齿型链传动的设计计算结果.doc

§ 8-4链传动的设计
1 .链传动的主要失效形式
(1)铰链磨损
链节在进入和退出啮合时,相邻链节发生相对转动,因而在铰链的销轴与套筒间有相对转动,引起磨损,使链的实际节距变长,啮合点沿链轮齿高方向外移。当达到一定程度后,就会破坏链与链轮的正确啮合,导致脱链,使传动失效。链条磨损后节距变长的情况如图 8 -12a 所示。图中为链节距的平均伸长量。由图 8-12b 可知链轮节圆直径的增量为

( 8 - 17 )
若一定(通常许用伸长率/ p ≤ 3% ), 随链轮齿数 z 的增多而增大。因此,为了保证链的使用寿命,不致过早产生跳齿和脱链,除应满足规定的润滑状态外,还有必要限制链轮的最大齿数。

( a )                 ( b )
图 8-12 链条磨损
(2) 疲劳破坏
由于链在运转过程中所受载荷不断改变,因而链是在变应力状态下工作的。经过一定循环次数后,链的元件将产生疲劳破坏。滚子链在中、低速时,链板首先疲劳断裂;高速时,由于套筒或滚子啮合时所受冲击载荷急剧增加,因而套筒或滚子先于链板产生冲击疲劳破坏。在润滑充分和设计、安装正确的条件下,疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。
(3) 铰链胶合
铰链在进入主动轮和离开从动轮时,都要承受较大的载荷和产生相对转动,当链轮转速超过一定数值时,销轴与套筒之间的承载油膜破裂,使金属表面直接接触并产生很大的摩擦,由摩擦产生的热量足以使销轴和套筒胶合。在这种情况下,或者销轴被剪断,或者导致销轴、套筒与链板的紧配合松动,从而造成链传动迅速失效。试验表明,铰链胶合与链轮转速关系极大,因此,链轮的转速应受胶合失效的限制。
(4)链被拉断
在低速( v < /s )、重载或尖峰载荷过大时,链会被拉断。链传动的承载能力受链元件静拉力强度的限制。
2 .链传动的设计准则
少量的轮齿磨损或塑性变形并不产生严重问题。但当链轮轮齿的磨损和塑性变形超过一定程度后,链的寿命将显著下降。通常,链轮的寿命为链条寿命的 2~3 倍以上。故链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。
3 .滚子链传动的额定功率
(1) 滚子链极限功率曲线图
滚子链各种失效形式将使链传动的工作能力受到限制。在选择链条型号时,必须全面考虑各种失效形式产生的原因及条件,从而确定其能传递的额定功率 P 0 。图 8-13 是通过实验作出的单排滚子链的极限功率曲线。 1 )是在正常润滑条件下,铰链磨损限定的极限功率曲线; 2 )是链板疲劳强度限定的极限功率曲线; 3 )是套筒、滚子冲击疲劳强度限定的极限功率曲线; 4 )是铰链(套筒、销轴)胶合限定的极限功率曲线。图中阴影部分为实际使用的许用功率(区域)。若润滑不良及工作情况恶劣,磨损将很严重,其极限功率大幅度下降。如图 8-13 中虚线 5 所示。

图 8-13 极限功率曲线
(2) 滚子链额定功率曲线图
图 8-14 是部分型号滚子链的额定功率曲线。它是在特定条件下制定的,即: 1 )小轮齿数 z 1 =25 ,链传动比 i = 3 ; 2 )链长 L p =120 节; 3 )载荷平稳; 4 )润滑充分,按图 8-15 推荐的方法润滑; 5 )链条因磨损而引起的相对伸长量不超过; 6 )工作寿命为 1