機械設(shè)計鏈傳動.ppt

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1、1,鏈傳動,鏈傳動的特點及應用 傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 鏈傳動的工作情況分析 滾子鏈傳動的設(shè)計計算 鏈傳動的布置、張緊與潤滑,2,鏈傳動重點內(nèi)容,鏈傳動的運動特性分析 鏈傳動設(shè)計中參數(shù)的合理選擇,3,鏈傳動的特點及應用,撓性傳動；鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)之間嚙合。,4,鏈傳動的特點及應用,5,鏈傳動的特點及應用,鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高；封閉式鏈傳動傳動效率=0.950.98； 壓軸力較??； 傳遞功率大，過載能力強； 能在低速重載下較好工作； 能適應惡劣環(huán)境如多塵、油污、腐蝕和高強度場合。 缺點是：瞬時鏈速和瞬時傳動比不為常數(shù)，工作中有沖擊和噪

2、聲。,6,鏈傳動的特點及應用,按用途鏈可分為傳動鏈、起重鏈和曳引鏈。 起重鏈在起重機械中提升重物（v0.25m/s） 曳引鏈在運輸機械中移動重物（v24m/s）,7,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,傳動鏈用于傳遞運動和動力，v20m/s；P100kW；i8；一般i=23；=0.950.98。 傳動鏈的類型主要有套筒滾子鏈和齒形鏈。 齒形鏈比套筒滾子鏈工作平穩(wěn)、噪聲小，承受沖擊載荷能力強，但結(jié)構(gòu)較復雜，成本較高。 套筒滾子鏈的應用最為廣泛。,8,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,9,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,滾子鏈的結(jié)構(gòu)由內(nèi)鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。 銷軸3與外鏈板2、套筒4與內(nèi)鏈板1分別用過盈配合聯(lián)接。而銷軸與

3、套筒、滾子與套筒之間則為間隙配合，所以，當鏈條與鏈輪輪齒嚙合時，滾子與輪齒間基本上為滾動摩擦。 套筒與銷軸間、滾子與套筒間為滑動摩擦。鏈板一般做成8字形，以使各截面接近等強度，并可減輕重量和運動時的慣性。,10,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,11,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,滾子鏈的標記方法為： 鏈號排數(shù)整鏈鏈節(jié)數(shù)，標準編號。 16A180 GB12431997，即為按本標準制造的A系列、節(jié)距25.4mm、單排、80節(jié)的滾子鏈。,12,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,除了接頭鏈節(jié)外，各鏈節(jié)都是不可分離的。 鏈的長度用鏈節(jié)數(shù)表示。 為了使鏈條連成環(huán)形時，正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相連接，鏈節(jié)數(shù)最好為偶數(shù)。,13,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,齒形

4、鏈的組成,14,滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,三圓弧一直線 aa ab cd bc,15,滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,16,滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,17,滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,18,,19,鏈傳動的平均速度與平均傳動比 鏈繞在鏈輪上，鏈條曲折成正多邊形的一部分。邊長為鏈條的節(jié)距p，邊數(shù)等于鏈輪齒數(shù)z。鏈輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，隨之轉(zhuǎn)過的鏈長為zp，故鏈的平均速度v為： 鏈傳動的平均傳動比為：iz2 /z1。,鏈傳動運動特性,20,鏈傳動的運動特性,鏈傳動的運動不均勻性 鏈輪轉(zhuǎn)動時，繞在其上的鏈條的銷軸軸心沿鏈輪節(jié)圓(半徑為R1)運動。,21,鏈傳動的運動特性,設(shè)鏈輪以角速度1轉(zhuǎn)動時，該鏈輪的銷軸軸心A作等

5、速圓周運動，其圓周速度v1=R11。 為了便于分析，設(shè)鏈在轉(zhuǎn)動時主動邊始終處于水平位置。 v1可分解為沿鏈條前進方向的水平分速度v和上下垂直運動的分速度v，其值分別為： v= v1cos=R11 cos v=v1sin=R11 sin 式中是A點處圓周速度與水平線的夾角。,22,鏈傳動的運動特性,鏈條的每一鏈節(jié)在主動鏈輪上對應中心角為1 (=360/z1)，則角的變化范圍為(-1/2 1/2)。 當=1/2時，鏈速最小，vmin=R11cos(1 /2)； 當=0時，鏈速最大，vmax=R11。,23,鏈傳動的運動特性,主動鏈輪作等速回轉(zhuǎn)時，鏈條前進的瞬時速度v周期性的由小變

