链传动设计_图


时间:2020-08-13 11:52

  链传动设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。第五章 链传动 §5-1 链传动的特点及应用 §5-2 传动链的结构特点 §5-3 滚子链链轮的结构和材料 §5-4 链传动的运动特性 §5-5 链传动的受力分析 §5-6 滚子链传动的设计计算 §

  第五章 链传动 §5-1 链传动的特点及应用 §5-2 传动链的结构特点 §5-3 滚子链链轮的结构和材料 §5-4 链传动的运动特性 §5-5 链传动的受力分析 §5-6 滚子链传动的设计计算 §5-7 链传动的布置、张紧和润滑 思考题 链传动的特点及应用 链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。 特点及应用1 ◆ 与带传动相比,链传动能保持准确的平均传动比,径向压轴力小,适于低 速情况下工作。 ◆ 与齿轮传动相比,链传动安装精度要求较低,成本低廉,可远距离传动。 ◆ 链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。 ◆ 链传动主要用在要求工作可靠、转速不高,且两轴相距较远,以及其它不 宜采用齿轮传动的场合。 传动链的结构特点 传动链的结构特点1 传动链是链传动中的主要元件,传动链有滚子链和齿形链等类型。 一、滚子链 ◆ 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。 ◆ 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。 外链板 内链板 滚子 套筒 销轴 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。 虚拟现实中的滚子链 传动链的结构特点 链条的接头处的固定形式有: 传动链的结构 特点2 用开口销固定,多用于大节距链 弹簧卡片固定,多用于小节距链 设计时,链节数以取为偶数为宜,这样可 避免使用过渡链节,因为过渡链节会使链的承 载能力下降。 滚子链的规格和主要参数 传动链的结构特点 二、齿形链 传动链的结构特点3 齿形链又称无声链,它是一组链齿板铰接而成。工作时链齿板与链 轮轮齿相啮合而传递运动。 齿形链上设有导板,以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导 板和外导板之分。内导板齿形链导向性好,工作可靠;外导板齿形链的 更多说明 链轮结构简单。 齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。 圆销式 轴瓦式 60。 滚柱式 详细说明 与滚子链相比,齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好,工作可靠, 多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。 滚子链链轮的结构和材料 一、链轮的参数和齿形 ◆ 确定链轮的结构和尺寸; ◆ 选择链轮的材料和热处理方式; 链轮的结构和材 料1 链轮是链传动的主要零件,其齿形已经标准化。链轮设计的主要内容是: 链轮的基本参数: ◆ 配用链条的节距 p、滚子的最大外径 d1、排距 pt、齿数z。 链轮的主要尺寸见下图,链轮毂孔的直径应小于其最大许用直径dkmax。 d dg dk df da dg 链轮尺寸计算公式见 滚子链链轮的结构和材料 d r3 o3 c o b r1 1 a z o2 r2 a 180° 链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直 线的齿形(如左图所示)。图中,齿廓上 的a-a、a-b、c-d线段为三段圆弧,半径依 次为 r1、r2和 r3;b-c线段为直线段。 链轮的结构和材料2 二、链轮的结构和材料 ◆ 小直径的链轮可制成整体式; ◆ 中等尺寸的链轮可制成孔板式; ◆ 大直径的链轮可制成组装式。 整体式链轮 孔板式链轮 组合式链轮 ◆ 链轮的轴向齿廓及尺寸应符合国标GB1244-85的规定。 链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度,由于小链轮的工作 情况较大链轮的恶劣些,故小链轮通常采用较好的材料制造。 链轮材料表 链传动的运动特性 一、链传动的速度 分析 运动特性1 在链传动中,链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上,正多边形 的边长等于链条的节距 p。 链的平均速度为: v? z1n1 p zn p ? 2 2 60 ?1000 60 ?1000 链传动的平均传动比为: n z i? 1 ? 2 n2 z1 链条铰链A点的前进分速度 vx ? R1?1 cos ? 上下运动分速度 v y ? R1?1 sin ? 动画演示 15边 7边 链传动的运动特性 二、链传动的运动不均匀性 运动特性2 由上述分析可知,链传动中,链条的前进速度和上下抖动速度是周期 性变化的,链轮的节距越大,齿数越少,链速的变化就越大。 因为从动链轮的角速度为: ? 2 ? vx R ? cos ? ? 