机械设计自行车链传动分析.
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自行车中的链传动原理自行车的链传动原理是指通过链条将脚踏板上的动力传递到后轮上,从而推动自行车前进的机制。
这一原理的实现,使得自行车具有高效、连续和可调节的动力传递方式,成为自行车的核心机械结构。
链传动原理的关键部分是链条和齿轮。
自行车的齿轮由前齿轮组和后齿轮组组成,而链条则通过齿轮之间的齿槽将动力传递下去。
在前齿轮组中,通常有一个比较大的齿轮,也被称为前链轮,它位于脚踏板轴上,骑车人通过脚蹬将动力传递给前链轮。
而在后齿轮组中,有一个或者多个较小的齿轮,也称为后链轮,它们固定在后轮的轮轴上。
当骑车人将脚蹬与前链轮连接后,通过脚踏板的上下运动,前链轮开始转动。
由于前链轮和后链轮之间通过链条相连,前链轮的旋转也会带动链条进行回转。
当链条的下方接触到后链轮上的齿槽时,由于链条与齿轮之间的啮合作用,后链轮也会开始转动。
最终,后链轮的旋转带动整个后轮一起转动,推动自行车前进。
链传动原理的优点之一是传动的连续性和高效性。
由于链条的设计,每转动一圈,齿轮之间都能传递动力,不会因为传动的中断而导致动力损失。
而且链条和齿轮的接触面积相对较大,摩擦力较小,能够更加高效地将前链轮的动力传递给后轮。
此外,链传动还具有调速的能力。
自行车的前齿轮组和后齿轮组通常包含不同大小的齿轮,这就意味着通过改变齿轮的选择,骑车人可以根据需要来调节骑行的阻力和速度。
例如,如果骑行在山地或者起伏的路面上,可以选择后链轮上的较大齿轮,这样可以减小骑行时的阻力,提高效率。
相反,如果骑行在平坦的道路上,选择较小的齿轮可以增加输入动力,提高速度。
当然,链传动也存在一些局限性。
由于链条和齿轮的设计,链传动需要定期的清洁和润滑保养,以确保链条的正常运转和传动效率。
此外,链条在长时间的使用中可能会出现磨损和松弛的情况,需要进行调整或更换。
另外,链传动系统也需要注意避免进入灰尘、泥浆等杂质中,以免影响链条和齿轮的使用寿命。
总的来说,自行车的链传动原理通过链条和齿轮的结合,将骑行人的动力传递给后轮,实现自行车的正常运转和前进。
链传动基本要求:了解链传动的工作原理、类型、特点、应用范围和失效形式。
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1.与带传动、齿轮传动相比、链传动有何特点?为什么自行车传动采用链传动?多级传动时,为什么链传动常放在低速级,带传动常放在高速级?优点:•与带传动相比–平均传动比不变,无弹性滑动和打滑现象。
–张紧力小,轴上作用力小,结构紧凑。
–传动效率较高,可在低速下传递较大的载荷。
–在同样的使用条件下,结构紧凑。
–能在油污、尘土、高温等恶劣环境下工作。
•与齿轮传动相比–两轴的中心距较大。
缺点:•只能用于两平行轴间的同向回转传动。
•瞬时传动比变化,传动平稳性差(工作时有冲击和噪声)。
•无过载保护能力。
自行车传动采用链传动:链传动能在油污、尘土、高温等恶劣环境下工作;传动效率较高,可在低速下传递较大的载荷;两轴的中心距较大。
多级传动时,链传动常放在低速级:链传动瞬时传动比变化,速度有波动,传动平稳性差(工作时有冲击和噪声);无过载保护能力。
2.试分析链传动动载荷产生的原因及其影响因素?p286•因为链速v 和从动链轮角速度的周期性变化,从而产生了附加的动载荷;•链的垂直方向分速度v’的周期性变化,导致链传动的横向振动,也是链传动动载荷中很重要的一部分。
•当链条的铰链啮入链轮齿间时,由于链条铰链做直线运动而链轮轮齿做圆周运动,两者之间的相对速度造成啮合冲击和动载荷。
•链传动的多边形效应是链传动的固有特性。
•若链张紧不好,链条松弛,在起动、制动、反转、载荷变化等情况下,将产生惯性冲击,使链传动产生很大的动载荷。
3.链传动的主要失效形式有哪些?在什么条件下容易出现这些失效形式?p288链传动的失效形式可能有:正常润滑的链传动,铰链元件由于疲劳强度不足而破坏;因铰链销轴磨损,使链节距过渡伸长,从而破坏正确的啮合和造成脱链现象;润滑不当或转速过高时,销轴和套筒的摩擦表面易发生胶合破坏;经常起动、反转、制动的链传动,由于过载造成冲击破断;低速重载的链传动,铰链元件发生静强度破坏;链轮轮齿磨损等。
链传动的应用实例
链传动是一种常用的机械传动方式,其应用广泛,涵盖了多个领域。
以下是链传动的几个应用实例。
1. 自行车链传动:自行车链传动将脚踏板的动力传递给车轮,驱动自行车前进。
自行车的链传动采用了轻便、高效的设计,能够承受高负荷,并且需要较少的维护。
2. 工程机械链传动:工程机械中的链传动一般用于重载、高负荷的场合,如挖掘机、推土机等。
链传动具有承载能力强、可靠性高等优点,能够满足工程机械在恶劣条件下的工作要求。
3. 汽车链传动:汽车的链传动一般用于传递引擎动力到车轮,驱动汽车行驶。
链传动需要承受高负荷和高速度,因此要求链条的材料和设计具有高强度和高耐磨性。
4. 机床链传动:机床中常常采用链传动来传递动力和控制运动。
链传动具有传递精度高、承载能力强等优点,能够满足机床对高精度、高效率的要求。
总之,链传动的应用涵盖了多个领域,具有承载能力强、传递精度高、可靠性高等优点,是机械传动中不可或缺的一种方式。
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1、链传动定义与特点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。
但是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。
2、链传动应用范围链传动适用于两轴相距较远,工作条件恶劣等,如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。
3、链传动生活中应用实例3.1 自行车的链传动自行车采用了链传动,利用链条与链轮之间的啮合力来传递运动和动力。
自行车是利用链传动来传递运动和动力的,链传动由主动链轮(安装在脚踏板的中轴上),从动链轮(又称后飞轮,安装在自行车的后轴上)和中间挠性件链条组成,链条的链节和链轮的轮齿相啮合。
在图1传动中,设主动链轮的齿数z1,转速为n1,后飞轮的齿数为z2,转速为n2,主动链轮每转过一个齿,链条移动一个链节,从动链轮被链条带动也转过一个齿,即在相同时间内主动链轮转过的齿数等于从动链轮转过的齿数,则 n1·z1 =n2·z2,即n 1n2=z 2z 1。
链传动的传动比即主、从动链轮的转速之比,等于主、从动链轮齿数之反比。
通常链传动主动轮的齿数大于从动轮的齿数,即z1>z2,则传动比小于1,所以采用链传动的自行车是增速的。
例28英寸的男式自行车,主动链轮的齿数为47,后飞轮齿数为21,骑车人蹬一圈,主动链轮转一圈,飞轮转2.5圈,后轮也转2.5圈,自行车可向前进 5.5米左右,所以骑车与步行相比快多了。
在自行车的前链轮上加两个左右曲柄,脚踏的切向力改进成转动力矩,两脚的摆动幅度大一些,转动力矩也大,用脚蹬踏更有利于自行车转动。