第七章 链传动
§7-1 链传动的特点和应用
1．组成：链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。工
作时，靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力。
2．特点：1）由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的平均传动
比；
2）与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作；
3）与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。 4）链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。
3．应用：适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。传动链传递的功率一般在
100kW 以下，最大传动比8max i ，链速不超过15m/s 。本章主要讨论滚子链。
§7-2 传动链的结构特点
一．滚子链
滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5组成。内链板和套筒之间、外链板与销轴之间分别用过盈联接固联。滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。滚子活套在套筒上，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，减轻了齿廓的磨损。链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。因此，内、外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。内、外链板制成8字形，是为了使链的各剖面具有相近的抗拉强度，也可减轻链的质量和运动时的惯性力。 传动链使用时首尾相连成环形，当链节数为偶数时，接头处可用内、外链板搭接，插入开口销或弹簧夹锁住。若链节为奇数，需采用一个过渡链节才能首尾相连，链条受拉时，过渡链节将受附加弯矩，所以应尽量采用偶数链节的链条。
滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p 、滚子外径d 1和内链节内宽b 1。其中，节距是滚子链的主要参数。节距增大时，链条中各零件的尺寸也要相应增大，可传递的功率也随之增大。但当链轮齿数一定时，节距越大，链轮直径D 也越大，为使D 不致过大，当载荷较大时，可用小节距的双排链或多排链。多排链的承载能力与排数成正比，列数越多，承载能力越高。但由于制造、安装误差，很难使各排的载荷均匀，列数越多，不均匀性越严重，故排数不宜过多，一般不超过四列。
考虑到我国链条生产的历史和现状，以及国际上几乎所有国家的链节距均用英制单位，我国链条标准GB1243.1-83中规定节距用英制折算成米制的单位。链号与相应的国际标准链号一致，链号数乘以25.4/16mm 即为节距值。后缀A 或B 分别表示A 或B 系列。A 系列用于重载、重要、较高速的传动，B 系列用于一般的传动中。
滚子链标记：链号—排数*链节数 标准编号
例：10A —1*88 GB1243.1--83
二．齿形链
齿形链又称无声链。由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而成。每个齿的两个侧面为工作面，齿形为直线，工作时链齿外侧边与链轮轮齿相啮合来实现传动。
特点：工作平稳，噪音小，允许的链速高，承受冲击能力好，传动效率一般为0.95~0.98，润滑良好的传动可达0.98~0.99。但价格较高，重量较大，对安装、维护要求较高。
应用：适宜于高速传动；又实用于传动比大和中心距较小的场合，多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。
§7-3 滚子链链轮的结构和材料
链轮是链传动的主要零件，链轮齿形已标准化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸，选择材料及热处理方法。
一．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p ，套筒的最大外径d 1、排距p t 及齿数z 。 二．链轮的齿形
链轮的端面齿形是标准齿形，由弧aa 、ab 、cd 、和直线bc 构成--三圆弧一直线齿形。当选用这种齿形并用相应的标准刀具加工时，链轮齿形在工作图上不画出，只需注明链轮的基本参数和主要尺寸（节距p ，节圆直径d ，齿顶圆直径d a ，齿根圆直径d f 和齿数z ），并注明“齿形按3R GB1244—85规定制造”即可。
节圆—链轮上链条的销轴中心所在的圆，直径用d 表示。
若已知p 、z ()
滚子直径---=???
? ?
?+==
110
180
54.0180sin
d d d d z
ctg p d z
p d f a
链轮轴向齿廓及尺寸，应符合GB1244—85的规定。在零件的工作图上应绘出链轮的轴面齿形，以便制造链轮切齿前的毛坯。
三．链轮的结构
小直径----整体式；中等尺寸---孔板式；大直径---组合式（齿圈、轮芯用不同材料，用焊接或螺栓联接在轮芯上）。
四．链轮的材料
材料应能保证轮齿具有足够的强度和耐磨性，常用碳钢、合金钢，齿面多经热处理。工作时，小链轮轮齿参与啮合的次数比大链轮多，磨损、冲击较严重，所以，小链轮的材料应较好，齿面硬度较高。
§7-4 链传动的运动特性
链条整体是一挠性体，但对单个链节，却是刚性体。所以链条绕在链轮上时，并非沿轮周弯曲成圆弧性，而是折成正多边形的一部分，此正多边形的边长为，边数为链轮的齿数。
链轮每转一周，带动链条转过的长度为zp ，所以链条的速度为
2211/1000
*601000*60s
m p z n p z n v =
=平均进入啮合。设小链轮以匀角速转动
A 点：10111110
10
1110
1111180sin
2sin )
1802,360(180cos 2cos z R v v z z z R v v y x ω???ω?-=??
?
??-==∴==??? ??-=
C 点：0
111===y x v R v v ω
B 点：
10
111110
1111180sin
2sin 180cos
2cos z R v v z R v v y x ω?ω?=??
?
??==???
??=
任一位置：β
ωββωβsin sin cos cos 111111R v v R v v y x ==== （β为铰链A 在链轮上的相位角）
由以上分析可知：在前一链节进入啮合到后一链节进入啮合的过程中，链条线速为
βωcos 11R v x =，x v 随β的变化而变化。βωsin 11R v y =，β在???
? ??=±10
1
118022z ??之间变化。链条这样忽快忽慢、忽上忽下，给链传动带来运动的不均匀和振动拍击，若齿数z
越少或节距p 越大---φ越大，运动的不均匀性越严重。
在每一瞬时都发生变化
之间变化，在之间变化，而在22
1
221121180180cos cos cos cos ωγβγωβωγβ∴±
±
===z z R R v v v x
β
γωωcos cos 122
1R R i =
=
瞬时变化。只有当()2121r r z z ==，且链传动的中心距恰为节距的整
数倍时（只有具备上述条件，β、γ才能同步变化），传动比才能恒定不变（恒为1）。
三．链传动的动载荷 链传动在工作过程中，链条和从动链轮都是作周期性的变速运动，因而造成和从动链轮相连的零件也产生周期性的速度变化，从而引起了动载荷。动载荷的大小与回转零件的质量和加速度的大小有关。
1．链条前进引起的动载荷为：c d ma F =1 N
式中：m---紧边链条的质量，kg ；
