机械设计链传动的运动特性

平均链速和平均传动比

滚子链结构特点是刚性链节通过销轴铰接而成,因此链传动相当于两多边形轮子间的带传动。链条节距p和链节数z分别为多边形的边长和边数。设n1、n2和z1、z2分别为主、从动链轮转速和链轮齿数,则链的平均速度为

故平均传动比

链传动的速度分析

如图所示,设主动轮的分度圆半径为R1,并以等角速度ω1转动,现通过某一链节AB的运动来分析链速v。假设在传动中紧边始终处于水平位置。当该链节进入啮合时(如图 (a)所示),销轴A开始随链轮作等速圆周运动,链速v是销轴A圆周速度vA的水平分量。 在图(b)所示位置时,链速为

式中β为铰链A在链轮上的相位角。从销轴A进入啮合到销轴B也进入啮合为止,β角将在-φ1/2和+φ1/2之间变化。当β=±φ1/2时,链速最小,vmin=R1ω1cosφ1/2(如图7-22(a), (d));当β=0时,链速最大,vmax=R1ω1(如图7-22(c))。由此可见,在链节AB的啮入过程中,主动链轮虽然以等角速度ω1转动,而链条的瞬时速度却按上述规律呈周期性的变化。 每转过一个链节,链速的这种变化就重复一次。主动链轮的齿数越少,β角的变化范围就越大(φ1=360°/z1), 链速的不均匀性也就越显著。与此同时,链节销轴A速度的垂直分量(v′=vAsinβ=R1ω1 sinβ)也在周期性地变化使链条沿铅垂方向产生有规律的振动。 瞬时链速的变化规律如图所示。

链速的不均匀性

由于链速的变化以及从动链轮相位角γ(图7-22(e))的不断变化,从动链轮的角速度ω2也是变化的,由此可得到链传动的瞬时传动比

只有当链轮齿数z1=z2、且传动中心距为链节距的整数倍时,才能使β和γ的变化时时相同,瞬时传动比才能恒定不变(i′=1)。 因此设计链传动时应合理选择参数,以期减轻振动和动载荷。

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