河海大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng).ppt

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一、鏈傳動(dòng)原理、組成與特點(diǎn),1、原理：兩輪間以鏈條為中間撓性元件的嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)2、組成：主、從動(dòng)鏈輪、鏈條、封閉裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)和張緊裝置等。,13—8概述,4、應(yīng)用：適于兩軸相距較遠(yuǎn)，工作條件惡劣等，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械、石油機(jī)械、采礦、起重、金屬切削機(jī)床、摩托車、自行車等。中低速傳動(dòng)：傳動(dòng)比≤8，P≤100KW，V≤12-15m/s，無(wú)聲鏈最大線速度可達(dá)40m/s（不適于在沖擊與急促反向等情況）,①瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定②傳動(dòng)不平穩(wěn)③傳動(dòng)時(shí)有噪音、沖擊④對(duì)安裝精度要求較高。,3、特點(diǎn)：,①平均速比準(zhǔn)確，無(wú)滑動(dòng)②結(jié)構(gòu)緊湊，軸上壓力Q?、蹅鲃?dòng)效率高η=98%④承載能力高P=100KW⑤可傳遞遠(yuǎn)距離傳動(dòng)amax=8mm⑥成本低。,優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,二、鏈傳動(dòng)的主要類型,按工作特性分：起重鏈;輸送鏈;傳動(dòng)鏈,傳動(dòng)鏈接形式分：套筒鏈;滾子鏈;齒形鏈;成型鏈,,,,滾子鏈,齒形鏈,輸送鏈,傳動(dòng)鏈,起重鏈,傳動(dòng)鏈?zhǔn)擎渹鲃?dòng)中的主要元件，傳動(dòng)鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型。,◆滾子鏈?zhǔn)怯蓾L子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成。◆內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過(guò)盈聯(lián)接；◆滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。,滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比，但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過(guò)多。,1、滾子鏈,鏈條的接頭處的固定形式有：,用開口銷固定，多用于大節(jié)距鏈,彈簧卡片固定，多用于小節(jié)距鏈,設(shè)計(jì)時(shí)，鏈節(jié)數(shù)取為偶數(shù)為宜，這樣可避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，因?yàn)檫^(guò)渡鏈節(jié)要承受附加的彎曲應(yīng)力，會(huì)使鏈的承載能力下降。,滾子鏈的結(jié)構(gòu),滾子鏈的零件,滾子鏈的標(biāo)記：,例：08A－186GB1243.1-83,詳見表13-11,2、齒形鏈,齒形鏈又稱無(wú)聲鏈，它是一組鏈齒板鉸接而成。工作時(shí)鏈齒板與鏈輪輪齒相嚙合而傳遞運(yùn)動(dòng)。,與滾子鏈相比，齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲承受沖擊性能好，工作可靠，多用于高速或運(yùn)動(dòng)精度要求較高的傳動(dòng)裝置中。,齒形鏈按鉸鏈結(jié)構(gòu)不同可分為圓銷式、軸瓦式和滾柱式三種。,齒形鏈上設(shè)有導(dǎo)板，以防止鏈條工作時(shí)發(fā)生側(cè)向竄動(dòng)。導(dǎo)板有內(nèi)導(dǎo)板和外導(dǎo)板之分。內(nèi)導(dǎo)板齒形鏈導(dǎo)向性好，工作可靠；外導(dǎo)板齒形鏈的鏈輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。,,三、滾子鏈鏈輪,1、鏈輪的齒形和參數(shù),端面齒形,軸面齒形,鏈輪較常用的齒形是一種三圓弧一直線的齒形.,鏈輪是鏈傳動(dòng)的主要零件，其齒形已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。,配用鏈條的節(jié)距p、滾子的最大外徑d1、排距pt、齒數(shù)z。,◆確定鏈輪的尺寸和結(jié)構(gòu)；,◆選擇鏈輪的材料和熱處理方式；,2、鏈輪設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：,鏈輪的基本參數(shù)：,分度圓直徑,齒頂圓直徑,齒根圓直徑,齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑,1）鏈輪的尺寸,◆小直徑的鏈輪可制成整體式；◆中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；◆大直徑的鏈輪可制成組裝式。