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链传动设计

时间:2020/1/11 15:05:35   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:14   评论:0

一、链传动的特点和应用

1、组成:链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。工作时,靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力。

2、特点:

1)由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动,所以可获得准确的平均传动比;

2)与带传动相比,链传动预紧力小,所以链传动轴压力小,而传递的功率较大,效率较高,链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作;
3)与齿轮传动相比,两轴中心距较大,制造与安装精度要求较低,成本低廉。
4)链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速,所以传动平稳性较差,工作时有噪音且链速不宜过高。
3、应用:适用于中心距较大,要求平均传动比准确的场合。传动链传递的功率一般在100kW以下,最大传动比链传动设计,链速不超过15m/s。本章主要讨论滚子链。

二、传动链的结构特点

1、滚子链

    滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5组成。内链板和套筒之间、外链板与销轴之间分别用过盈联接固联。滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。当内、外链板相对挠曲时,套筒可绕销轴自由转动。滚子活套在套筒上,工作时,滚子沿链轮齿廓滚动,减轻了齿廓的磨损。链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。因此,内、外链板间应留少许间隙,以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。内、外链板制成8字形,是为了使链的各剖面具有相近的抗拉强度,也可减轻链的质量和运动时的惯性力。

    传动链使用时首尾相连成环形,当链节数为偶数时,接头处可用内、外链板搭接,插入开口销或弹簧夹锁住。若链节为奇数,需采用一个过渡链节才能首尾相连,链条受拉时,过渡链节将受附加弯矩,所以应尽量采用偶数链节的链条。

    滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p、滚子外径d1和内链节内宽b1。其中,节距是滚子链的主要参数。节距增大时,链条中各零件的尺寸也要相应增大,可传递的功率也随之增大。但当链轮齿数一定时,节距越大,链轮直径D也越大,为使D不致过大,当载荷较大时,可用小节距的双排链或多排链。多排链的承载能力与排数成正比,列数越多,承载能力越高。但由于制造、安装误差,很难使各排的载荷均匀,列数越多,不均匀性越严重,故排数不宜过多,一般不超过四列。

    考虑到我国链条生产的历史和现状,以及国际上几乎所有国家的链节距均用英制单位,我国链条标准GB1243.1-83中规定节距用英制折算成米制的单位。链号与相应的国际标准链号一致,链号数乘以25.4/16mm即为节距值。后缀A或B分别表示A或B系列。A系列用于重载、重要、较高速的传动,B系列用于一般的传动中。

    滚子链标记:链号—排数*链节数    标准编号

    例:10A—1*88  GB1243.1--83

2、齿形链

    齿形链又称无声链。由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而成。每个齿的两个侧面为工作面,齿形为直线,工作时链齿外侧边与链轮轮齿相啮合来实现传动。

特点:工作平稳,噪音小,允许的链速高,承受冲击能力好,传动效率一般为0.95~0.98,润滑良好的传动可达0.98~0.99。但价格较高,重量较大,对安装、维护要求较高。

应用:适宜于高速传动;又实用于传动比大和中心距较小的场合,多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。

三、滚子链链轮的结构和材料

    链轮是链传动的主要零件,链轮齿形已标准化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸,选择材料及热处理方法。

1、链轮的基本参数及主要尺寸

    链轮的基本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。

2、链轮的齿形

    链轮的端面齿形是标准齿形,由弧aa、ab、cd、和直线bc构成--三圆弧一直线齿形。当选用这种齿形并用相应的标准刀具加工时,链轮齿形在工作图上不画出,只需注明链轮的基本参数和主要尺寸(节距p,节圆直径d,齿顶圆直径da,齿根圆直径df和齿数z),并注明“齿形按3R GB1244—85规定制造”即可。

    节圆—链轮上链条的销轴中心所在的圆,直径用d表示。

若已知p、z     链传动设计

    链轮轴向齿廓及尺寸,应符合GB1244—85的规定。在零件的工作图上应绘出链轮的轴面齿形,以便制造链轮切齿前的毛坯。

3、链轮的结构

    小直径----整体式;中等尺寸---孔板式;大直径---组合式(齿圈、轮芯用不同材料,用焊接或螺栓联接在轮芯上)。

四.链轮的材料

    材料应能保证轮齿具有足够的强度和耐磨性,常用碳钢、合金钢,齿面多经热处理。工作时,小链轮轮齿参与啮合的次数比大链轮多,磨损、冲击较严重,所以,小链轮的材料应较好,齿面硬度较高。

