《机械设计基础》教案——第八章 链传动教案.docx

授课题目：第八章链传动第一节概述第二节滚子链和链轮第三节链传动的运动特性授课方式(请打J)理论课J讨论课口实验课口习题课口其他口课时安排教学大纲要求：(1)了解链传动的类型、特点和应用，重点为套筒滚子链。(2)熟悉链传动的运动特性。教学目的、要求(分掌握、熟悉、了解三个层次)：(1)了解滚子链和链轮(2)掌握链传动的类型、特点和应用，重点为套筒滚子链。(3)熟悉链传动的运动特性。教学重点及难点:链传动的运动特性作业：思考题：6-l6-4;习题课后总结分析：链传动的类型、特点和应用；套筒滚子链的结构、标准。链传动的失效形式和设计计算。教学内容第一节概述链传动是应用较广的一种机械传动，它是由装在两平行轴上的主动链轮1、从动链轮2及绕在两轮上的环形链条3所组成（如图8-l）0一、链传动的工作原理和类型链传动是以链条作为中间挠性件，通过链条、链节与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力的,因此链传动是一种具有中间挠性件的啮合传动。链条的种类很多，按用途不同可分为传动链、起重链和牵引链三种。传动链主要用于一般机械传动，应用较广；起重链主要用于起重机械中提升重物；牵引链主要用于各种输送装置中输送和搬运物料。传动链的主要类型有套筒滚子链（如图8-1）和齿形链（如图8-2）。两者相比,齿形链工作平稳、噪声小，承受冲击载荷能力强，但结构复杂，质量较大，成本较高，只适用于高速或传动比大、精度要求高的场合。它有内导板式和外导板式两种，一般用内导板式。套筒滚子链结构简单，质量较轻，成本较低，应用最为广泛。本章主要介绍套筒滚子链的结构、运动图8-1链传动简图b）外导板式8-2齿形链a）内导板式特点和设计计算。二、链传动的特点和应用范围链传动的优点是：与带传动相比，（1）没有弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比;（2）张紧力小，轴与轴承所受载荷较小；（3）结构紧凑，传动可靠，传递圆周力大；（4）传动效率较高，封闭式链传动的效率为97%98%;（5）链条在机构中应用更广泛。与齿轮传动相比，（1）适用于两轴中心距较大的传动，并能吸收振动及缓和冲击；（2）结构简单，成本低廉，安装精度要求低；（3）能在高温、潮湿、多尘、油污等恶劣环境下工作。链传动的缺点是：（1）链的瞬时速度和瞬时传动比不恒定，传动平稳性较差，工作时有冲击和噪声，不适合用于高速场合；（2）不适于载荷变化大和急速反转的场合；（3）链条较链易磨损，从而产生跳齿脱链现象；（4）只能用于传递平行轴间的同向回转运动。由于链传动结构简单，工作可靠，所以应用十分广泛，主要用于要求工作可靠，传动中心距较大、工作条件恶劣，但对传动平稳性要求不高的场合。目前，链传动所能传递的功率可达数千千瓦,链速可达3040ms,最高可达60m/s。应用范围日趋扩大。一般链传动的常用范围为：传递的功率尸Wl（X）kW；链速。W15m/s；传动比zV8；中心距，W56mo第二节滚子链和链轮一、滚子链的结构滚子链的结构如图8-3所示，它是由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。其中，内链板与套筒、外链板与销轴分别采用过盈配合固定，形成内、外链节，销轴与套筒、套筒与滚子之间均采用间隙配合，组成两转动副，使相邻的内、外链节可以相对转动，使链条具有挠性。当链节与链轮轮齿啮合时，链条的啮入与啮出使套筒绕销轴自由转动，同时滚子沿链轮齿廓滚动，减轻了链条与轮齿的磨损。为了减轻链条的重量并使链板各横截面强度接近相等，内、外链板均制成“8”字形。链条的各零件均由碳钢或合金钢制成，并经热处理以提高其强度和耐磨性。图8-3滚子链的结构1一内链板，2外链板，3一销轴，4一套筒，5一滚子套筒滚子链上相邻两销轴中心间的距离称为链节距，用JP表示，它是链传动的主要参数。节距越大，链条各部分的尺寸越大，所能传递的功率也越大，但重量也大，冲击和振动也随之增加。为了减小链传动的结构尺寸及传动时的动载荷，当传递的功率较大及转速较高时，可采用小节距的双排链或多排链（如图8-4）,多排链的承载能力与排数成正比。但由于多排链制造和安装精度的影响，其各排链受载不易均匀，故排数不宜过多，一般不超过4排。相邻两排链条中心线之间的距离称为排距，用Pf表示。8-4双排滚子链滚子链的长度以链节数（节距P的倍数）来表示。当链节数为偶数时，接头处可用开口销（图8-5a）或弹性锁片（图8-5b）来固定。通常前者用于大节距链，后者用于小节距链。当链节数为奇数时，接头处需采用过渡链节（图8-5c）,过渡链节在链条受拉时，其链板要承受附加弯矩的作用，从而使其强度降低，因此在设计时应尽量避免采用奇数链节。a)b)c)图8-5滚子链的接头形式a）开口销b）弹性锁片c）过渡链节二、滚子链的标准目前传动用短节距精密滚子链已经标准化（GB1243.183）。