a c ---链条加速度，m/s 2。
βωβωsin cos 2
1111R R dt
d dt
dv a x c -===
当1
180z ±
=β时，2
180sin
2
11
21
1max p
z R a ωω
==
2．从动链轮的角加速度引起的动载荷为：N dt
d R J F d 222ω=
间作周期性的变化，导致运动不均匀并发生动载荷、冲击和振动现象，这是链传动的固有特性。为获得较平稳的链传动，设计时，合理选择各项运动参数（小节距、多齿数、限制链轮最高转速）。
§7-5 链传动的受力分析
链传动在安装时，应使链条受一定的张紧力，其张紧力是通过使链保持适当的垂度所产生的悬垂拉力获得的。链传动张紧的目的主要是使松边不致太松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象，因而所需的张紧力比带传动小得多。
链在工作过程中，紧边和松边的拉力不等。若不计传动中的动载荷，链的紧边受到的拉力F 1是由链传递的有效圆周力F e 、链的离心力F c 及链条松边垂度引起的悬垂拉力F f 三部分组成。
f c e F F F F ++=1 N
链的松边所受的拉力F 2由F c 及F f 两部分组成。
f c F F F +=2
有效圆周力 v
P
F e 1000= N
式中：P---链传动所传递的功率，kW ； v---链速，m/s 。 离心力引起的拉力 2q v F c = N 式中：q---单位长度链条的质量，kg/m 。
v---链速，m/s 。
悬垂拉力F f 的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关，在F ’f 和F ”
f 中选大者。
2
"2
'
10
*)sin (10*--+==qa K
F qa K F f
f
f f α N
式中：a---链传动的中心距，mm 。
q---单位长度链条的质量，kg/m 。 K f —垂度系数。
§7-6 滚子链传动的设计计算
一．链传动的失效形式 1．链的疲劳破坏
链在工作时，链轮两边的链条一边张紧、一边松弛。链条不断由松边到紧边周而复始地运动着，所以它的各个元件都在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将会出现疲劳断裂，或套筒、滚子表面会出现疲劳点蚀（多边形效应引起的冲击疲劳）。因此，链条的疲劳强度成为决定链传动承载能力的主要因素。试验表明：在润滑良好的中等速度下工作的链条，在链板上首先出现疲劳断裂。链条越短，速度越高，循环快时，疲劳损坏越严重。
2．链条铰链的磨损
链条在工作时，铰链与套筒间承受较大的压力，传动时彼此又发生相对转动，导致铰链磨损，铰链节距伸长，而轮齿节距几乎不受磨损影响，结果将导致啮合点外移，严重时，产生跳链、脱链现象。
图9-15，铰链磨损后，节距由p 增大为p+Δp ，啮合点由d 增大为d+Δd ，链节距的增
长量Δp 和啮合圆的外移量Δd 有如下关系z
p d 0
180sin
?=
?，当节距一定时，齿高就一定，
即允许的啮合圆外移量就一定。齿数z 越多，啮合圆的外移量Δd 就越大，链从链轮上脱落的可能性就越大，为保证链条寿命，应使齿数少一些。1202≤z 。
3．销轴与套筒的胶合
载荷平稳；5）按推荐方式润滑；6）能连续15000小时满负荷运转；7）链条因磨损引起的相对伸长量不超过3%。根据小链轮转速，由此图可查出各种链条链速在大于0.6m/s 情况下允许传递的额定功率P 0。若所设计的链传动与上述实验条件不符时，由图查得的P 0值应乘以一系列修正系数。
p L z A ca K K K P P K P 0==
式中：K A ---工况系数，表9-9。 K z ---小链轮齿数系数。表9-10。 K L ---链长系数，表9-10。
K p ---多排链系数，表9-11。
当不能保证 图9-14中所推荐的润滑方式时，线图中的P 0值应降到下列数值： 当s m v /5.1≤，润滑不良时，降至（0.3~0.6）P 0；无润滑时，降至0.15 P 0（寿命不能
保证15000小时）。
当s m v s m /7/5.1<≤，润滑不良时，降至（0.15~0.3）P 0；
当s m v /7>，润滑不良时，传动不可靠，不宜采用。 当要求的实际工作寿命低于15000小时时，按有限寿命设计。这时允许传递的功率可高些。
三．滚子链传动的设计计算
已知；传动用途、工作情况、原动机种类、传递的功率P 、链轮转速n 1、n 2（或i ），结构尺寸要求等。
设计内容：链条节距p 、列数、链条链节数L p 、传动中心距a ；大、小链轮齿数z 1 、z 2；轴压力Q ；润滑方式。
设计步骤：
1．链轮齿数z 1 、z 2和传动比i
小链轮齿数z 1对链传动的平稳性和使用寿命有较大影响。齿数少，外廓尺寸小，但齿数过少，运动不均匀性加剧，动载荷和冲击加大；链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰链的磨损加剧；链传递的圆周力增大，加速了链条和链轮的损坏。
齿数过多，将增大传动尺寸和质量，链条磨损后节距的伸长容易发生跳齿和脱链，同样会缩短链条的使用寿命。
齿数的选取原则：（1）链传动速度高时，齿数多些；（2）为考虑磨损均匀，链轮齿数应取与链节数互为质数的奇数，并优先选用以下数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。
12min 1,17iz z z ==（取整）
，且1202≤z 。由表9-8，试选v —选取z 1，z 1尽量用奇数。 6≤i ，推荐=2~3.5。当v<2m/s 且载荷平稳时，可达10。过大时，链条在小链轮上的包
角过小，将减少啮合齿数，因而易出现跳齿或加速轮齿的磨损，故可用二级或二级以上的传
动。
2．确定计算功率P ca
计算功率P ca 是根据传递的功率P ，并考虑到载荷性质和原动机的种类而确定，即
P K P A ca = kW
3．初选中心距a 0
a 小，传动结构紧凑，但a 太小，链条总长太短，单位时间里每一链节参与啮合次数过多，加剧链的磨损和疲劳。a 过大，承载好，但链条长，横向振动大。一般
()p a p a 80,50~30max 00==（张紧或托板），中心距不可调时，p a 30max 0≈。
4．链节数L p 0
2
122
10.22
2a p
z z z z p a L p ??? ??-+++=
π
取整，最好取偶数。
5．节距和排数的确定
一定条件下，节距越大，链传动承载能力越强，但节距越大，链传动的多边形效应越严重，动载荷、冲击、振动越严重。所以，为使链传动结构紧凑、寿命长，尽量取小节距的单排链。
若传动速度高，传递的功率大；或传动中心距小，传动比大，取小节距的多排链。
若传动中心距大而传动比小，取大节距的单排链。 p
L z ca p L z A ca K K K P P P K K K P K P =
==00
设计时，先定传动的列数—查表9-11得K p —由上式计算得P 0—由图9-13查得链号—查表9-1得节距p 。
6．验算链速 1000
*6011p z n v =
判断是否与假设符。
7．确定实际中心距
?
??
?
???
????
??--??? ??+-+??? ??+-=2122212128224πz z z z L z z L p a p p
为保证松边有合适的垂度 ()a f 02.0~01.0=
实际中心距 ()a
a a
a a 004.0~002.0'
=??-=
若传动中心距可调，△a 取大值；若中心距不可调，△a 取小值。
8．小链轮毂孔最大直径
当确定了链条节距和小链轮齿数后，链轮的结构和各部分尺寸已可定出（表9-3），毂孔的最大直径d kmax 也可定出，但d kmax 不小于安装链轮处的轴径；若不能满足要求时，可采用特殊结构的链轮（如链轮轴）或重新选择链传动参数（增大z 1或p ）。
9．计算压轴力Q
e Q F K Q ≈
式中：F e ---链传递的有效圆周力，N ；
