機(jī)械設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng).ppt

1,鏈傳動(dòng),鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 鏈傳動(dòng)的工作情況分析 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 鏈傳動(dòng)的布置、張緊與潤(rùn)滑,2,鏈傳動(dòng)重點(diǎn)內(nèi)容,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性分析 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)中參數(shù)的合理選擇,3,鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用,撓性傳動(dòng)；鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)之間嚙合。,4,鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用,5,鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用,鏈傳動(dòng)沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；封閉式鏈傳動(dòng)傳動(dòng)效率=0.950.98； 壓軸力較?。?傳遞功率大，過(guò)載能力強(qiáng)； 能在低速重載下較好工作； 能適應(yīng)惡劣環(huán)境如多塵、油污、腐蝕和高強(qiáng)度場(chǎng)合。 缺點(diǎn)是：瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不為常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲。,6,鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用,按用途鏈可分為傳動(dòng)鏈、起重鏈和曳引鏈。 起重鏈在起重機(jī)械中提升重物（v0.25m/s） 曳引鏈在運(yùn)輸機(jī)械中移動(dòng)重物（v24m/s）,7,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),傳動(dòng)鏈用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，v20m/s；P100kW；i8；一般i=23；=0.950.98。 傳動(dòng)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(qiáng)，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。 套筒滾子鏈的應(yīng)用最為廣泛。,8,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),9,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),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(guò)盈配合聯(lián)接。而銷軸與套筒、滾子與套筒之間則為間隙配合，所以，當(dāng)鏈條與鏈輪輪齒嚙合時(shí)，滾子與輪齒間基本上為滾動(dòng)摩擦。 套筒與銷軸間、滾子與套筒間為滑動(dòng)摩擦。鏈板一般做成8字形，以使各截面接近等強(qiáng)度，并可減輕重量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性。,10,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),11,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),滾子鏈的標(biāo)記方法為： 鏈號(hào)排數(shù)整鏈鏈節(jié)數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)。 16A180 GB12431997，即為按本標(biāo)準(zhǔn)制造的A系列、節(jié)距25.4mm、單排、80節(jié)的滾子鏈。,12,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),除了接頭鏈節(jié)外，各鏈節(jié)都是不可分離的。 鏈的長(zhǎng)度用鏈節(jié)數(shù)表示。 為了使鏈條連成環(huán)形時(shí)，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(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),齒形鏈的組成,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(dòng)的平均速度與平均傳動(dòng)比 鏈繞在鏈輪上，鏈條曲折成正多邊形的一部分。邊長(zhǎng)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(guò)的鏈長(zhǎng)為zp，故鏈的平均速度v為： 鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比為：iz2 /z1。,鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)特性,20,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性 鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繞在其上的鏈條的銷軸軸心沿鏈輪節(jié)圓(半徑為R1)運(yùn)動(dòng)。,21,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,設(shè)鏈輪以角速度1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該鏈輪的銷軸軸心A作等速圓周運(yùn)動(dòng)，其圓周速度v1=R11。 為了便于分析，設(shè)鏈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)主動(dòng)邊始終處于水平位置。 v1可分解為沿鏈條前進(jìn)方向的水平分速度v和上下垂直運(yùn)動(dòng)的分速度v，其值分別為： v= v1cos=R11 cos v=v1sin=R11 sin 式中是A點(diǎn)處圓周速度與水平線的夾角。,22,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,鏈條的每一鏈節(jié)在主動(dòng)鏈輪上對(duì)應(yīng)中心角為1 (=360/z1)，則角的變化范圍為(-1/2 1/2)。 當(dāng)=1/2時(shí)，鏈速最小，vmin=R11cos(1 /2)； 當(dāng)=0時(shí)，鏈速最大，vmax=R11。,23,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,主動(dòng)鏈輪作等速回轉(zhuǎn)時(shí)，鏈條前進(jìn)的瞬時(shí)速度v周期性的由小變大，又由大變小，每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)節(jié)距就變化一次。 與此同時(shí)，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(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,設(shè)從動(dòng)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(shí)傳動(dòng)比為：,25,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,隨著角和角的不斷變化，鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比也是不斷變化的。當(dāng)主動(dòng)鏈輪以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)鏈輪的角速度將周期性地變化。 只有在z1=z2，且傳動(dòng)的中心距恰為節(jié)距p的整數(shù)倍時(shí)，傳動(dòng)比才可能在嚙合過(guò)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(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性嚴(yán)重。