1 1 R2 cos ? R2 cos ? R1 cos ? 所以链传动瞬时传动比为: i ? ?1 ? R2 cos ? ?2 当主动链轮匀速转动时,从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比 都是周期性变化的,因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。 链传动的不均匀性的特征,是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边 形这一特点所造成的,故称为链传动的多边形效应。 链传动的运动特性 三、链传动的动载荷 运动特性3 链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动,从而 引起动载荷。 Fd1 ? mac 从动链轮的角加速度引起的动载荷为: F ? J d? 2 d2 R2 dt 链条前进的加速度引起的动载荷为: 链轮的转速越高、节距越大、齿数越少,则传动的动载荷就越大。链 节和链轮啮合瞬间的相对速度,也将引起冲击和动载荷。链节距越大,链 轮的转速越高,则冲击越强烈。 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ω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。 ω 链传动的受力分析 受力分析1 链传动在安装时,应使链条受到一定的张紧力,张紧的目的主要是使松 边不致过松,以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象。 链的紧边拉力为: 链的松边拉力为: F1 ? Fe ? Fc ? Ff F2 ? Fc ? Ff 其中:Fe为有效圆周力: F ? 1000 P e v Fc为离心力引起的拉力: Fc ? qv 2 Ff为悬垂拉力,与链条松边的垂度和传动的布置方式有关。 在上述各式中,P 为传递的功率(kW);v为链速(m/s);q为单位长度链 条的质量(kg/m)。 滚子链传动的设计计算 一、失效形式和额定功率 链传动的失效形式有链的疲劳破环、链条铰链的磨损、链条铰链的胶 失效图片 合以及链条的静力拉断。 设计计算1 额定功率 P0/kW 由滚子、套筒冲击 疲劳强度限定 额定功率曲线 由链板疲劳强度限定 0 由销轴和套筒胶合限定 小链轮转速n1 /(r/min) 上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见,在中等速 度的链传动中,链传动的承载要取决于链板的疲劳强度;随着链轮 转速的增高,链传动的多边形效应增大,传动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,并会出现铰链胶合现象, 使链条迅速失效。 滚子链传动的设计计算 二、滚子链传动的设计方法和步骤 1.链轮齿数 选择小链轮齿数Z1 ─→计算大链轮齿数Z2=iZ1。 小链轮齿数Z1过少─→运动不平稳严重。 小链轮齿数Z1过大─→增大了传动的尺寸和质量 。 详细说明 设计计算2 通常限制链传动的传动比i≤6,推荐的传动比i=2~3.5。 2.确定计算功率 计算功率Pca是根据传递的额定功率P,并考虑工作情况来确定的。 Pca ? K A P KA为链传动的工作情况系数。 3.链的节距 链的节距越大,承载能力就越高,但传动的多边形效应也要增大, 振动冲击和噪声也越严重。设计一般尽量选取小节距的链。 滚子链传动的设计计算 设计计算3 考虑到链传动的实际工作条件与标准实验条件的不同,引入修正系数, 链所需传递的功率按下式确定: KA P P0 ? Kz KL Km 式中: K 为小链轮齿数系数; z KL为链长系数; Km为多排链系数; 链条节距 p可根据功率P0和小链轮转速 n1由额定功率曲线)选取。 当润滑不良p93 4.链传动的中心距和链节数 链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。设计时一般 取中心距a0=(30~50)p,最大取a0max=80p。 滚子链传动的设计计算 链条的长度以链节数Lp来表示,链节数为: 设计计算4 Lp ? 计算出的Lp应圆整为整数,最好取为偶数,链传动的中心距为: 2a0 z1 ? z2 z ?z p ? ? ( 2 1 )2 p 2 2? a0 p? z1 ? z2 z1 ? z2 2 z2 ? z1 2 ? a ? ?( Lp ? ) ? ( Lp ? ) ? 8( ) ? 4? 2 2 2? ? 5.小链轮毂孔最大直径 根据小链轮的节距和齿数确定链轮毂孔的最大直径dkmax,若dkmax 小于安装链轮处的轴径,则应重新选择链传动的参数。 详细说明 6.低速链传动的静力强度计算 对于链速v<0.6m/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。 详细说明 例 5.1 选择并验算一带式输送机的链传动,已知传递功率 P=22kW,主动轮转速n1=750r/min,传动比i=3,工 况系数KA=1.4,中心距a≤800mm(可调节)。 设计依据及内容 解: 计 算 项 目 设计结果 1. 