,整體式,孔板式,組合式,2）鏈輪的結(jié)構(gòu),3）鏈輪的材料及熱處理,注：小鏈輪的工作情況較大鏈輪的惡劣些，故小鏈輪通常采用較好的材料制造。,13—10鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析,一、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析,鏈的平均速度為：,鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比為：,鏈條鉸鏈A點(diǎn)的前進(jìn)分速度,上下運(yùn)動(dòng)分速度,在鏈傳動(dòng)中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長(zhǎng)等于鏈條的節(jié)距p。,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性,由上述分析可知，鏈傳動(dòng)中，鏈條的前進(jìn)速度和上下抖動(dòng)速度是周期性變化的，鏈輪的節(jié)距越大，齒數(shù)越少，鏈速的變化就越大。,當(dāng)主動(dòng)鏈輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)鏈輪的角速度以及鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比都是周期性變化的，因此鏈傳動(dòng)不宜用于對(duì)運(yùn)動(dòng)精度有較高要求的場(chǎng)合。,鏈傳動(dòng)的不均勻性的特征，是由于圍繞在鏈輪上的鏈條形成了正多邊形這一特點(diǎn)所造成的，故稱為鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)。,從動(dòng)鏈輪的角速度為：,鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比為：,鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷,鏈傳動(dòng)中的多邊形效應(yīng)造成鏈條和鏈輪都是周期性的變速運(yùn)動(dòng)，從而引起動(dòng)載荷。,鏈輪的轉(zhuǎn)速越高、節(jié)距越大、齒數(shù)越少，則傳動(dòng)的動(dòng)載荷就越大。,當(dāng)鏈節(jié)嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運(yùn)動(dòng)的鏈節(jié)鉸鏈和以角速度ω作圓周運(yùn)動(dòng)的鏈輪輪齒，將以一定的相對(duì)速度突然相互嚙合，從而使鏈條和鏈輪受到?jīng)_擊，鏈節(jié)距越大，鏈輪的轉(zhuǎn)速越高，則沖擊越強(qiáng)烈。,二、鏈傳動(dòng)的受力分析,鏈傳動(dòng)在安裝時(shí)，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力，張緊的目的主要是使松邊不致過(guò)松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產(chǎn)生振動(dòng)、跳齒或脫鏈現(xiàn)象。,鏈的緊邊拉力為：,鏈的松邊拉力為：,其中：Fe為有效圓周力：,Fc為離心力引起的拉力：,在上述各式中，P為傳遞的功率（kW)；v為鏈速(m/s)；q為單位長(zhǎng)度鏈條的質(zhì)量(kg/m)。,Fy為懸垂拉力，與鏈條松邊的垂度和傳動(dòng)的布置方式有關(guān)。,一單排滾子鏈傳動(dòng)，已知：鏈輪齒數(shù)z1=17，z2=25，采用08A鏈條（節(jié)距p=12.7mm），中心距a=40p(m)，水平布置；傳遞功率P=15kW，載荷平穩(wěn)；小輪主動(dòng)，其轉(zhuǎn)速n1=150r/min。求：1）離心力Fc；2）懸垂拉力Fy；3）鏈的緊邊拉力和松邊拉力。,13—11鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇,一、鏈輪齒數(shù),二、鏈的節(jié)距,鏈的節(jié)距越大，承載能力就越高，但傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)也要增大，振動(dòng)沖擊和噪聲也越嚴(yán)重。盡量選取小節(jié)距的鏈。高速重載時(shí)可選用小節(jié)距多排鏈,選擇小鏈輪齒數(shù)Z1─→計(jì)算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1小鏈輪齒數(shù)Z1過(guò)少、過(guò)大都不好,Z2≤120通常傳動(dòng)比i≤6，推薦值i＝2~3.5。鏈輪齒數(shù)最好為奇數(shù),三、中心距和鏈的節(jié)數(shù),鏈傳動(dòng)的中心距過(guò)大或過(guò)小對(duì)傳動(dòng)都會(huì)造成不利影響。設(shè)計(jì)時(shí)一般取中心距a0=(30～50)p，最大取a0max=80p。