《機械設(shè)計鏈傳動》PPT課件.ppt

1 鏈傳動 鏈傳動的特點及應(yīng)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(yīng)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(yīng)用 5 鏈傳動的特點及應(yīng)用 鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)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； 壓軸力較小； 傳遞功率大，過載能力強； 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) ，工作中有沖擊和噪聲。 6 鏈傳動的特點及應(yīng)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(fù) 雜，成本較高。 套筒滾子鏈的應(yīng)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，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(biāo)記方法為： 鏈號 排數(shù) 整鏈鏈節(jié)數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)編號。 16A 1 80 GB1243 1997，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。 smpnzpnzv /1 00 0601 00 060 2211 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(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，鏈速最小， vmin=R11cos(1 /2) ； 當(dāng) =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： c os c os 1 2 2 1 R Ri 22 1 2 c o s c o s c o s Rvvv 22 11 c o s c o s RR 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(dāng)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化 引起附加動載荷 s ind d 2 11Rt va 2 180s i n 2 s i n 2 12 11 12 11m a x p z RRa 27 鏈傳動動載荷 從動鏈輪的角加速度引起的動載荷 dtR Jd F d 2 2 2 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(yīng)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(dǎo)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(dāng)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(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鏈?zhǔn)芡蝗缓艽蟮倪^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 0 P KKK PK KKK P PLZ A PLZ c 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(yīng) )，產(chǎn)生沖擊、振動和噪聲。設(shè)計時 應(yīng)盡量選用較小的鏈節(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(dǎo)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 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?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?zhǔn)芰Σ痪鶉乐?（ 3）鏈傳動的 軸向尺寸過大 （ 4）鏈的質(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(dǎo)板或外導(dǎo)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，在滿足強度要求的條件下，在設(shè)計 上應(yīng)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(dāng)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， z2 75， n1=900 r min。 現(xiàn)由于工作需要，擬將從動輪轉(zhuǎn)速降低到 n2=200r min（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(yīng)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(yīng)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=330r min， 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=600r min，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 。