选择链轮齿数 (1) 小链轮齿数z1 (2) 大链轮齿数z2 (3) 实际传动比 2. 初定中心距a0 3. 确定链节数Lp 查表5.5,i=3时,推荐z1=23 z1=23 z2=z1i=23×3=69,取z2=69 i=z2/z1=69/23=3 取a0≈30p z2=69 i=3 a0≈30p 2 2a z ?z p ?z ?z ? 由式(5.6), Lp ? 0 ? 1 2 ? ? 2 1 ? p 2 a0 ? 2? ? 2 ? 30 p 23 ? 69 p ? 69 ? 23 ? ? ? ? ? ? ≈107.8 p 2 30 p ? 2? ? 2 取Lp=108(偶数) 计 算 项 目 设计依据及内容 设计结果 4. 计算额定功率P0 (1) 工况系数KA (2) 齿数系数Kz (3) 链长系数KL 已知, KA=1.4 查表5.7, Kz=1.23 查表5.8,KL=1.024 查表5.9,Km=1(单排) 由式(5.8), KA=1.4 Kz=1.23 KL=1.024 (4) 排数系数Km (5)计算额定功率P0 Km=1 KA P 1.4 ? 22 P0 ? ? kW K z K L K m 1.23 ?1.024 ?1 根据n1、P0查图5.10,选单排16A型 滚子链,p=25.4mm 因点(n1,P0)在曲线高峰值的左侧, 和所选系数Kz 、KL是一致的,故 P0 不需要重新计算 P0=24.5kW 5. 选定链条型号、 确定链条节距p 单排16A型滚子 链 p=25.4mm 计 算 项 目 设计依据及内容 设计结果 6. 验算链速v n1 z1 p 750 ? 23 ? 25.4 v? ? m/s 60 ?1000 60 ?1000 2 2 p ?? z1 ? z2 ? ? z1 ? z2 ? ? z2 ? z1 ? ? a ? ?? L p ? ?? ? L p ? ? ? 8? ? ? 4 ?? 2 ? ? 2 ? ? 2? ? ? ? 由式(5.1), v =7.3m/s, 合适 7. 计算理论中心距a 由式(5.9), 25.4 ?? 23 ? 69 ? ? 108 ? ? ?? ? 4 ?? 2 ? 2 2 23 ? 69 ? ? 69 ? 23 ? ? ? ?108 ? ? ? 8? ? ? mm 2 ? ? 2? ? ? ? ? a =764.8mm 8. 计算对轴的压力FQ 由式(5.10),FQ=1.2Fe=1.2×1000P/v =1.2×1000×22/7.3N 9. 结构设计及润滑 方式选择 小链轮d=186.54mm,实心式结构, 工作图如图5.12所示; 大链轮工作图设计及润滑方式选择略。 FQ=3616N 链传动的布置、张紧和润滑 一、链传动的布置 布置张紧和润 滑1 链传动一般应布置在铅垂面内,尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。 链传动的紧边在上方或在下方都可以,但在上方好一些 。 应尽量保持链传动的两个链轮共面,否则工作中容易脱链 。澳门太阳集团老板是谁, 二、链传动的张紧 链传动张紧的目的,主要是为了避免在链条的垂度过大时产生啮合不 良和链条的振动现象;同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。 弹簧力张紧 砝码张紧 定期调整张紧 链传动的布置、张紧和润滑 三、链传动的润滑 布置张紧和润滑2 链传动中销轴与套筒之间产生磨损,链节就会伸长,这是影响链传动 寿命的最主要因素。因而,润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑 的作用对高速重载的链传动尤为重要。 良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。 润滑油推荐采用牌号为:L-AN32、L-AN46、L-AN68等全损耗系统用油。 对于开式及重载低速传动,可在润滑油中加入MoS2、WS2等添加剂。 对于不便采用润滑油的场合,允许涂抹润滑脂,但应定期清洗与涂抹。 详细说明 1. 人工给油 润滑方式 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-AN48 环境温度高或载荷大取粘度高的,反之取低的。 甩油环 思考题 1. 链传动中,限制链轮最少齿数的目的是为了 ① 。 ①减小传动的运动不均匀性和动载荷 ②防止链磨损后脱链 ③使小链轮轮齿受力均匀 ④防止润滑不良时轮齿加速磨损 2. 若大链轮的齿数超过极限值120齿时,会引起 跳齿和脱链 。 3. 设计链传动时,链节数最好取 偶数 ,而链轮齿数最好取 奇数 。 4. 链传动张紧的目的主要是 ③ 。 ①同带传动一样 ②提高链传动工作能力 ③避免松边垂度过大引起啮合不良和链条振动 ④增大包角 ② 5. 链传动设计中,在满足所传递的功率条件下,宜选用 和 ③ 的链轮齿数. ①较大 ②较小 ③较多 ④较少 6. 链传动只能用于轴线 ④ 的传动中。 ①相交成900 ②相交成任一角度 ③空间900交错 ④平行 的链节距p 7. 图为一链传动与带传动的组合传动系 统。试分析该传动的布置是否合理。 带传动 链传动 n2=960 r/min n1=2900 r/min V F n3=380 r/min