,鏈條的長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)Lp來(lái)表示，鏈節(jié)數(shù)為：,計(jì)算出的Lp應(yīng)圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)，鏈傳動(dòng)的中心距為：,①——由鏈板疲勞強(qiáng)度限定；②——由滾子套筒沖擊疲勞強(qiáng)度限定；③——由銷軸和套筒膠合限定。,滾子鏈額定功率曲線圖,四、失效形式和額定功率,鏈傳動(dòng)的失效形式有鏈的疲勞破環(huán)、鏈條鉸鏈的磨損、鏈條鉸鏈的膠合以及鏈條的靜力拉斷。,標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件：,1）兩鏈輪安裝在水平軸上且共面；2）小鏈輪齒數(shù)z1=19；3）鏈長(zhǎng)Lp=100節(jié)；4）載荷平穩(wěn)；5）按推薦的方式潤(rùn)滑；6）連續(xù)15000小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；7）鏈條磨損引起相對(duì)伸長(zhǎng)量0.6m/s,標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件下A系列滾子鏈額定功率曲線,13—12滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,一、滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和方法：,,1、確定鏈輪齒數(shù)z1、z2和傳動(dòng)比i,,,,,,2、確定鏈條節(jié)數(shù)Lp,3、確定計(jì)算功率Pca,5、確定中心距a,6、驗(yàn)算輪速,7、選擇潤(rùn)滑方式,,4、確定鏈條的節(jié)距p,,8、作用在軸向的力,,9、設(shè)計(jì)鏈輪,1．鏈輪齒數(shù),選擇小鏈輪齒數(shù)Z1─→計(jì)算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1。通常限制鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i≤6，推薦的傳動(dòng)比i＝2~3.5。,3．確定計(jì)算功率,計(jì)算功率Pc是根據(jù)傳遞的額定功率P，并考慮工作情況來(lái)確定的。,KA為鏈傳動(dòng)的工作情況系數(shù)。,2．鏈條節(jié)數(shù),鏈條的長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)Lp來(lái)表示，鏈節(jié)數(shù)為：,,考慮到鏈傳動(dòng)的實(shí)際工作條件與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件的不同，引入修正系數(shù)，鏈所需傳遞的功率按下式確定：,式中：,Kz為小鏈輪齒數(shù)系數(shù),KL為鏈長(zhǎng)系數(shù),Km為多排鏈系數(shù),,鏈條節(jié)距p可根據(jù)功率P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1由額定功率曲線選取,4．鏈的節(jié)距,計(jì)算出的Lp應(yīng)圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)，鏈傳動(dòng)的為：,5.實(shí)際中心距,6．驗(yàn)算鏈速,鏈的平均速度為：,7．選擇潤(rùn)滑方式,9．鏈輪的主要尺寸,8．作用在軸上的壓力,對(duì)于鏈速v<0.6m/s的低速鏈傳動(dòng)，由于抗拉靜力強(qiáng)度不夠而可能出現(xiàn)拉斷，因此，需要進(jìn)行抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算：,Sca—計(jì)算安全系數(shù)Flim—單排鏈的極限拉伸載荷，kN,13—13鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑,一、鏈傳動(dòng)的布置,一般應(yīng)布置在鉛垂面內(nèi)，避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)。鏈傳動(dòng)的緊邊在上方好一些。保持鏈傳動(dòng)的兩個(gè)鏈輪共面，否則容易脫鏈。,二、鏈傳動(dòng)的張緊,避免在鏈條的垂度過(guò)大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動(dòng)現(xiàn)象；增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。,三、鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑,鏈傳動(dòng)中銷軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會(huì)伸長(zhǎng)，這是影響鏈傳動(dòng)壽命的最主要因素。潤(rùn)滑是延長(zhǎng)鏈傳動(dòng)壽命的最有效的方法。潤(rùn)滑對(duì)高速重載的鏈傳動(dòng)尤為重要。,,