筒与滚子之间为间隙配合(滚子沿轮齿滚动减少轮齿磨损) 链板形状的特点8字形，减轻重量，等强度,为了减少质量，从而减少传动过程中的惯性矩，并使各横截面上的抗拉强度接近相等，内链板和外链板一般做成“”形。传动时，通过套筒绕销轴自由转动，可使内、外链板之间作相对转动。同时滚子在链轮的齿间滚动，可减轻链轮轮齿的磨损。,滚子链有单排链、双排链和多排链。多排链的承载能力与排数大致成正比；传动功率较大时，使用多排链。由于精度原因，链排数不宜过多，实际应用中排数一般不超过4。,链传动在使用时封闭为环形，当链接为偶数时，正好是外链板与内链板相接，可用开口销和弹簧卡固定销轴。若链节数为奇数，则需采用过渡链接。过渡链接的链板会产生附加的弯矩，一般应避免使用，最好使用偶数链节。,滚子链已经标准化，由专业工厂生产。我国目前采用的标准为GB/T 12434-1997，包括A、B两个系列，A系列用于重载、较高速和重要的传动，B系列用于一般传动。常用的是A系列。,二、滚子链的标准,滚子链分为A、B两大系列。A系列是符合美国链条标准的尺寸规格：B系列是符合欧洲（以英国为主）链条标准的尺寸规格，相互之间除节距相同外，其他方面有本系列自身的特点。,滚子链的基本参数包括节距p，滚子外径dr和排距pt。链节距p是指链条上相邻两销轴中心的距离，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。对应不同的链号，链节距p的计算公式为p=链号数25.4/16（mm）,滚子链的规格用链号来表示，不同的链节距有不同的链号。滚子链的标记方法为链号-排数链节数 国家标准代号例如：A系列滚子链，节距为19.705mm，链节数为100，其标记方法为12A-2100 GB/T1234-1997链节距越大，承载能力越高，但运动的不平稳性、动载荷和噪声越严重。因此，设计时，在满足承载能力的前提下，应尽量选取小节距的单排链，重载时，可选择小节距的多排链。,三、链轮的结构,相对应于标准化的滚子链，其链轮的齿形也是标准化的。对于链轮设计主要是确定结构尺寸、材料等。,端面齿形 ：三圆弧一直线,1.链轮的基本参数和主要尺寸链轮的主要参数为齿数z、节距p（与链节距相同）和分度圆直径d。分度圆是指链轮上销轴中心所处的被链条节距等分的圆。链轮主要尺寸计算公式为：分度圆直径,链轮主要尺寸计算公式为：齿顶圆直径,齿根圆直径,2.链轮的齿形链轮齿形的要求是应能平稳而自由地进入和退出啮合，受力良好，不易脱链，便于加工制造。国家标准GB/T1243-1997规定滚子链链轮端面齿形有两种形式：二圆弧齿形（左）和三圆弧一直线齿形（右，常用）。,链轮的齿形用标准刀具以范成法（展成法）加工，在其工作图上一般不绘制端面齿形，只需注明按GB/T1243-1997齿形制造和检验即可。但为了车削毛坯，需将轴向齿形画出，其具体尺寸可以查机械设计手册。,3.链轮的结构链轮的直径小时通常制成实心式，直径较大时制成孔板式，直径很大时（200mm）制成组合式，可将齿圈焊接到轮毂上，或采用螺栓连接。,实心式,腹板式,孔板式,轮辐式,齿圈式（组合式）,4.链轮材料链轮轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，齿面需要进行硬化处理。常用材料为中碳钢（35、45钢），不重要场合则用Q235A、Q275A钢，高速重载时采用合金钢，低速时大链轮可采用铸铁。由于小链轮的啮合次数多，小链轮的材料应优于大链轮，并应进行热处理。补充概念：发黑是金属热处理的一种常用手段，原理是使金属表面产生一层氧化膜，以隔绝空气，达到防锈目的。外观要求不高时可以采用发黑处理，钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。（如碳素工具钢）,第三节 链传动的运动特性,一、平均速度和平均传动比,链传动为啮合传动，但为非共轭齿形， 不能保证瞬时传动比不变，只能保持平均传动比不变。,整条链：挠性体,单个链节：刚性体,链传动工作时，链条以折线形状绕在链轮上，相当于链绕在边长为链节距p、边数为链轮齿数z的多边形轮上。链轮转过一周，随之转过的链长为zp。设主动轮和从动轮转速分别为n1、n2（r/min），则链的平均速度为 （节距p的单位是mm）,实际上，由于多边形产生的影响，即使主动轮以等角速度转动，链速和瞬时传动比也是不断地做周期性变化的。,链传动的平均传动比：,链传动的链速和传动比在每一瞬间都是变化的，而且是按每一链节的啮合过程作周期性变化。假设链条的上边始终处于水平位置，铰链A已进入啮合。主动轮以角速度1回转，其圆周速度为v1=d1 1/2，将其分解为沿链条前进方向的分速度v和垂直该方向的分速度v，则v和v的值分别为,二、瞬时链速和瞬时传动比,第四节 链传动的布置、张紧、润滑和主要失效形式,一、链传动的布置,链传动的布置是否合理，对传动的工作能力及使用寿命都有较大影响。通常，链传动的两轴线应平行布置，两链轮应位于同一平面内，否则易引起脱链和不正常磨损。链条应使主动边（紧边）在上，从动变（松边）在下，以避免松边垂度过大时链与齿轮相干涉或紧、松边相碰。一般宜采用水平或接近水平的布置。,如果两链轮中心的连线不能布置在水平面上，应使其与水平面的夹角45。应尽量避免中心线垂直布置，以防止下齿轮啮合不良，降低传动效率。如需要链轮垂直布置，可将上下两轮偏执，使其不在同一铅垂面内，或采用张紧轮。,二、链传动的张紧,链传动需要适当张紧，以免垂度过大而引起啮合不良。一般情况下链传动设计成中心距可调整的形式，通过调整中心距来张紧链轮。也可采用张紧轮张紧，张紧轮应设计在松边，且靠近带轮处。,三、链传动的润滑,链传动的润滑是影响传动工作能力和寿命的重要因素之一，润滑良好可减少铰链磨损。润滑方式可根据链速和链节距的大小选择。润滑油应加于松边，以便润滑油渗入各运动接触面。润滑油一般采用L-AN32、L-AN46、L-AN68油。,四、链传动的失效形式,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。常见的失效形式如下：1.链板疲劳破坏由于链条松边和紧边拉力不等，在其反复作用下经过一定的循环次数，链板发生疲劳裂缝。在正常润滑条件下，一般链板首先发生疲劳锻炼，其疲劳强度成为限定链传动载荷能力的主要因素。,2.滚子和套筒的冲击破坏链传动在反复启动、制动或反转时产生巨大的惯性冲击，会使滚子和套筒发生冲击疲劳破坏。,3.链条铰链磨损链的各元件在工作过程中都会有不同程度的磨损，但主要磨损发生在铰链的销轴与套筒的承压面上。磨损使链条的节距增大，容易产生跳齿和脱链。一般开式传动时极易产生磨损，减低链条寿命。,4.链条铰链的胶合当链轮的转速达到一定值时，链节啮入时受到的冲击能力增大，工作表面的温度过高，销轴和套筒间的润滑油膜被破坏而产生胶合。胶合限制了链传动的极限转速。5.静力拉断在低速、重载或严重过载的场合，当载荷超过链条的静力强度时导致链条被拉断。,