根据使用场合和破断载荷的不同，滚子链分为A、B两种系列。A系列用于重载、高速和重要的传动，B系列用于一般传动。表8-1列出了国标规定的滚子链的主要参数、尺寸和破断载荷。其中链号乘以25.4/16mm即为链节距P值。国际上多数国家链节距用英制单位，我国链条标准中规定链节距用英制折算成米制单位，故节距P值均带小数。本章仅介绍最常用的A系列滚子链传动的设计计算。滚子链的标记方法规定为：链号一排数X链节数标准编号例如：16AIX80GB1243.183表示A系列、节距夕=25.4mm、单排、80节的滚子链。表8-1滚子链规格和主要参数节距排距滚子外径内链节内销轴直径套筒内经内链板高外链板与中链破断载荷单排每米链号度h2PPt4宽d2d3板高度，3单排Q双排Q三排Q质量Qmmmm最大mm最小mm最大mm最小mm最大mm最大mm最小kN最小kN最小kNkg/m05B8.005.645.003.002.312.367.117.114.47.811.10.1806B9.52510.246.355.723.283.338.268.268.916.924.80.4008A12.7014.387.957.853.964.0112.0710.4113.827.641.10.6008B12.7013.928.517.754.454.5011.8110.9217.831.144.50.70IOA15.87518.1110.169.405.085.1315.0913.0321.843.665.41.0012A19.0522.7811.9112.575.945.9918.0815.6231.162.393.471.5016A25.4029.2915.8815.757.927.9724.1320.8355.6111.2166.82.6020A31.7535.7619.0518.909.539.5830.1826.0486.7173.5260.23.8024A38.1045.4422.2325.2211.1011.1536.2031.24124.6249.1373.75.6028A44.4548.8725.4025.2212.7012.7542.2436.45169.0338.1507.17.5032A50.8058.5528.5831.5514.2714.3248.264.66222.4444.8667.210.1040A63.5071.5539.6837.8519.8419.8960.3352.07347.0693.91040.916.1048A76.2087.8347.6347.3523.8023.8572.3962.48500.41000.81501.322.60注：使用过渡链节时，其破断载荷按表列数值的80%计算。三、链轮的齿形、结构和材料链轮齿形已经标准化。设计时主要是确定其结构尺寸，合理地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JP、滚子外径4、齿数2及排距P,。链轮的主要尺寸及计算公式见表8-20名称代号计算公式备注分度圆直径mmd/180。a=snZ齿顶圆直径mmda4max=d+L25p-4Zmin=1+(1)P-4Z可在ZmaX、Zmm范围内任意选取，但选用4max时应考虑如果采用展成法加工,有可能发生顶切。分度圆弦齿高mmhaQ8%a=(°625+-)p-0.54ZWmin=65(4)ha是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助尺寸。（见表8-3图）4max相应于ZmaX4min相应于Zmln齿根圆直径mmdfdfdd齿侧凸缘（或排间槽）直径mmdS180dgPCOt1.04z2-0.76Z"为一内链板高度2 .链轮的齿形链轮齿形应保证链条能顺利地进入啮合和退出啮合，不易脱链且便于加工。GB1244-85规定了滚子链链轮的端面齿形，见表8-3图。链轮的实际端面齿形应在最大齿槽形状和最小齿槽形状之间，这样处理使链轮齿槽形状设计有一定的灵活性，其齿廓由两段光滑的圆弧组成。齿槽形状、各部分尺寸及计算公式见表8-3o链轮轴向齿廓及尺寸见表8-4o按标准齿形设计的链轮，可用标准刀具加工，其端面齿形在链轮零件图上可不画出，只需注明链轮的基本参数和主要尺寸，并注明“齿形按GB124485制造”即可。表8-3链轮齿槽的形状和尺寸名称代号计算公式最大齿槽形状最小齿槽形状齿面圆弧半径mmTermin=0.08rf1(z2+180)max=.三1(z÷2)齿沟圆弧半径mmYamax=05054+0.69斓"=0.5054齿沟角/（°）a90°a.=120°minZ90oa=140°maxZ名称代号计算公式备注P12.7p>12.7齿宽单排双排、三排四排以上bfi0.93b0.91bi0.88bi0.95b0.93bi0.93biP>12.7时，经制造厂家同意也可以使用p02.7时的齿宽。bi内链节内宽（见表8-1）到角宽baba=(0.10.15)/倒角半径GGNP倒角深hz=0.5p