6、大，又由大變小，每轉(zhuǎn)過一個節(jié)距就變化一次。 與此同時，v的大小也在周期性的變化，使鏈節(jié)以減速上升，然后以加速下降。,24,鏈傳動的運動特性,設(shè)從動輪角速度為2，圓周速度為v2，由圖知: 又因v1=R11，而有 所以瞬時傳動比為：,25,鏈傳動的運動特性,隨著角和角的不斷變化，鏈傳動的瞬時傳動比也是不斷變化的。當主動鏈輪以等角速度回轉(zhuǎn)時，從動鏈輪的角速度將周期性地變化。 只有在z1=z2，且傳動的中心距恰為節(jié)距p的整數(shù)倍時，傳動比才可能在嚙合過程中保持不變，恒為1。 由上面分析可知，鏈輪齒數(shù)z越小，鏈條節(jié)距p越大，鏈傳動的運動不均勻性嚴重。,26,鏈傳動動載荷,鏈水平速度與從動輪角速度的周期性變

7、化引起附加動載荷,27,鏈傳動動載荷,從動鏈輪的角加速度引起的動載荷,28,鏈傳動動載荷,鏈節(jié)與鏈輪之間的沖擊,29,鏈傳動動載荷,鏈輪轉(zhuǎn)速愈高 鏈節(jié)距愈大 鏈輪齒數(shù)愈少 引起動載荷愈大,30,受力分析,工作拉力 離心拉力 垂度拉力,31,32,滾子鏈傳動的設(shè)計計算,根據(jù)鏈速不同分為一般與低速兩種情況： 一般(v0.6m/s)的鏈傳動按功率曲線設(shè)計計算 低速(v<0.6m/s)鏈傳動按靜強度設(shè)計計算,33,失效形式,鏈的疲勞破壞 由于鏈在運動過程中所受的載荷不斷變化，因而鏈在變應力狀態(tài)下工作，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)后，鏈板會產(chǎn)生疲勞斷裂或滾子表面會產(chǎn)生疲勞點蝕和疲勞裂紋。在潤滑條件良好和設(shè)計安裝正

8、確的情況下，疲勞強度是決定鏈傳動工作能力的主要因素。,34,失效形式,鏈條鉸鏈磨損 鏈節(jié)在進入嚙合和退出嚙合時，銷軸與套筒之間存在相對滑動，在不能保證充分潤滑的條件下，將引起鉸鏈的磨損。 磨損導致鏈輪節(jié)距增加，鏈與鏈輪的嚙合點外移，最終將產(chǎn)生跳齒或脫鏈而使傳動失效,35,失效形式,鏈條鉸鏈膠合 由于套筒和銷軸間存在相對運動，在變載荷的作用下，潤滑油膜難以形成，當轉(zhuǎn)速很高時，使套筒與銷軸間發(fā)生金屬直接接觸而產(chǎn)生很大摩擦力，其產(chǎn)生的熱量導致套筒與銷軸的膠合。在這種情況下，或者銷軸被剪斷，或者套筒、銷軸與鏈板的過盈配合松動，從而造成鏈傳動的失效。,36,失效形式,鏈條靜力拉斷 在低速重載的傳動中或者

9、鏈受突然很大的過載時，鏈條靜力拉斷承載能力受到鏈元件的靜拉力強度的限制。,37,額定功率曲線,38,39,額定功率曲線,常用滾子鏈的額定功率曲線，是在特定條件下由實驗得到的。 特定條件是指：z1=19；L=100p；單排鏈；兩鏈輪安裝在平行的水平軸上，兩鏈輪共面；載荷平穩(wěn)；按照推薦的潤滑方式潤滑；工作壽命為15000小時；鏈因磨損而引起的相對伸長量不超過3。,40,41,額定功率曲線,P=P0KZKLKP,42,強度條件,43,滾子鏈傳動的計算,鏈節(jié)距和排數(shù) 鏈節(jié)距的大小直接決定了鏈的尺寸、重量和承載能力，而且也影響鏈傳動的運動不均勻性(也稱多邊形效應)，產(chǎn)生沖擊、振動和噪聲。設(shè)計時應盡量

