第一节 概 述... 1
一、滚子链的结构和规格... 1
二、齿形链... 3
三、链轮... 3
链传动由主动链轮、从动链轮和绕在两轮上的一条闭合链条所组成(见图8–1),它靠链条与链轮齿之间的啮合来传递运动和动力。
与带传动比较,链传动有结构紧凑,作用在轴上的载荷小,承载能力较大,效率较高(一般可达96%~97%),能保持准确的平均传动比等优点。但链传动对安装精度要求较高,工作时有振动和冲击,瞬时速度不均匀等现象。
链传动适用于两轴相距较远,要求平均传动比不变但对瞬时传动比要求不严格,工作环境恶劣(多油、多尘、高温)等场合。它广泛应用于冶金、轻工、化工、机床、农业、起重运输和各种车辆等的机械传动中。
链有多种类型,按用途可分为传动链、起重链和牵引链三种。起重链和牵引链用于起重机械和运输机械。在一般机械中,最常用的是传动链。传动链的主要类型有短节距精密滚子链(简称滚子链)和齿形链等,其中以滚子链应用最广。本章主要讨论滚子链传动的有关设计问题。
滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成(见图8–2)。内链板与套筒间、外链板与销轴间均为过盈配合,套筒与销轴间则为间隙配合,形成动联接。工作时内、外链节间可以相对挠曲,套筒则绕销轴自由转动。为了减少销轴与套筒间的磨损,在它们之间应进行润滑。滚子活套在套筒外面,啮合时滚子沿链轮齿廓滚动,以减小链条与链轮轮齿间的磨损。内、外链板均制成8字形,以使链板各横截面的抗拉强度大致相同,并减轻链条的重量及惯性力。
相邻两销轴轴心线间的距离称为节距,用p表示,它是链的主要参数。节距p越大,链的各元件的尺寸也大,承载能力也越高,但重量也增加,冲击和振动也随之加大。因此,传递功率较大时,为减小链传动的外廓尺寸,减小冲击、振动可采用小节距的多排链(见图8–3)。四排以上的传动链可与生产厂家协商制造。
为了使链联成封闭环状,链的两端应用联接链节联接起来,联接链节通常有三种形式(见图8–4)。当组成链的总链节为偶数时,可采用开口销或弹簧夹将接头上的活动销轴固定。当链节总数为奇数时,可采用过渡链节联接。链条受力后,过渡链节的链板除受拉力外,还受附加弯矩,其强度较一般链节低。所以在一般情况下,最好不用奇数链节。
图8–3 多排链 |
图8-4 联接链节 |
对于在重载、冲击、正、反向转动等繁重条件下工作的链传动,如果全部采用由过渡链节组成的弯板滚子链,由于它的柔性较好,因而能减轻冲击和振动。
传动用滚子链已标准化,分A、B两系列,我国以A系列为主体(用于设计和出口,B系列用于维修和出口),表8–1列出了几种常用滚子链的基本参数和尺寸。
表8–1 滚子链的基本参数和尺寸(摘自GB1243.1–83) |
||||||||
链号 |
节距p |
排距pt |
滚子外径 d1max |
内链节内宽 b1min |
销轴直径 d2max |
链板高度 h2max |
极限拉伸载荷 (单排)Qmin |
每米质量 (单排)q |
mm |
mm |
mm |
mm |
mm |
mm |
N |
kg/m |
|
08A |
12.70 |
14.38 |
7.95 |
7.85 |
3.96 |
12.07 |
13800 |
0.60 |
10A |
15.875 |
18.11 |
10.16 |
9.40 |
5.08 |
15.09 |
21800 |
1.00 |
12A |
19.05 |
22.78 |
11.91 |
12.57 |
5.95 |
18.08 |
31100 |
1.50 |
16A |
25.40 |
29.29 |
15.88 |
15.75 |
7.94 |
24.13 |
55600 |
2.60 |
20A |
31.75 |
35.76 |
19.05 |
18.90 |
9.54 |
30.18 |
86700 |
3.80 |
24A |
38.10 |
45.44 |
22.23 |
25.22 |
11.10 |
36.20 |
124600 |
5.60 |
28A |
44.45 |
48.87 |
25.40 |
25.22 |
12.70 |
42.24 |
169000 |
7.50 |
32A |
50.80 |
58.55 |
28.53 |
31.55 |
14.29 |
48.26 |
222400 |
10.10 |
40A |
63.50 |
71.55 |
39.68 |
37.85 |
19.34 |
60.33 |
347000 |
16.10 |
48A |
76.20 |
87.83 |
47.63 |
47.35 |
23.30 |
72.39 |
500400 |
22.60 |
注:使用过渡链节时,其极限拉伸载荷按表列数值的80%计算。 |
标记示例:链号08A、单排、86个链节长的滚子链标记为
08A-1×86 GB1243.1–83
齿形链由若干组齿形链板交错排列,用铰链相互联接而成(见图8–5)。链板两侧工作面为直边,夹角为60°,靠链板工作面和链轮轮齿的啮合来实现传动。齿形链的铰链可以是简单的圆柱销轴,也可以是其它形式。如图4–5a、b所示为轴瓦式齿形链和滚柱式齿形链。
a) |
b) |
图8-5 齿形链 a) 轴瓦式齿形链 b) 滚柱式齿形链 |
由于齿形链的齿形及啮合特点,其传动较平衡,承受冲击性能好,轮齿受力均匀,噪音较小,故又称无声链。它允许较高的链速,特殊设计的齿形链传动最高链速可达40m/s。但它结构比滚子链复杂、价格较高、重量较大,所以目前应用较少。
本章仅介绍A系列滚子链及其传动的设计。
如图8–6所示表示了几种不同形式的链轮结构。链轮损坏主要是由于轮齿的磨损,所以尺寸较大的链轮最好采用齿圈可以更换的结构(见图8–6c)。
a) |
b) |
c) |
图8-6 链轮结构 |
链轮轮齿的齿形应保证链节能自由地进入和退出啮合。在啮合时应保证良好的接触,有较大的容纳链条节距因磨损而增长的能力,形状应尽可能简单,便于加工。如图8–7所示为国家标准GB1244–85规定的滚子链链轮的齿形,其几何尺寸及计算公式列于表8–2和表8–3中。
轴向齿廓见图8–8,其尺寸计算见表8–4。
图8-7 滚子链链轮齿形 |
图8-8 滚子链链轮轴向齿廓 |
表8–2 滚子链链轮主要尺寸计算
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表8–3 滚子链链轮齿槽形状计算
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表8–4 滚子链链轮轴向齿形计算
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链轮材料应满足强度和耐磨性要求。在低速、轻载或平稳传动中,链轮可采用低、中碳钢制造;中速、中载无剧烈冲击时,采用中碳钢淬火处理,其齿面硬度HRC>40~45;高速、重载或连续工作的传动,采用低碳合金钢表面渗碳淬火(如用15Cr、20Cr等钢渗碳淬硬至HRC=50~60)或中碳合金钢表面淬火(如用40Cr、35CrMnSi、35CrMo等钢淬硬到HRC=40~50)。低速、轻载且齿数较多时(z>50),也允许用不低于HT150的铸铁链轮。
由于小链轮的啮合次数比大链轮多,因此对材料的要求也比大链轮高,当大链轮用铸铁时,小链轮通常都用钢。