K Q ---压轴力系数，对于水平传动，K Q =1.15；对于垂直传动K Q =1.05。 10． 链轮的结构设计，材料和尺寸。 11． 链传动的润滑和防护。
四．低速链传动的静力强度计算 对于链速的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的几率很大，故常按下式进行抗拉静力强度计算
8~41
≥=
F K Qn S A ca
式中：S ca ---链的抗拉静力强度的计算安全系数； Q---单排链的极限拉伸载荷，kN ，查表9-1； n---排数；
K A ---工作情况系数，查表9-9； F 1 ---链的紧边工作拉力，kN 。
低速链传动，小链轮齿数可少于17，但不能小于9。
§7-7 链传动的布置、张紧和润滑
一．链传动的布置
链传动一般应布置在铅垂平面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。如确有需要，则应考虑加托板或张紧轮等装置，并且设计较紧凑的中心距。参表9-12。
二．链传动的张紧
目的：避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象；同时增加链条和链轮的包角。当两轮中心连线倾斜角大于600时，通常设有张紧装置。
张紧的方法：链传动中心距可调时，调节中心距以控制张紧程度；中心距不可调时，可设置张紧轮或在链条磨损变长后取掉1~2个链节，以恢复原来的长度。张紧轮一般紧压在松边靠近小链轮处。张紧轮可以是链轮，也可以是无齿的滚轮。张紧轮的直径与小链轮的直径接近。张紧轮有自动张紧（用弹簧、吊重等自动张紧装置）及定期调整（用螺旋、偏心等调整装置）。另外还可用压板和托板张紧。
三．链传动的润滑
链传动的润滑十分重要，对高速、重载的链传动更为重要。良好的润滑可缓和冲击，减轻磨损，延长链条寿命。滚子链的润滑方法和要求参表9-13。
润滑油推荐采用牌号为L-AN32、L-AN46、L-AN68的全损耗系统用油。温度低时取前者。对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入MoS2，WS2等抗胶合添加剂。对用润滑油不便的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。
一、链传动概述 链传动有短节距精密滚子链、双节距精密滚子链、短节距精密套筒链、弯板滚子传动链、齿形传动链以及成型链等多种传动类型。链传动的突出特点是构成链条的元件体积小、数量多，链节节距均匀，滚子/套筒结构可以减少啮合时的摩擦和磨损，并能达到缓和冲击的目的。 链传动的运动学模拟效果对于机械总体检查、链节结构设计与改进及链节数量的配置具有重要的验证作用，链传动运动动画对于链传动机构的产品演示、项目开展与交流不可或缺。 由于链节元件小而多的特点决定了链条传动的灵活性和实用性，而元件数量过多使得链传动三维机构模拟在普通计算机上难以实现，巨大的求解数据量对三维软件和计算机硬件的配置提出了很高的要求，在通用CAD三维软件中进行模拟链传动困难很大。本文将探讨在Pro/ENGINEER野火版环境下进行链传动设计与运动学模拟，最后推荐两个专业的链传动动力学模拟软件环境，希望对链传动用户有所帮助。 二、Pro/ENGINEER链传动三维设计与运动学模拟 链传动的设计首先要根据传动功率要求确定大小链轮的齿数、链节运动轨迹以及链节的类型和规格，通过计算确定出链节数量，为链传动机构模拟打好基础。下面是链传动模拟的构建流程。 1.步骤一 设计链传动运动轨迹，确定链节的接口长度和节数。如图1和图2所示，使用草绘曲线绘制轨道，两链轮中心线水平。该次链传动设计共20节链节(这里没有绘制大小链轮)。 图1 链传动轨迹曲线
图2 链条模型 2.步骤二 设计链节元件。可以按照实际情况设计构成链节的内/外链板、销轴和套筒，然后组装成链节子组件。为了减小链传动机构模拟运算的时间和运算数据量，这里仅用一个零件代表链节的所有组成元件(如图3)。 3.步骤三 链条组件第1、2个链节的装配。创建链条组件，装配第1个链节(如图4)，使用1个"平面"接头、2个"槽"接头。选槽曲线时按ctrl键选4段。装配第2个链节(如图5)时，在第1个链节右侧装配第2个链节，使用1个圆柱接头和1个槽接头。
浅谈机械设计中链传动的类型和特点 发表时间：2018-05-07T10:59:53.773Z 来源：《知识－力量》2018年2月下作者：刘星 [导读] 在我们进行机械设计过程中，永远少不了传动的问题。譬如：链传动、齿轮传动、带传动、蜗轮蜗杆传动等等。本文主要介绍链传动 刘星 （西华大学，四川成都 610039） 摘要：在我们进行机械设计过程中，永远少不了传动的问题。譬如：链传动、齿轮传动、带传动、蜗轮蜗杆传动等等。本文主要介绍链传动，链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。链传动的缺点主要有：仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。本文主要介绍链传动的主要类型以及相应的特点。 关键词：机械设计链传动类型特点 一、链传动的分类 链传动由主动轮、从动轮和绕在链轮上并与链轮啮合的链条组成。按照工作特性分可以分为：起重链、牵引链、传动链。按照传动链接形式可以分为:套筒链、滚子链、齿形链、成型链等。当然，各种形式的链条其工作速度是不相同的，每一种链条都有其相适应的工作速度范围。 二、链传动的特点 (一)和带传动相比。链传动能保持平均传动比不变;传动效率高;张紧力小，因此作用在轴上的压力较小;能在低速重载和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工作。 (二)和齿轮传动相比。链传动可用于中心距较大的场合且制造精度较低。 (三)只能传递平行轴之间的同向运动，不能保持恒定的瞬时传动比，运动平稳性差，工作时有噪声。通常链传动传递的功率P小于100KW，广泛应用于农业机械、建筑工程机械、轻纺机械、石油机械等各种机械传动中。 三、滚子链传动 滚子链由内链板、套筒、销轴、外链板和滚子组成，内链板和套筒、外链板和销轴用过盈配合固定，构成内链节和外链节。销轴和套筒之间为间隙配合，构成铰链，将若干内外链节依次铰接形成链条。滚子松套在套筒上可自由转动，链轮轮齿与滚子之间的摩擦主要是滚动摩擦。链条上相邻两销轴中心的距离称为节距, 用p表示，节距是链传动的重要参数。节距p越大，链的各部分尺寸和重量也越大,承载能力越高，且在链轮齿数一定时，链轮尺寸和重量随之增大。因此，设计时在保证承载能力的前提下，应尽量采取较小的节距。载荷较大时可选用双排链或多排链，但排数一般不超过三排或四排，以免由于制造和安装误差的影响使各排链受载不均。链条的长度用链节数表示，一般选用偶数链节，这样链的接头处可采用开口销或弹簧卡片来固定。当链节为奇数时，需采用过渡链节，由于过渡链节的链板受附加弯矩的作用，一般应避免采用。GB/T1243-97规定滚子链分为A、B系列，其中A系列较为常用。链速和传动比的变化使链传动中产生加速度，从而产生附加动载荷、引起冲击振动，故链传动不适合高速传动。为减小动载荷和运动的不均匀性，链传动应尽量选取较多的齿数z 和较小的节距p(这样可使减小)，并使链速在允许的范围内变化。 四、链传动的失效形式 由于链条的强度比链轮的强度低，故一般链传动的失效主要是链条失效，其失效形式主要有以下几种: (一)链条铰链磨损。链条铰链的销轴与套筒之间承受较大的压力且又有相对滑动，故在承压面上将产生磨损。磨损使链条节距增加，极易产生跳齿和脱链。 (二) 链板疲劳破坏。链传动紧边和松边拉力不等，因此链条工作时，拉力在不断地发生变化，经一定的应力循环后，链板发生疲劳断裂。 (三)多次冲击破断。链传动在启动、制动、反转或重复冲击载荷作用下，链条、销轴、套筒发生疲劳断裂。 (四)链条铰链的胶合。链速过高时销轴和套筒的工作表面由于摩擦产生瞬时高温使两摩擦表面相互粘结，并在相对运动中将较软的金属撕下，这种现象称为胶合。链传动的极限速度受到胶合的限制。 (五)链条的静力拉断。在低速(v < 0.6m/s)重载或突然过载时,载荷超过链条的静强度，链条将被拉断。 五、链传动的润滑方式有四种： （一）人工定期用油壶或油刷给油； （二）用油杯通过油管向松边内外链板间隙处滴油； （三）油浴润滑或用甩油盘将油甩起，以进行飞溅润滑； （四）用油泵经油管向链条连续供油，循环油可起润滑和冷却的作用。 封闭于壳体内的链传动，可以防尘、减轻噪声及保护人身安全。润滑油可选用L-AN32、L-AN46、L-AN68全损耗系统用油，环境温度高或载荷大时宜取粘度高者；反之粘度宜低。 六、总结 链传动具有各种各样的优点，而且在实际应用当中十分的广泛。所以我们在使用的过程当中，必须了解到每一种链条的适用范围，合理的选择相应的链条，并且有效的避免它失效的产生。这样子对我们实际生活中的应用相当有效。