四、链传动的运动特性

    链条整体是一挠性体,但对单个链节,却是刚性体。所以链条绕在链轮上时,并非沿轮周弯曲成圆弧性,而是折成正多边形的一部分,此正多边形的边长为,边数为链轮的齿数。

    链轮每转一周,带动链条转过的长度为zp,所以链条的速度为

链传动设计 

    实际工作时,即使主动链轮以等角速转动,瞬时速度和瞬时传动比是变化的。

链传动设计

1、瞬时链速

    设链的主动边始终处于水平位置。链节在A点进入啮合,当旋转到B点时,下一链节进入啮合。设小链轮以匀角速转动

A点:链传动设计

C点:链传动设计

B点:链传动设计

任一位置:链传动设计     (β为铰链A在链轮上的相位角)

    由以上分析可知:在前一链节进入啮合到后一链节进入啮合的过程中,链条线速为

链传动设计链传动设计随β的变化而变化。链传动设计,β在链传动设计之间变化。链条这样忽快忽慢、忽上忽下,给链传动带来运动的不均匀和振动拍击,若齿数z越少或节距p越大---φ越大,运动的不均匀性越严重。

链传动设计

链传动设计

2、瞬时传动比

链传动设计

链传动设计变化。只有当链传动设计,且链传动的中心距恰为节距的整数倍时(只有具备上述条件,β、γ才能同步变化),传动比才能恒定不变(恒为1)。

3、链传动的动载荷

    链传动在工作过程中,链条和从动链轮都是作周期性的变速运动,因而造成和从动链轮相连的零件也产生周期性的速度变化,从而引起了动载荷。动载荷的大小与回转零件的质量和加速度的大小有关。

1)链条前进引起的动载荷为:链传动设计 N

                    式中:m---紧边链条的质量,kg;

                          ac---链条加速度,m/s2。

链传动设计

链传动设计时,链传动设计

2)从动链轮的角加速度引起的动载荷为:链传动设计

                       式中:J---从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量,kg.m2;

                             ω2---从动链轮的角速度,rad/s;

                              R2---从动链轮的分度圆半径,m。

3)vy变化引起的动载荷

    vy变化,使链条发生横向振动,甚至共振。对高速链传动,注意固有频率。

链传动设计

4)链节与链轮啮合瞬间,由于链与轮间的相对速度,引起链与论的冲击,冲击能量与速度、质量有关。

链传动设计

设质量集中在链节中点

链传动设计

式中:q---链条每米质量,kg/m。

      v0---链条与链轮相对转速,m/s。

      g---重力加速度,m/s2。

    综上所述:链传动中,由于链在轮上呈多边形随链轮转动时,引起链速和传动比都随时间作周期性的变化,导致运动不均匀并发生动载荷、冲击和振动现象,这是链传动的固有特性。为获得较平稳的链传动,设计时,合理选择各项运动参数(小节距、多齿数、限制链轮最高转速)。

五、链传动的受力分析

    链传动在安装时,应使链条受一定的张紧力,其张紧力是通过使链保持适当的垂度所产生的悬垂拉力获得的。链传动张紧的目的主要是使松边不致太松,以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象,因而所需的张紧力比带传动小得多。

    链在工作过程中,紧边和松边的拉力不等。若不计传动中的动载荷,链的紧边受到的拉力F1是由链传递的有效圆周力Fe、链的离心力Fc及链条松边垂度引起的悬垂拉力Ff三部分组成。

链传动设计    N

    链的松边所受的拉力F2由Fc及Ff两部分组成。

链传动设计

有效圆周力    链传动设计   N

    式中:P---链传动所传递的功率,kW;

          v---链速,m/s。

离心力引起的拉力    链传动设计  N

式中:q---单位长度链条的质量,kg/m。

      v---链速,m/s。

    悬垂拉力Ff的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关,在F’f和F”f中选大者。

链传动设计

链传动设计  N

式中:a---链传动的中心距,mm。

      q---单位长度链条的质量,kg/m。

      Kf—垂度系数。


标签:链传动设计 

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