10、選用較小的鏈節(jié)距。高速重載時，宜用小節(jié)距多排鏈；低速重載時，宜用大節(jié)距排數(shù)較少的鏈。,44,滾子鏈傳動的計算,鏈輪齒數(shù)的選擇 若小鏈輪齒數(shù)過少，運動速度的不均勻性和動載荷都會很大；鏈節(jié)在進入和退出嚙合時，相對轉(zhuǎn)角增大，磨損增加，沖擊和功率損耗也增大。,45,滾子鏈傳動的計算,小鏈輪齒數(shù)如選得太大，大鏈輪齒數(shù)z2則將更大，除了增大傳動尺寸和重量外，也會因鏈條節(jié)距的伸長而發(fā)生脫鏈，導致降低使用壽命。 從動輪齒數(shù)z2=iz，通常z2max=120。,46,滾子鏈傳動的計算,鏈節(jié)數(shù)與中心距 過小，加快鏈的磨損 過大，松邊上下顫動，傳動不平穩(wěn) 推薦 a=3050p (80p),47,滾子鏈傳動的計算

11、,48,49,50,選擇與填空,1 與帶傳動相比較，鏈傳動的主要特點之一是_______。（1）緩沖減振 （2）過載保護 （3）無打滑,51,選擇與填空,2 滾子鏈是由滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板所組成，其________________之間、______________之間分別為過盈聯(lián)接，而___________之間、__________之間分別為間隙配合。,52,選擇與填空,3 鏈條的磨損主要發(fā)生在______________的接觸面上。 4 多排鏈的排數(shù)不宜過多，這主要是因為排數(shù)過多則_______。（1）給安裝帶來困難 （2）各排鏈受力不均嚴重 （3）鏈傳動的軸向尺寸過大 （4）鏈

12、的質(zhì)量過大,53,選擇與填空,5 鏈傳動的主要失效形式有_____________________________________________四種。在潤滑良好、中等速度的鏈傳動中，其承載能力主要取決于______________ 。,54,分析與思考,6 為什么在自行車中一般都采用鏈傳動，而不用帶傳動？ 7 齒形鏈為什么沒有內(nèi)導板或外導板？ 8 對鏈輪材料的基本要求是什么？大、小鏈輪的硬度要求有何不同？ 9 為什么鏈傳動的平均傳動比是常數(shù)，而在一般情況下瞬時傳動比不是常數(shù)？,55,分析與思考,10 影響鏈傳動運動不均勻性的因素有哪些？如何影響？ 11 為了提高鏈傳動的運動均勻性和減小動載荷

13、，在滿足強度要求的條件下，在設(shè)計上應采用什么措施？ 12 鏈傳動的額定功率曲線是在什么條件下得到的？當所設(shè)計的鏈傳動與上述條件不符合時，要進行哪些項目的修正？,56,分析與思考,13 若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發(fā)生在哪個鏈輪上？為什么？ 14 為什么小鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少？ 15 試分析鏈節(jié)距過大或過小對傳動有何影響。 16 鏈傳動的中心距過大或過小對傳動有何不利？,57,分析與思考,17 什么情況下按功率曲線來選擇鏈條？什么情況下按靜強度計算來選擇鏈條？,58,分析與思考,18 有一鏈傳動，z1=25，z275，n1=900 rmin?，F(xiàn)由于工作需要，擬將從動輪轉(zhuǎn)速降低到n2=200

14、rmin（允許誤差為士3），試問：（1）若從動輪齒數(shù)及其它各條件不變，應將主動輪齒數(shù)減小到多少？此時鏈條所能傳遞的功率將是原來的多少倍？（2）若主動輪齒數(shù)及其它各條件不變，應將從動輪齒數(shù)增大到多少？此時鏈條所能傳遞的功率將是原來的多少倍？（3）上述兩種方案中，哪種方案比較合適？為什么？注：上述兩種方案中，因換大、小鏈輪后引起中心距的變化對傳遞功率的影響可忽略。,59,設(shè)計計算,19 滾子鏈傳動傳遞的功率P=8.5kW， 工況系數(shù)KA=1.2，主動鏈輪轉(zhuǎn)速n1= 960r/min，齒數(shù)z1=21，從動鏈輪轉(zhuǎn)速n2=330rmin，中心距a600mm，鏈節(jié)距p=12.7mm，試計算需要幾排鏈。,60,設(shè)計計算,20 單排滾子鏈傳動，主動鏈輪轉(zhuǎn)速n1=600rmin，齒數(shù)z1=21，從動鏈輪齒數(shù)z2=105，中心距a=910mm，該鏈的節(jié)距p=25. 4mm，工況系數(shù)調(diào)KA=1.2，求鏈所能傳遞的功率P。,61,設(shè)計計算,21 設(shè)計一輸送裝置用的鏈傳動。已知傳遞的功率P=16.8kW，主動輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min，傳動比i=3.5，原動機為電動機，工作載荷沖擊較大，中心距a800mm，水平布置。,