技术论文学校：南京理工大学队伍：7046 指导老师：李军 成员1：雷杨成员2：陈舒思成员3：邝平作品名称：高精度稳定平台控制系统
摘要 稳定平台能够隔离载体角运动，在载体机动状态下建立稳定基准面，使安装在平台上的光电设备不会因载体运动产生的抖动和滚动而丢失目标，保证光电设备准确瞄准和跟踪目标，因此广泛应用于民用和军事领域。 设计的高精度稳定平台控制系统是以动力调谐陀螺仪为速度敏感元件，旋转变压器为角度测量元件，DSP控制器TMS320F28335为主控芯片，直流力矩电机为被控对象的闭环控制系统。根据所需关键器件的选型设计了系统的硬件电路，包括速度和角度信号采样电路、电机驱动电路、通信电路等。采用电流环和位置环的双闭环控制方式实现系统载体静止时的伺服控制；采用电流环、速度环和位置环的三闭环控制方式实现系统在载体运动时的稳定控制。以上两种控制模式下的角度控制精度都能够达到0.05mrad，载体运动时系统稳定控制模式下隔离扰动效果很好。 实测结果表明，该系统硬件结构简单，稳定性好，实时性强，具有良好的稳态和动态性能，能够满足稳定平台系统的性能要求。 关键词：稳定平台DSP 陀螺仪伺服控制
目录 1. 作品创意 (1) 2. 方案设计与论证 (1) 2.1 主控芯片的选择与论证 (2) 2.2陀螺的选择与论证 (3) 2.3 力矩电机的选择与论证 (3) 2.4 位置检测元件的选择与论证 (3) 3. 系统硬件与原理图设计 (4) 3.1 最小系统外围电路 (4) 3.2 旋转变压器-数字转换器电路 (5) 3.3 滤波采样电路 (6) 3.4 电机驱动电路 (7) 3.5 通信电路 (8) 3.6 闭锁电路 (9) 3.7 电源隔离电路 (9) 4. 软件设计与流程 (10) 4.1 主程序框架 (10) 4.2中断程序设计 (10) 5. 系统测试与分析 (13) 5.1 系统调试环境 (13) 5.2 系统静止状态下伺服控制调试结果 (13) 5.3 系统运动状态下稳定控制调试结果 (15) 6．作品难点与创新 (18) 6.1难点 (18) 6.2创新点 (18)
第十一章链传动 一、选择题 1、链传动设计中，一般链轮最多齿数限制为Z max＝120，是为了__________。 （1）减小链传动的不均匀性（2）限制传动比（3）减少链节磨损后链从链轮上脱落下来的可能性（4）保证链轮轮齿的强度 2、链传动中，限制链轮最少齿数的目的之一是为了________。 （1）减少传动的运动不均匀性和动载荷（2）防止链节磨损后脱落 （3）使小链轮轮齿受力均匀（4）防止润滑不良时轮齿加速磨损 3、链传动中，最适宜的中心距是___________。 （1）（10-20）p (2)（20-30）p （3）（30-50）p （4）（50-80）p 4、设计链传动时，链节数最好取_____________。 （1）偶数（2）奇数（3）质数（4）链轮齿数的整数倍 5、下列链传动传动比的计算公式中，__________是错误的。 （1）i=n1/n2(2) i=d2/d1(3) i=Z2/Z1(4) i=T2/T1η 6、链传动中，链条的平均速度v=_________。 （1）πd1n1/60×1000 （2）πd2n2/60×1000 （3）z1n1p1/60×1000 （4）z1n2p/60×1000 7、多排链排数一般不超过3或4排，主要是为了________。 （1）不使安装困难（2）使各排受力均匀（3）不使轴向过宽 （2）减轻链的重量 8、链传动设计中，当载荷大、中心距小，传动比大时，宜选用____。 （1）大节距单排链（2）小节距多排链（3）小节距单排链 （4）大节距多排链 9、按链传动的用途，套筒滚子链和齿形链属于_____。 (1) 传动链 (2) 起重链 (3) 牵引链 10、相比而言，_____传动时具有工作平稳，噪声小，允许链速较高，承受冲击载荷能力较好和轮齿受力较均匀的优点。 (1) 套筒链 (2) 齿形链 (3) 套筒滚子链 二．分析与思考题 1、与带传动相比，链传动有何优缺点? 2、在多排链传动中，链的排数过多有何不利? 3、对链轮材料的基本要求是什么?对大、小链轮的硬度要求有何不同? 4、为什么链传动的平均传动比是常数，而在一般情况下瞬时传动比不是常数? 5、为什么小链轮齿数不宜过多或过少? 6、链节距的大小对链传动有何影响?在高速、重载工况下，应如何选择滚子链? 7、链传动的中心距一般取为多少?中心距过大或过小对传动有何不利?
链传动中的润滑 一、前言 摩擦在自然界中是一种普遍的客观存在，人类的生存、生活、发展都离不开它。但是人们真正自觉地认识它、研究它乃至利用它却是比较晚的。直到本世纪40年代开始受到世界各国的重视，着手进行研究，到60年代初期才逐步形成一门学科“摩擦学”（Tribology）。研究摩擦意义重大，首先是能量消耗，据1977年国际摩擦学会议统计资料，世界上1/3—1/2的能源以摩擦损失型式消耗在各类机械传递能量的过程中；其次是零件摩损失效，据统计表明机器零件的失效80%是由摩擦引起的。链条在传动中每个环节存在两对摩擦副，即销轴与套筒，套筒与滚子，而且链条与链轮啮合的过程中也发生摩擦。目前在国内不论是链条制造厂家还是用户，对链传动中的润滑问题都未引起充分的重视，润滑不良甚至根本不润滑的现象普遍存在，因此本文将对链传动的润滑问题进行探讨。 二、润滑的必要性 对于链传动，即使链条和链轮设计的非常符合使用条件和环境，但是如果润滑不良，那么想要充分发挥设计的性能和保证使用寿命是不可能达到的。 链条在使用中有良好的润滑和润滑不良其磨损量可相差200—300倍[2]，一旦润滑不充分，则销轴和套筒将发生磨损，并由此引起链条与链轮啮合失调，噪音增大，链节伸长。甚至造成断链事故。滚子与套筒之间润滑不良将造成这些零件早期严重摩损（见图1）而无法继续使用。因此，制定选择润滑油粘度、给油位置及方法，给油间隔和注油量的合理方案，使链条各摩擦表面之间充分润滑是发挥链条性能的至关重要的措施。可以收到以下效果； 减少摩擦副的磨损； 减少动力消耗； 防止发生粘着磨损引起的胶合； 消除因摩擦而产生的过热； 保证传动平稳并延长使用寿命。三、润滑部位及给油方式 链传动润滑方式根据使用工况的不同分为三种：A手工给油或滴油润滑方式；B、油池润滑方式；C、油泵强制给油润滑方式。对于C型强制润滑和B型渗油润滑各部位都能充分润滑当然不成问题。对于A型手工给油或滴油润滑方式则必须保证使润滑油充满金属之间产生摩擦的部位（见图2），主要有：销轴与套筒之间，可以防止过度磨损而伸长。 2、套筒与滚子之间，可以减少两者之间的摩损，同时其间的油膜还能起到减缓冲击，以防滚子和套筒 碎裂和减少噪音的作用。 当润滑油充满间隙，特别是在链条松边给油，可以使油充满各摩擦副间隙之中，能有效地防止金属之间直接接触，而延长链条的使用寿命，另外润滑油兼有防锈蚀功能，对保护链条也大有好处。图2 链条的给油部位 四、结论 1 链条出厂前和使用中必须保证进行良好的渗油和润滑，以防止和减轻摩擦。 润滑是充分发挥链条使用性能的必要手段，良好的润滑与不良润滑链条的使用寿命可相差几百倍。 3 合适的润滑部位和润滑方式即可以节省润滑油又可收到事半功倍的效果。
