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　　北京电子科技职业学院机械工程学院毕业设计链传动设计一、链传动概述链传动由两个链轮和绕在两轮上的中间挠性件——链条所组成靠链条与链轮之间的啮合来传递两平行轴之间的运动和动力，属于具有啮合性质的强迫传动其中，应用最广泛的是滚子链传动 图 链传动简图 图 链条实物1.1链传动的特点与带传动、齿轮传动相比，链传动的主要特点是：没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，传动效率较高（封闭式链传动传动效率=0.95～0.98）；链条不需要象带那样张得很紧，所以压轴力较小；传递功率大，过载能力强；能在低速重载下较好工作；能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合但链传动也有一些缺点：瞬时链速和瞬时传动比不为常数，工作中有冲击和噪声，磨损后易发生跳齿，不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用1.2链条的种类通常将链条划分为传动链、输送链、曳引链和专用链四大类作为传动链主要有短节矩精密滚子链，简称为滚子链；短节矩精密套筒链，简称套筒链；齿形链，也称无声链以及成型链目前应用最广的是滚子链，它已经被标准化了图 滚子链结构1.3链传动的应用作为主机的重要配件，链传动市一中应用钢钒的重机械基础件。

　　目前，我国年产各种滚子链约5000万米，产值近10亿元主要用于农业机械、石油机械、起重运输机械、冶金矿山机械、工程机械与过程装备等机械设备中现代链传动技术已使滚子链能传递几千马力，线%高速齿形链的安全使用速度已达40m/s，效率可达99%摘要：链传动、滚子链、特点、种类、应用二、滚子链和链轮2.1滚子链的结构形式、基本参数和主要尺寸滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成销轴3与外链板2、套筒4与内链板1分别用过盈配合联接而销轴3与套筒4、滚子5与套筒4之间则为间隙配合，所以，当链条与链轮轮齿啮合时，滚子与轮齿间基本上为滚动摩擦套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦链板一般做成8字形，以使各截面接近等强度，并可减轻重量和运动时的惯性图 双排滚子链结构图 连接链节及过渡链节链传动的使用范围是：传动功率一般为100kW以下，效率在0.92～0.96之间，传动比i不超过7，传动速度一般小于15m/s滚子链是标准件，其主要参数是：链节距p，它是指链条上相邻两销轴中心间的距离GB1243.1-83规定滚子链分A、B两个系列表中的链号数乘以25.4/16即为节距值，表中的链号与相应的国际标准一致。

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　　2.2.2链轮齿形滚子链与链轮的啮合属非共轭啮合，其链轮齿形的设计可以有较大的灵活性GB1244-85仅规定了最大齿槽形状和最小齿槽形状，即只规定润虚的齿形变动范围，而不是规定某一种确定的齿形试验和使用表明，这种齿形在一般情况下对链传动性能不会有很大影响，各种标准齿形的链轮可以进行互换2.2.3链轮材料及结构链轮材料应保证有足够的强度及耐磨性，故齿面要经过热处理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小直径链轮可制成实心式，中等直径的链轮可制成孔板式，直径较大的链轮可制成组合式，轮缘与轮芯可选用不同材料，便于更换三、链传动的运动分析和受力分析3.1链传动的运动不均匀性由于链条是刚性链节用铰轴铰接而成，当链与链轮啮合后便形成折线，链传动相当一对多边形链转动设z1、z2两链轮的齿数，P为节距，n1、n2为两链轮的转速，则平均链速及平均传动比为实际上即使主动链轮的角速度ω1为常数，链速ν和从动轮角速度ω2都是变化的正确啮合的连跳与链轮，销轴中心位于链轮分度圆上，当主动链轮以角速度ω1转动时，销轴A的圆周速度νA=r1ω1如果令链条的紧边始终位于水平位置这样νA可分为沿着链条方向的分速度和垂直链条方向的分速度，其值分为其中，β为啮入过程中销轴在主动轮上的相位角，β的变化范围是（）。