,26,鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷,鏈水平速度與從動(dòng)輪角速度的周期性變化引起附加動(dòng)載荷,27,鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷,從動(dòng)鏈輪的角加速度引起的動(dòng)載荷,28,鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷,鏈節(jié)與鏈輪之間的沖擊,29,鏈傳動(dòng)動(dòng)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(dòng)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(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)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(dòng)按功率曲線設(shè)計(jì)計(jì)算 低速(v<0.6m/s)鏈傳動(dòng)按靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算,33,失效形式,鏈的疲勞破壞 由于鏈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的載荷不斷變化，因而鏈在變應(yīng)力狀態(tài)下工作，經(jīng)過(guò)一定的循環(huán)次數(shù)后，鏈板會(huì)產(chǎn)生疲勞斷裂或滾子表面會(huì)產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕和疲勞裂紋。在潤(rùn)滑條件良好和設(shè)計(jì)安裝正確的情況下，疲勞強(qiáng)度是決定鏈傳動(dòng)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(jìn)入嚙合和退出嚙合時(shí)，銷軸與套筒之間存在相對(duì)滑動(dòng)，在不能保證充分潤(rùn)滑的條件下，將引起鉸鏈的磨損。 磨損導(dǎo)致鏈輪節(jié)距增加，鏈與鏈輪的嚙合點(diǎn)外移，最終將產(chǎn)生跳齒或脫鏈而使傳動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)，在變載荷的作用下，潤(rùn)滑油膜難以形成，當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，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(dǎo)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(guò)盈配合松動(dòng)，從而造成鏈傳動(dòng)的失效。,36,失效形式,鏈條靜力拉斷 在低速重載的傳動(dòng)中或者鏈?zhǔn)芡蝗缓艽蟮倪^(guò)載時(shí)，鏈條靜力拉斷承載能力受到鏈元件的靜拉力強(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(rùn)滑方式潤(rùn)滑；工作壽命為15000小時(shí)；鏈因磨損而引起的相對(duì)伸長(zhǎng)量不超過(guò)3。,40,41,額定功率曲線,P=P0KZKLKP,42,強(qiáng)度條件,43,滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)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(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性(也稱多邊形效應(yīng))，產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)和噪聲。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選用較小的鏈節(jié)距。高速重載時(shí)，宜用小節(jié)距多排鏈；低速重載時(shí)，宜用大節(jié)距排數(shù)較少的鏈。,44,滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算,鏈輪齒數(shù)的選擇 若小鏈輪齒數(shù)過(guò)少，運(yùn)動(dòng)速度的不均勻性和動(dòng)載荷都會(huì)很大；鏈節(jié)在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，相對(duì)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(dòng)的計(jì)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(dòng)尺寸和重量外，也會(huì)因鏈條節(jié)距的伸長(zhǎng)而發(fā)生脫鏈，導(dǎo)致降低使用壽命。 從動(dòng)輪齒數(shù)z2=iz，通常z2max=120。,46,滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算,鏈節(jié)數(shù)與中心距 過(guò)小，加快鏈的磨損 過(guò)大，松邊上下顫動(dòng)，傳動(dòng)不平穩(wěn) 推薦 a=3050p (80p),47,滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算,48,49,50,選擇與填空,1 與帶傳動(dòng)相比較，鏈傳動(dòng)的主要特點(diǎn)之一是_。（1）緩沖減振 （2）過(guò)載保護(hù) （3）無(wú)打滑,51,選擇與填空,2 滾子鏈?zhǔn)怯蓾L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(guò)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(guò)多，這主要是因?yàn)榕艛?shù)過(guò)多則_。（1）給安裝帶來(lái)困難 （2）各排鏈?zhǔn)芰Σ痪鶉?yán)重 （3）鏈傳動(dòng)的軸向尺寸過(guò)大 （4）鏈的質(zhì)量過(guò)大,53,選擇與填空,5 鏈傳動(dòng)的主要失效形式有_四種。在潤(rùn)滑良好、中等速度的鏈傳動(dòng)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(dòng)，而不用帶傳動(dòng)？ 7 齒形鏈為什么沒(méi)有內(nèi)導(dǎo)板或外導(dǎo)板？ 8 對(duì)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(dòng)的平均傳動(dòng)比是常數(shù)，而在一般情況下瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù)？,55,分析與思考,10 影響鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不均勻性的因素有哪些？如何影響？ 11 為了提高鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)均勻性和減小動(dòng)載荷，在滿足強(qiáng)度要求的條件下，在設(shè)計(jì)上應(yīng)采用什么措施？ 12 鏈傳動(dòng)的額定功率曲線是在什么條件下得到的？當(dāng)所設(shè)計(jì)的鏈傳動(dòng)與上述條件不符合時(shí)，要進(jìn)行哪些項(xiàng)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(gè)鏈輪上？為什么？ 14 為什么小鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)多或過(guò)少？ 15 試分析鏈節(jié)距過(guò)大或過(guò)小對(duì)傳動(dòng)有何影響。 16 鏈傳動(dòng)的中心距過(guò)大或過(guò)小對(duì)傳動(dòng)有何不利？,57,分析與思考,17 什么情況下按功率曲線來(lái)選擇鏈條？什么情況下按靜強(qiáng)度計(jì)算來(lái)選擇鏈條？,58,分析與思考,18 有一鏈傳動(dòng)，z1=25，z275，n1=900 rmin?，F(xiàn)由于工作需要，擬將從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速降低到n2=200rmin（允許誤差為士3），試問(wèn)：（1）若從動(dòng)輪齒數(shù)及其它各條件不變，應(yīng)將主動(dòng)輪齒數(shù)減小到多少？此時(shí)鏈條所能傳遞的功率將是原來(lái)的多少倍？（2）若主動(dòng)輪齒數(shù)及其它各條件不變，應(yīng)將從動(dòng)輪齒數(shù)增大到多少？此時(shí)鏈條所能傳遞的功率將是原來(lái)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(duì)傳遞功率的影響可忽略。,59,設(shè)計(jì)計(jì)算,19 滾子鏈傳動(dòng)傳遞的功率P=8.5kW， 工況系數(shù)KA=1.2，主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1= 960r/min，齒數(shù)z1=21，從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n2=330rmin，中心距a600mm，鏈節(jié)距p=12.7mm，試計(jì)算需要幾排鏈。,60,設(shè)計(jì)計(jì)算,20 單排滾子鏈傳動(dòng)，主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1=600rmin，齒數(shù)z1=21，從動(dòng)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(jì)計(jì)算,21 設(shè)計(jì)一輸送裝置用的鏈傳動(dòng)。已知傳遞的功率P=16.8kW，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min，傳動(dòng)比i=3.5，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作載荷沖擊較大，中心距a800mm，水平布置。,