链传动装配作业标准 一、将传递动力和运动的传动链条及主、从动链轮等零、部件组装到机械设备上的工艺过程。链传动是属于具有中间 挠性件的啮合传动，其所用的链条，按用途不同可分为传动链、输送链和起重链。 二、常见的传动链有套筒滚子传动链(简称滚子链)和齿形传动链(又名无声链)；输送链有滚子输送链；起重 链有多片式起重链和环形链等。链传动的主要技术要求是链条运行平稳，啮合良好，噪声小。
三、链轮的装配 A、链轮多用键与轴联接(见键连接装配)，也有采用螺栓连接和销连接的。采用螺栓或销连接时，应拧紧 螺栓或打紧销轴，并处理好防松装置，如拧紧防松螺母，装好防松垫片等。装好后的链轮用百分表校验其端面跳动。校验时把百分比表吸附在链轮固定支架上，表针压碰链轮端面，转动链轮观察端面误差量一般控制在≤0.1mm B、在链轮的装配过程中，要控制好两轴线的水平度和两链轮宽度对称面的偏移量，可用拉钢丝线和直尺检 查，其结果均应符合施工规范的要求。
（1）链轮的两轴线必须平行其允差为沿轴长方向0.5mm/m （2）两链轮的中心平面应重合，轴向偏移量不能太大，一般当两轮中心距小于500mm时轴向偏移量≤1mm两轮中心距大于500mm时应为≤2mm C、链轮在轴上固定后，跳动量必须符合右图示要求；链轮跳动量可用下图示划线盘或百分表检查，差 值一般控制在0.25mm内。 四、传动链条链接装配 如两轴中心距可以调节且在周短时，可以预先装好，再装在链轮上。如果结构不允许预先将链条接头接好时，则必须先将链条套在链轮上再进行链接。此时需采用专用的拉紧工具。 a b 如上图a、b所示齿形链条必须先套在链轮上，再用拉紧工具拉紧后进行连接 a-套筒滚子链条拉紧b-齿形链条拉紧
《认识链传动》教学设计
教学 过程 教学内容教师活动学生活动 任务导入 任务探究课前准备：1、按同组异质将学生分六组，六人一组。 2、链节发放，每组一份；课练发放，每人一份。 任务引入： 环节一视频播放激发兴趣 任务一 1.请学生观看生产实际中链传动视频。 2.观察指出自行车传动部分并讨论分析其各部分组成。 知识链接： 链传动： 1、概念：通过链条和具有特殊齿形的链轮组成的传递运 动和动力的一种机械运动。 2、组成：主动链轮、链和从动链轮。 播放生产实 际中链传动 实例视频，感 受链传动的 广泛应用。 教师以问答 方式带领学 生分析链传 动组成。后观 看视频，对照 检验。 观看视频 短片，思考 回答教师 问题。 学生思考 回答问题， 完成课练 1。
设计意图： 1.学生通过观看视频既能认识到链传动的广泛应用，又能快速进入课堂； 2.通过实物观察，问题回答，培养学生互相协作，分析思考的能力。 环节二小组协作，任务推进 任务一 请同学观察实物链节，对照滚子链结构图认识各部分结构名称。 任务二 各组同学观察手中已拆分链节，对照教材结构图思考：如果你来装配，要怎样安装，注意哪些结构件请同学们观 察自己组的 链节实物。 学生观察 手中链节 及拆分链 节，对照链 条结构图 说出链条 结构，完成 课练2。
可以直接装配，哪些结构不能直接装配，并观察分析链条个部分结构间的配合关系。 设计意图： 1、 学生学习链传动结构采用实物对照的方法可以 加深理解、加强记忆。 2、 自己动手研究个结构间关系，锻炼学生独立思考 能力，增强学生的合作意思。 环节三 合作探究，实际应用 任务一 观察当主动轮转过一齿，从动轮转过几个齿？计算 一分钟内主、从齿轮个转过多少齿？ 知识链接： 链轮齿数：主动轮Z 1，从动轮Z 2。 链轮转速：主动轮n 1，从动轮n 2，单位r/min 。 传动比：主、从两轮的转速之比。 结论： 由于是啮合传动，单位时间内两轮转过的齿数应相等， 即 得到 即链轮传动比 请学生活动手中链节，观察链条各部分结构间的配合关系。 请学生仔细观看链传动。思考任务一。 请同学思考如何用数学方法描述这个结论。 由任务引出传动比的计算方法。 各组学生在教师引导下自己观察并思考结合实物投影回答问题。 结合实物完成课练3。 各小组学生思考讨论，得出结论，回答教师问题。 学生小组讨论，整理结论。 学生完成 1 2 21z z n n i == 2 211z n z n =
船舶稳定平台解决方案 陀螺稳定平台（gyroscope-stabilized platform）利用陀螺仪特性保持平台台体方位稳定的装置。简称陀螺平台、惯性平台。用来测量运动载体姿态，并为测量载体线加速度建立参考坐标系，或用于稳定载体上的某些设备。它是导弹、航天器、飞机和舰船等的惯性制导系统和惯性导航系统的主要装置。 稳定平台作为一种安放在运动物体上的设备，具有隔离运动物体扰动的功能。稳定平台在航空航天、工业控制、军用及商用船舶中都有比较广泛的用途，例如航拍、舰载导弹发射台、船载卫星接收天线等。船舶上工作面或者平台姿态检测，船载天线稳定平台系统，会应用倾角传感器定时（较长时间）读取数值，通过计算后，对稳定平台进行校正。平台的实际运动由单片机控制外部机械装置以达到对稳定水平平台进行修正，以保证其始终处于水平状态。某些倾角传感器作为船体液压调平系统中的反馈元件，提供高精度的倾角信号。既可用于水下钻进也可用于水下开采等。 在国外，陀螺稳定跟踪装置被广泛应用于地基、车载、舰载、机载、弹载以及各种航天设备中。20世纪40年代末，为了减少车体振动对行进间射击的影响，在坦克上开始安装火炮稳定器，从50年代起，双稳定器在坦克中得到了广泛的应用。在英、美等国的先进武器系统中，基于微惯性传感器的稳定跟踪平台得到了广泛的应用，如美国的M1坦克、英国“挑战者”坦克、俄罗斯T-82坦克、英国“标枪”导弹海上发射平台和“海枭”船用红外跟踪稳定平台等，都采用了不同类型的稳定跟踪平台。美国海军采用BEI电子公司生产的QRS-10型石英音叉陀螺，研制出WSC-6型卫星通讯系统的舰载天线稳定系统，工作12万小时尚未出现故障；Honeywell公司以红外传感器平台稳定为应用背景，研制的以GG1320环形激光陀螺为基础的惯性姿态控制装置，很好的满足了稳瞄跟踪系统的要求。美军配装的Honeywell公司采用激光陀螺技术研制的自行榴弹炮组件式方位位置惯性系统(MAPS6000) ，在工作时可连续提供高精度的方位基准、高程、纵摇、横摇、角速率、经度和纬度输出，性能大大高于美军MAPS系统规范的要求。在导弹制导方面，俄罗斯的X-29T、美国的“幼畜”AGM-65、以色列的“突眼”等成像制导导引头中，都采用了陀螺稳定跟踪平台。在机载设备中，陀螺稳定平台在机载光-电火控系统和机载光电侦察平台中也得到极其广泛的应用，美国、以色列、加拿大、南非、法国、英国、俄罗斯等国家都已研制出多种型号产品装备部队。如以色列的ESP-600C型无人机载光电侦察平台采用两轴平台，其方位转动范围360o×N、俯仰+10o----10o、最大角速度50o/s、最大角加速度60o/s2，其稳定精度达到15μrad，所达精度代表了国际先进水平。 国内对陀螺稳定平台的研究起步较晚，20世纪80年代开始研制瞄准具稳定平台，而90 年代初才开始陀螺稳定平台的研制。虽有不少单位，如北京电子3所、长春光机所、中科院成都光电所、西安应用光学研究所、华中光电技术研究所和清华大学等都在开展该应用领域的研究工作，但在稳定跟踪平台技术的研究上与国外相比仍有较大差距，由于惯性元件的技术不过关，成本较高，致使该项技术的研究始终没有取得突破性的进展。 一、船用红外/可见光陀螺稳定平台 近年来，随着精密机械、电子技术、数字信号处理技术和模式识别技术的飞速发展，陀螺伺服稳定跟踪系统的性能也有了很大的提高。陀螺伺服稳定跟踪系统，其主要任务是完成
授课教师：日期： 教学环节及时间分配、备注师生 活动 教学内容4学时 新课引入 准备知识学习 学习重点和难点 学生 回答 教师 补充 理论 知识 学习 实物 展示 第六章带传动和链传动 学习目标 了解带传动与链传动的类型、工作原理、特点及应用； 了解V带的标记及V带轮的机构； 了解带传动与链传动的失效分析； 了解带传动与链传动的安装与维护常识。 新课引入 举例：自己在生活中见过的带传动或者链传动的例子有哪些？ 如自行车的链条传动，生产流水线上的带传动等等。（结合PPT形象生动）粗略讲解PPT中展示图片的工作机理。 6.1 带传动的工作原理、类型及特点（一下内容结合PPT）教材P83 1、主动轮，从动轮。 2、带传动的组成主动轮 从动轮 传动带 3、带传动的分类：1、摩擦式（靠摩擦力工作，工作时不需要润滑，成本低） 2、啮合式（不打滑，精度高） 3.1 摩擦式：平带f1 V带f2=3f1（分类、结构） 多楔带（功率大的场合） 圆带（多见于早起缝纫机） P96 练习：判断题1、2 选择题1、2、3、4 6.2 普通V带及V带轮 1、结构P 85 帘布芯结构抗拉强度好