　　当β=0°时，链速最大，；时，链速最小，即链轮每转过一个齿，瞬时链速、瞬时传动比都作周期性变化同理，链条在垂直链速方向的分速度v’也作周期必变化这种链条速度v忽快忽慢的变化，v’忽上忽下的变化的现象称之为多边形效应链速的变化不可避免的要产生震动与动载荷3.2链传动的受力分析 如果不计各种附加动载荷，传动链条的紧边拉力F1由有效圆周力FC、离心拉力FC及松边垂度引起的悬垂拉力Fy三部分组成松边拉力F2则由FC及Fy两部分组成，即3.2.1有效圆周力 式中P------传动功率，kW;V----链速，m/s3.2.2离心力引起的拉力式中q-----链条每米长质量，kg/m.松边垂度引起的张力式中垂度系数，可接中心连线中选取 a-----中心距，mm3.2.3作用在轴上的力四、链传动的设计计算4.1链传动的失效形式链条是链传动的易损件，一般链轮的寿命是链条的2--3倍，故研究链传动的失效形式主要是针对链条的失效链条的失效形式主要有以下几种4.1.1链板的疲劳损坏链条在工作中不断受力紧边、松边变载荷的作用，经过一定的循环次数，就会在版孔两侧发生疲劳破坏。

　　对于中低速闭式链传动（润滑密封良好），链板疲劳比较常见4.1.2套筒、滚子的冲击疲劳当链条与链轮啮入时会产生冲击，滚子和套筒受到反复多次的冲击载荷，套筒与滚子会发生冲击疲劳破坏在中高速闭式传动中，这种失效形式比较常见4.1.3销轴与套筒的胶合链条铰链向链轮齿入过程中，销轴与套筒产生相对转动，并以冲击方式与齿轮啮合在高速重载工况下，链条的摩擦表面会严重发热，产生局部黏着，导致销轴与套筒工作表面的胶合这在一定程度上限制了链传动的极限速度4.1.4链条铰链的磨损销轴与套筒工作表面既承受压力又产生相对转动，在润滑不良或荷载较大时，会产生严重摩损，随着磨损量的不断增大，链条总长增加，发生松边跳动、跳齿及脱链磨损是开式传动、润滑不良的主要失效形式4.1.5链条的静强度破坏低速重载的链条当过载时，易发生静强度拉断反复起动、制动、正反转和重复冲击，滚子、套筒和销轴也易产生静强度冲击破坏4.2额定功率曲线 链条的每一种失效形式，都在一定条件下限定着链传动的承载能力（额定功率P0）对于每一种失效形式，可通过实验做出额定功率曲线是正常润滑条件下，铰链磨损限定的功率曲线是链板疲劳限定的功率曲线是套筒、滚子冲击疲劳限定的功率曲线是铰链胶合限定的功率曲线。

　　虚线为恶略工作环境或不良润滑条件下的功率曲线，应避免这种情况发生图中的阴影部分为安全区以磨损失效为基础并综合考虑上述其他失效形式而制定出国产十种A系列滚子链的额定功率曲线图该曲线是在下列试验条件制定的：主、从动轮安装在水平平行轴上；小链轮齿数z1=19；链长LP=120节，单排链；载荷平稳；使用寿命15000h；磨损引起的链条相对伸长率按推荐的润滑方式润滑4.3链传动的设计计算 链传动的设计计算一般是根据所传递的功率P、载荷性质、工作条件和链轮转速n1、n2或传动比i，先选定齿轮齿数z1、z2，然后确定链条排数及节距p、中心距a及链长Lp,，给出润滑方式，最后绘制链轮零件工作图链条是标准件，选定型号及链长后外购链传动的设计是以耐磨损为前提，抗疲劳为中心的防止多种失效形式的设计方法按额定功率曲线来选定链条规格低速链（V

　　当链条铰链磨损后，销轴与套筒之间的间隙增加，链条的实际节距增长△P，链节沿齿槽向齿轮方向移动，链轮节圆直径增加为d+△d 可见△P一定时，齿轮越多△d越大，也越容易发生跳齿与脱链所以大齿轮数不宜过多，一般应使Z2≤120.一般链节数为偶数，而链轮齿数最好取为奇数，这样可使磨损均匀4.3.1.2链条节距P 链条节距愈大，其承载能力愈高，但运动的不均匀性和冲击也严重因此设计时，在满足传动功率条件下，应尽量取小的节距，高速重载时可选用小节距多排链链的型号和节距，可根据传递的功率P及小链轮转速n1由于设计的链传动的实际工作条件与实验条件不完全一致，应将传递功率进行修正，再按修正值查图修正值为式中P----链传递的功率，kW;KA----工况系统；K2-----小链轮齿数系数，KP-----排数系数4.3.1.3中心距和链长 若链传动的中收据a过小，链在小链轮上的包。

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