机械设计知识点整理

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本文摘自我的电子书《机械设计知识点整理》第九章，涵盖教材链传动章节几乎所有内容。全文四千五百字，图文表并茂。

链传动是一种挠性传动，通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力

但受限于精度，各排链承受的载荷不易均匀，故排数不宜过多

后缀A或B表示A系列(适用于以美国为中心的西半球区域，主要)或B系列(欧洲区域)

例：08A-1-88GB/T1243-2006表示A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链

又称无声链，由一组带有两个齿的链板左右交错并铰接而成

内导板齿形链导向性好，工作可靠，适用于高速重载传动

链轮宽度大于25~30mm时，一般采用内导板齿形链

外导板齿形链结构简单但导向性差，链轮宽度较小时使用

应用场合：高速、大传动比、小中心距等工作条件较为严酷的场合

链轮由轮齿、轮缘、轮辐和轮毂组成。链轮设计主要是确定其结构和尺寸，选择材料和热处理方法。

端面：实际齿槽形状取决于加工轮齿的刀具和加工方法，并应使其位于最小和最大齿槽形状之间，常用“三圆弧一直线”

当链绕在链轮上时，其链节与相应的轮齿啮合后，这一段链条将曲折成正多边形(边长p，边数z)的一部分(见图)。

v=\frac{z_1n_1p}{60\times1000}=\frac{z_2n_2p}{60\times1000}

i=\frac{n_1}{n_2}=\frac{Z_2}{Z_1}

v_x=v_1\cos\beta=R_1\omega_1\cos\beta

\beta=\pm\frac{\varphi_1}{2}=\pm\frac{180^{\circ}}{z_1}链速最低

链速变化呈周期性，链轮转过一个链节，对应链速变化的一个周期

铰链A带动链条上下运动，上下运动的链速v_{y1}也随链节周期性变化

v_{y1}=v_1\sin\beta=R_1\omega_1\sin\beta

v_2=R_2\omega_2=\frac{v_x}{\cos\gamma}

\omega_2=\frac{v_x}{R_2\cos\gamma}=\frac{R_1\omega_1\cos\beta}{R_2\cos\gamma}

\gamma在\pm\frac{180^{\circ}}{z_2}内不断变化，\beta也在变化，所以即使\omega_1为常数，\omega_2也是周期性变化的

i=\frac{\omega_1}{\omega_2}=\frac{R_2\cos\gamma}{R_1\cos\beta}

链传动的传动比变化与链条绕在链轮上的多边形特征有关

视主动链轮匀速转动，当\beta=\pm\frac{\varphi_1}{2}=\pm\frac{180^{\circ}}{z_1}时，

(a_c)_{\max}=-R_1\omega_1^2\sin(\pm\frac{180^{\circ}}{z_1})=\mp\frac{\omega_1^2p}{2}

F_{d2}=\frac{J}{R_2}\frac{d\omega_2}{dt}

J——从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量，kg·m²

链轮转速越高、节距越大、齿数越少，则惯性力越大，相应动载荷越大；同时链条沿垂直方向的变速运动也会产生一定的动载荷

链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和振动：节距越大、链轮转速越高，冲击越严重

链条安装时应有一定的张紧力——通过使链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力

F_f=\max(F^\prime_f,F^{\prime\prime}_f)

F^\prime_f=K_fqa\times10^{-2}

F^{\prime\prime}_f=(K_f+\sin\alpha)qa\times10^{-2}

当链传动的工作条件与试验条件不同时，额定功率应予以修正。修正时考虑工作情况、主动链轮齿数、链传动的排数

常取链轮齿数为奇数，并尽可能与链节数互质：链节数通常为偶数，这样可以使链条和链轮磨损均匀

中心距太大的缺点：松边垂度过大，传动时造成松边颤动

P_{ca}=\frac{K_AK_z}{K_p}P

K_z——主动链轮齿数系数，K_z=(\frac{19}{Z_1})^{1.08}

K_p——多排链系数，对双排链取值1.7，三排链取值2.5

链条型号：查表(根据当量的单排链计算功率P_{ca}、单排链额定功率P_c、主动链轮转速n_1)

初选中心距a_0=(30~50)p，按下式计算链节数L_{p0}

L_{p0}=2\frac{a_0}{p}+\frac{z_1+z_2}{2}+(\frac{z_2-z_1}{2\pi})^2\frac{p}{a_0}

为避免使用过渡链节，应将计算出的链节数L_{p0}圆整为偶数L_p

a_{\max}=f_1p[2L_p-(z_1+z_2)]

特别地，当两链轮的齿数相等(z=z_1=z_2)时，链传动的最大中心距为

a_{\max}=p(\frac{L_p-z}{2})

v=\frac{z_1n_1p}{60\times1000}=\frac{z_2n_2p}{60\times1000}

K_{Fp}——压轴力系数。对于水平传动，取值1.15；对于垂直传动，取值1.05

目的：避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象、增加链条与链轮的啮合包角

应用防护罩将链传动装置封闭，与灰尘隔离以保证正常润滑

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