PPT图演示 讲授 举例说明 绳芯结构柔韧性好 2、V带的几何参数： θ：楔角，一般取 40° 3、V带标准化的认识 4、普通V带轮 4.1 V带轮结构： θ一般都小于40° 以铸造为主 小结：带传动的特点P84 6.3 带传动工作能力分析 简单的讲述受力情况。并引出包角的概念 摩擦式带传动打滑的地方在小轮。原因是包角小。带传动的失效形式：打滑、传动带磨损、疲劳断裂 6.4 带传动的张紧、安装与维护 1、张紧装置：1、通过滑道调节螺钉
第三章链传动（2课时） 教学目标 1.掌握链传动的组成及传动比 2.了解链传动的特点 3.掌握滚子链的结构、参数和标记 教学重点难点 滚子链的结构、参数和标记 【复习】1.普通螺旋传动移动方向的判断 2.普通螺旋传动移动距离的计算公式 3.差动螺旋传动的移动距离计算及方向判定 【导入】今天开始新的一章链传动，对于链大家都不陌生，在我们所骑的自行车的两个轮之间就是通过中间的链来传动的，那么链传动与前面学习的带传动有什么区别？链传动又有什么特点呢？今天我们来讨论这些问题。 【新授】一、链传动及传动比 1.链传动的组成 链传动由主动链轮、链条、从动链轮组成。 2.工作原理：通过链轮轮齿与链条的啮合力来传递运动和动力。 3.传动比：主动链轮的转速n1与从动链轮n2的转速之比 表达式：i12=n1\n2=z2\z1 式中n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 二、链传动的应用特点 1.优点 （1）与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比。 （2）传动功率大。 （3）传动效率高，一般可达0.95~0.98。 （4）可用于两轴中心距较大的情况。 （5）能在低速、重载和高温条件下，以及尘土飞扬、淋水、淋油等不良环境中工作。 （6）作用在轴和轴承上的力小。 2.缺点
（1）由于链节的多边形运动，所以瞬时传动比是变化的，瞬时链速度不是常数，传动中会产生动载荷和冲击，因此不宜用于要求精密传动的机械上。 （2）链条的铰链磨损后，使链条节距变大，传动中链条容易脱落。 （3）工作时有噪声。 （4）对安装和维护要求较高。 （5）无过载保护作用。 三、链传动的类型 链传动的类型很多，按用途不同可以分为： 传动链：主要用于一般机械中传递运动和动力，也可用于输送等场合。最常用的是滚子链和齿形链。 输送链：用于输送工件、物品和材料，可直接用于各种机械上，也可以组成连式输送机作为一个单元出现。 起重链：主要用于传动力，起牵引、悬挂物体的作用，兼作缓慢运动。 （一）滚子链（套筒滚子链） 1.滚子链的结构 滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子等组成，销轴和外链板、套筒和内链板分别采用过盈配合固定；而销轴与套筒、滚子与套筒之间则为间隙配合，保证链接屈伸时，内链板与外链板之间能相对转动。 2.滚子链的主要参数 （1）节距 链条的相邻两销轴中心线之间的距离称为节距，依符号P表示。 节距是链的主要参数，链的节距越大，承载能力越强，但链传动的结构尺寸也会相应增大，传动的振动、冲击和噪声也越严重。因此，应用时尽可能选用小节距的链，高速、功率大时，可选用小节距的双排链或多排链。 滚子链的承载能力和排数成正比，但排数越多，各排受力越不均匀，所以排数不能过多，常用双排链或三排链，四排以上很少使用。 （2）节数 滚子链的长度用节数来表示。为了使链条的两端便于连接，链节数应尽量选取偶数，以便连接时正好使内链板和外联板相接。链接头处可用开口销或弹簧夹锁定。当链节数为奇数时，链接头需采用过渡链节。 3.滚子链的标记 滚子链是标准件，其标记为：链号-排数-链节数标准编号 标记示例：
皮带传动是一种依靠摩擦力来传递运动和动力的机械传动。它的特点主要表现在：皮带有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止其他零件损坏，起安全保护作用。皮带是中间零件。它可以在一定围根据需要来选定长度，以适应中心距要求较大的工作条件。结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。 缺点是：靠摩擦力传动，不能传递大功率。传动中有滑动，不能保持准确的传动比，效率较低。在传递同样大的圆周力时，外廓尺寸和轴上受力都比齿轮传动等啮合传动大。皮带磨损 较快，寿命较短。 链传动的特点: 1）与带传动相比，没有弹性滑动，能保持准确的平均传动比，传动效率较高；链条不需要大的紧力，所以轴与轴承所受载荷较小；不会打滑，传动可靠，过载能力强，能在低速重载下较好工作； 2）与齿轮传动相比，可以有较大的中心距，可在高温环境和多尘环境中工作，成本较低； 3）缺点是瞬时链速和瞬时传动比都是变化的，传动平稳性较差，工作中有冲击和噪声，不适合高速场合，不适用于转动方向频繁改变的情况。 齿轮传动能传递两个平行轴或相交轴或交错轴间的回转运动和转矩。 一、齿轮传动的特点 1)效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%~99%，这对大功率传动有很大的经济意义。 2）结构紧凑比带、链传动所需的空间尺寸小。 4)传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点。 3)工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟
的。这对车辆及在矿井工作的机器尤为重要。 但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。 常见传动方式的分类及其特点 在机械传动方面，常见的传动种类：带传动，链传动，轴传动，齿轮传动，蜗杆涡轮传动，摩擦轮传动，螺旋传动，液压传动，气压传动。 带传动一般有以下特点： 1．带有良好的饶性，能吸收震动，缓和冲击，传动平稳噪音小。 2．当带传动过载时，带在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到过载保护作用。 3．结构简单，制造，安装和维护方便； 4．带与带轮之间存在一定的弹性滑动，故不能保证恒定的传动比，传动精度和传动效率较低。 5．由于带工作时需要紧，带对带轮轴有很大的压轴力。 6．带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑。 7．带的寿命较短，需经常更换。 由于带传动存在上述特点，故通常用与中心距较大的两轴之间的传动传递功率一般不超过50KW。 链传动兼有带传动和齿轮传动的特点。 主要优点：与摩擦型带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比（平均传动比），传动效率较高（润滑良好的链传动的效率约为97 98%）；又因链条不需要象带那样得很紧，所以作用在轴上的压轴力较小；在同样条件下，链传动的结构较紧凑；同时链传动能在温度较高、有水或油等恶劣环境下工作。与齿轮传动相比，链传动易于安装，成本低廉；在远距离传动时，结构更显轻便。 主要缺点：运转时不能保持恒定传动比，传动的平稳性差；工作时冲击和噪音较大；磨损后易发生跳齿；只能用于平行轴间的传动。
链传动 一、填空题： 1、链轮转速越____，链条节距越____，链传动中的动载荷越大。 2、当链节数为_____数时，必须采用过渡链节联接，此时会产生附加 ____。 3、滚子链的最主要参数是链的_____，为提高链传动的均匀性，应选用齿数____的链轮。 4、为减小链传动的动载荷，小链轮齿数应选的_____些，为防止链传动过早脱链，小链轮齿数应选的_____些。 5、选用链条节距的原则是： 在满足传递_____的前提下，尽量选用_____的节距。 6、链条节数选择偶数是为了_____。链轮齿数选择奇数是为了_____。 7、在链传动布置时，对于中心距较小，传动比较大的传动，应使____边在上，____边在下，这主要是为了防止_____。而对于中心距较大，传动比较小的传动，应使紧边在____，松边在____，这主要是为了防止_____。 8、在设计链传动时，对于高速、重载的传动，应选用____节距的____排链；对于低速速、重载的传动，应选用____节距的____排链。 9、链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力____，其原因是链传动不需要_____。 1 0、"链传动张紧的目的是____。采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在____边，靠近____轮，从____向____张紧。 二、判断题：
1、链传动和带传动相比，链传动有准确的平均速比，传动功率大，作用在轴和轴承上的力也大。（） 2、"和带传动相比，链传动有一定的动载荷和冲击，传动平稳性差，工作时有噪声，适于低速重载传动。（） 3、"链传动的平均传动比为i 12n 1z2。（）n 2z 14、链传动的平均传动比和瞬时传动比不变。（） 5、"链传动通常布置在高速级。（） 6、"链传动水平布置时，紧边应位于下方。（） 7、"在承载能力足够的条件下，应选取小节距的单排链，高速重载时，可选用小节距的多排链。（） 8、"链节数最好取偶数。（） 9、"一般链传动的失效主要是链条的失效。（） 10、"链的节距越大，承载能力越强，但传动的平稳性越差。（） 三、选择题： 1、两平行轴中心距较大，在高温、低速、多尘、油污及其有腐蚀性介质等恶劣条件工作时，采用什么传动（）。 A．带传动 B．齿轮传动 C．链传动
目录 1.引言 (2) 2.稳定平台的性能要求 (2) 3.稳定平台的组成及工作原理 (3) 4.机电式稳定平台驱动系统传动形式 (4) 5.舰载雷达稳定平台控制系统框图 (5) 6.单片机的选择 (6) 1)8051单片机基本组成 (7) 2)复位电路及时钟电路 (8) 7.外扩RAM的选择 (8) 1)外存储器的选择 (8) 2）SRAM6264与单片机的连接方法 (9) 8.角位移传感器的选择 (10) 9.A/D转换器的选择 (11) 10.角位移传感器与A/D之间运放电路的设计 (12) 11.陀螺仪的选用 (13) 12.D/A转换器的选择 (15) 13.DAC0832外接运算放大器的设计 (17) 14.伺服单元以及交流伺服电机的选择 (18) 15.电源的设计 (19) 16.结语 (21) 17.参考文献 (22)
舰载雷达稳定平台设计说明书 题目说明:两自由度稳定平台用于保证船载雷达不受海浪颠簸的影响,始终保持雷达底座得水平.使用时在运动平台上安装两个角位移传感器,实时检测平台的位姿.而后根据测量得到的平台转角包括俯仰和滚动角度,来控制电机进行角度补偿,从而保证上平台始终水平。为保证控制精度，系统采用伺服电机作为驱动部分。 1、角位移传感器检测电路 2、伺服电机驱动电路 3、单片机及其接口电路 4、系统结构图 1. 引言 舰载雷达的天线座通常由方位转台和双轴稳定平台组成。它安装在舰艇桅杆的顶部，工作在海洋环境中。由于舰艇以及安装在舰艇桅杆顶部的天线座和安装在天线座方位转台上的雷达天线受海上风浪的扰动而产生纵、横摇及垂荡(升沉)运动，使得方位水平基准不断地发生变化，而舰艇摇荡运动和遭遇风浪均属随机过程变量，使雷达天线探测波束受舰艇摇摆的影响而不稳定，常会使被探测目标丢失，所以舰载雷达通常必须设置稳定平台，使稳定平台的纵摇和横摇驱动系统补偿舰艇的摇摆运动，使方位轴的轴线和水平面保持垂直，从而保证天线在水平面内作方位旋转运动，目标也不会因舰艇摇摆而丢失，确保了对空、对海探测的精度，保证了舰载雷达的正常工作。 2.稳定平台的性能要求 对于舰载警戒雷达来说，它的天线座通常是由方位转台和双轴稳定平台组成的。它安装在舰船桅杆的顶部，工作在海洋环境中。在伺服系统的控制下，方位转台的驱动系统能使天线以所需要的转速旋转。稳定平台的纵摇和横摇驱动系统能补偿舰船的摇摆运动，使方位轴的轴线与水平面保持垂直，从而保证天线在水平面内作方位旋转运动。 舰载雷达稳定平台必须满足下述性能要求： (1)稳定平台架设在舰艇上，基座是不稳定的。因为舰艇在航行时会发生纵摇、横摇、升沉及航向改变。根据舰艇的摇摆幅度和摇摆周期，稳定平台的纵摇和横摇驱动系统必须满足架设在方位转台上
中国链传动行业研究-市场需求状况 （二）市场需求状况及发展趋势 1、车辆链系统 （1）摩托车市场 近年来中国和世界摩托车市场呈现出不同的发展趋势。一方面，中国是全球摩托车生产大国，但随着国内消费水平的升级，摩托车的属性正由代步工具逐渐转向大排量娱乐及运动工具；另一方面，国外市场尤其是第三世界国家，受到其经济水平的制约，摩托车仍然是当地居民的主流交通工具。 ①国内摩托车市场 中国摩托车工业自二十世纪九十年代开始快速发展，已形成了完整的开发、生产及营销体系，并拥有了相当一部分独立自主的知识产权，成为世界摩托车产销第一大国。同时，农村城镇化建设和农村经济的快速发展，也促进了摩托车生产企业的迅速发展。自2011 年以来，国内摩托车总销量逐年递减，一方面是因为电动车和汽车逐渐替 代摩托车成为代步出行工具。另一方面，部分城市推出的禁、限摩托的条例也抑制了摩托车产业的发展。
虽然近年国内摩托车市场有所萎缩，但是中国依然是全球摩托车生产大国。根据国家统计局统计，2017年国内摩托车产量达2,267 万辆，产量依然庞大。此外，虽然近年来国内摩托车产销量下滑，但现阶段国内摩托车保有量仍然庞大，2017年全国摩托车保有量增长至8,200 万辆。由于摩托车链系统平均10,000 公里至30,000 公里就建议更换一次，因此摩托车售后维修市场的整体规模较为可观。 除上述总体市场情况外，中国摩托车消费市场也正在逐渐升级，消费者对摩托车的外观设计、性能和娱乐性提出了更高的要求，中、大排量摩托车市场的娱乐性和个性化特征逐步显现，以休闲娱乐为主要目的的250CC 及以上大排量摩托车增速明显，市场空间正不断增大，产品车型逐年增多。根据中国汽车工业协会摩托车分会统计，2016 年度400至750CC排量摩托车累计销售10,638辆，2017年累计销售26,689 辆，同比增长150%；250至400CC排量摩托车2016年累计销售36,054辆，2017年累计销售66,540 辆，同比增长84%。中国中、大排量摩托车虽然目前数量较少，但增长迅速，未来市场存在着较大的增长空间。中、大排量摩托车对链系统产品的抗拉强度、动载强度等性能要求更高，所以此类链系统产品单价更高，毛利润更大。 图：中、大排量摩托车销量示意
第9章链传动 9.1 本章要点详解 本章要点 ■链传动的特点及应用 ■链传动的工作情况分析 ■滚子链传动的设计计算 ■链传动的布置、张紧、润滑与防护 重难点导学 一、链传动的特点及应用 1．链传动的组成 链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮（小链轮和大链轮）组成。 2．链传动的作用 链传动通过链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同向传动。
3．链传动的特点 （1）优点 ①与带传动相比： a．链传动无弹性滑动和整体打滑现象，能保持准确的平均传动比，传动效率较高； b．作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失； c．整体尺寸较小，结构较为紧凑； d．能在高温和潮湿的环境下工作。 ②与齿轮传动相比： a．制造和安装精度要求较低，成本低廉； b．远距离传动时，其结构轻便。 （2）缺点 ①瞬时传动比不是恒定的常数，传动平稳性较差； ②工作时有噪声； ③只能实现两平行轴间链轮的同向传动； ④磨损后易发生跳齿。 4．链传动的应用 （1）应用的环境 链传动主要用在要求工作可靠，两轴相距较远，低速重载，工作环境恶劣，以及其他不宜采用齿轮传动的场合。 （2）应用的设备
链传动广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。 5．链传动的分类 链条按用途不同可以分为传动链、输送链和起重链。 （1）传动链 传动链可以分为短节距精密滚子链（简称滚子链）、齿形链等类型。 ①滚子链 滚子链常用于传动系统的低速级，其工作范围为： a．传动比：i≤8； b．传递功率：P≤100kW； c．圆周速度：v≤15m/s； d．传动效率：η≈0.95～0.98。 ②齿形链应用较少。 （2）输送链和起重链 输送链和起重链主要用在运输和超重机械中。 二、传动链的结构特点 1．滚子链 （1）滚子链的组成 滚子链由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所组成。
稳定平台关键技术综述 0引言 从科索沃战争、伊拉克战争到最近的利比亚战争，局部战争成为主要的作战模式。与以往的区域攻击不同，现代局部战争的主要特点是快速反应、精确打击。为应对未来局部战争，做到敢打必胜，改进与研制武器装备，提高部队作战能力成为首要任务。 在我军车载陆战装备中，战术导弹、坦克、火炮等武器系统近些年来有了很大发展，射击范围和精度都有了很大提高。但与外军先进装备相比，行进间射击精度尚有较大差距，甚至大多装配的武器系统还无法实现行进间射击。行进间射击作为提高部队作战效率，增强武器装备自我防护能力的重要指标，已成为未来陆战装备的主要发展方向，同时这也使得对武器系统的改进与研制迫在眉睫。 瞄准线稳定技术是实现行进间射击、提高行进间射击精度的主要环节。它采用稳定平台对车体的航向、纵摇和横滚运动进行有效的隔离，使瞄准线在惯性坐标系下保持稳定。为提高陆战装备快速反应与精确打击能力，急需提高稳定瞄准的快速性、精确性、自适应性，因此本课题的研究具有重要意义。 1稳定平台国内外研究现状 在光电稳定平台中，陀螺稳定平台迄今得到了广泛的应用，它是采用一个环架系统作为光电传感器的光学平台，在平台上放置陀螺来测量平台的运动，陀螺敏感姿态角的变化经过放大以后驱动环架的力矩电机，通过力矩电机驱动平台使光电传感器保持稳定。在国外起初应用于手持式望远镜和瞄准具中，并在八十年代装备部队，现已广泛应用于地基、车载、舰载、机载、弹载、天基等各种观测、摄像系统中。1996年，美国的航空红外制造商前视红外系统公司以电子新闻采集市场为目标推出了一种双传感器系统，它包括一个用于低照度的高分辨率红外摄像机和用于白天的标准广播摄像机，这两台摄像机一起被安装在一个紧凑的三轴陀螺稳定的万向架中，能够提供50rad μ的图像稳定精度，意大利的Caselle-Torinese 公司生产的11072Caselle-Torinese 光轴稳定平台的旋转范围可以做到高低方位均为??360~0，最大旋转速度为?60/s ，稳定精度为0.4mrad 。英国的Ferranti Electro-optics 公司生产的FIN1155用于坦克的陆地导弹/稳定平台，其瞄准线的稳定精度达到了0.1mrad 。法国的SAGEM 公司研制的舰载对空红外全景监视系统可以在?+?-30~30的摇摆，?+?-10~10的纵摇时的稳定精度达到0.5mrad 。1994年法国生产的“唯吉-105”型周视光电火控红外系统，在方位为??360~0，俯仰角为??-65~25范围内稳定精度为0.1mrad 。以色列研制的ESP-1H 采用两轴陀螺稳定平台，在方位角为??360~0，俯仰角在?+?-110~10的范围内，最大旋转速度为?50/s 的稳定精度高达50rad μ，而ESO-600C 的稳定精度高达15rad μ。 国内上世纪80年代开始研制瞄准具稳定平台，90年代逐渐展开了陀螺稳定平台的研制。北京618所90年代初期研制了机载陀螺稳定平台，其稳定精度可达到0.1mrad ，中科院成都光电所承担的863子课题——快速反射镜成像跟踪系统，采用了二级稳定技术，并于1994年通过评审。华中光电技术研究所研制的舰载红外稳定平台的稳定精度为1mrad ，清华大学精密机械与机械学系惯性导航研究室于1997年研制出机载瞄准线稳定跟踪系统，并交付部队使用。 车载稳定平台的研究开始于80年代后期，最初用于坦克炮长镜上以稳定瞄准线，其原理是在框架陀螺的转子上安装导光棱镜，以达到稳定瞄准线的目的，其稳定精度可达到0.2mrad ，但瞄准范围仅仅是方位?±4、俯仰?+?-20~10，加之人机工程差，使用受到了
工学硕士学位论文 陀螺稳定平台伺服控制系统研究 王石静 哈尔滨工业大学 2008年6月
图内图书分类号：TP273 国际图书分类号：621.3 工学硕士学位论文 陀螺稳定平台伺服控制系统研究 硕 士 研究生：王石静 导 师：杨 明教授 副 导 师：霍 炬讲师 申 请 学 位：工学硕士 学 科、专 业：控制科学与工程 所 在 单 位：控制与仿真中心 答 辩 日 期：2008年6月 授予学位单位：哈尔滨工业大学
Classified Index: TP273 U.D.C.: 621.3 Dissertation for the Master Degree in Engineering RESEARCH ON SERVO CONTROL SYSTEM OF GYRO-STABILIZED PLATFORM Candidate: Supervisor: Associate Supervisor: Academic Degree Applied for: Speciality: Affiliation： Date of Defence: Degree-Conferring-Institution:Wang Shijing Prof. Yang Ming Lecturer Huo Ju Master of Engineering Control Science and Engineering Control and Simulation Center June, 2008 Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 陀螺稳定平台能够隔离载体扰动，保持平台上探测设备的视轴在惯性空间的稳定，从而保证探测设备对目标的精确跟踪，在现代武器系统中得到了广泛的应用。本文针对项目需求，研究了陀螺稳定平台工作原理，建立了数学模型，对影响系统精度的摩擦力矩和陀螺噪声这两大主要因素进行了深入研究，并分析和研究了解决这两大问题的方法。 首先，在了解了陀螺平台系统工作原理的基础上，建立了系统的各组成部分模型，并根据载体扰动传递机制完善了模型。其中，非线性摩擦对系统精度的影响很大，所以，本文建立了适用于仿真分析的摩擦模型，这对分析扰动对系统精度的影响情况以及研究控制器控制效果奠定了基础。 其次，测量元件陀螺的噪声是影响系统精度的另一个重要因素。本文用IEEE公认的陀螺参数分析的标准方法——Allan方差法分析了陀螺信号噪声；研究了三种滤波方法——数字低通滤波、小波变换阈值滤波、自适应滤波，并将这三种方法直接用于处理陀螺信号；仿真分析比较了滤波效果。此外，分析了滤波前后陀螺信号的幅度谱，利用Allan方差法并通过最小二乘拟合得到了滤波前后陀螺信号中各误差源的幅度，从不同的角度进一步证实了：三种方法中，自适应滤波效果最佳。 最后，设计了平台伺服系统控制器，主要研究了传统的超前滞后控制和滑模变结构控制。并对这两种控制器的控制效果进行了系统稳定仿真实验分析，结果表明变结构控制效果远远优于超前滞后控制。此外，进行了系统位置跟踪的仿真实验，结果表明变结构控制下系统可以较精确地跟踪一般的低频运动目标，满足一定的跟踪精度要求。 关键词陀螺稳定平台；非线性摩擦；陀螺噪声；滤波方法；控制器 - I -