河海大學機械設計鏈傳動.ppt

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一、鏈傳動原理、組成與特點,1、原理：兩輪間以鏈條為中間撓性元件的嚙合來傳遞動力和運動2、組成：主、從動鏈輪、鏈條、封閉裝置、潤滑系統(tǒng)和張緊裝置等。,13—8概述,4、應用：適于兩軸相距較遠，工作條件惡劣等，如農業(yè)機械、建筑機械、石油機械、采礦、起重、金屬切削機床、摩托車、自行車等。中低速傳動：傳動比≤8，P≤100KW，V≤12-15m/s，無聲鏈最大線速度可達40m/s（不適于在沖擊與急促反向等情況）,①瞬時傳動比不恒定②傳動不平穩(wěn)③傳動時有噪音、沖擊④對安裝精度要求較高。,3、特點：,①平均速比準確，無滑動②結構緊湊，軸上壓力Q小③傳動效率高η=98%④承載能力高P=100KW⑤可傳遞遠距離傳動amax=8mm⑥成本低。,優(yōu)點：,缺點：,二、鏈傳動的主要類型,按工作特性分：起重鏈;輸送鏈;傳動鏈,傳動鏈接形式分：套筒鏈;滾子鏈;齒形鏈;成型鏈,,,,滾子鏈,齒形鏈,輸送鏈,傳動鏈,起重鏈,傳動鏈是鏈傳動中的主要元件，傳動鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型。,◆滾子鏈是由滾子、套筒、銷軸、內鏈板和外鏈板組成。◆內鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈聯(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,設計時，鏈節(jié)數(shù)取為偶數(shù)為宜，這樣可避免使用過渡鏈節(jié)，因為過渡鏈節(jié)要承受附加的彎曲應力，會使鏈的承載能力下降。,滾子鏈的結構,滾子鏈的零件,滾子鏈的標記：,例：08A－186GB1243.1-83,詳見表13-11,2、齒形鏈,齒形鏈又稱無聲鏈，它是一組鏈齒板鉸接而成。工作時鏈齒板與鏈輪輪齒相嚙合而傳遞運動。,與滾子鏈相比，齒形鏈傳動平穩(wěn)無噪聲承受沖擊性能好，工作可靠，多用于高速或運動精度要求較高的傳動裝置中。,齒形鏈按鉸鏈結構不同可分為圓銷式、軸瓦式和滾柱式三種。,齒形鏈上設有導板，以防止鏈條工作時發(fā)生側向竄動。導板有內導板和外導板之分。內導板齒形鏈導向性好，工作可靠；外導板齒形鏈的鏈輪結構簡單。,,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.,鏈輪是鏈傳動的主要零件，其齒形已經標準化。,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構；,◆選擇鏈輪的材料和熱處理方式；,2、鏈輪設計的主要內容：,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）鏈輪的結構,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鏈傳動的運動分析和受力分析,一、鏈傳動的運動分析,鏈的平均速度為：,鏈傳動的平均傳動比為：,鏈條鉸鏈A點的前進分速度,上下運動分速度,在鏈傳動中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距p。,鏈傳動的運動不均勻性,由上述分析可知，鏈傳動中，鏈條的前進速度和上下抖動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。,當主動鏈輪勻速轉動時，從動鏈輪的角速度以及鏈傳動的瞬時傳動比都是周期性變化的，因此鏈傳動不宜用于對運動精度有較高要求的場合。,鏈傳動的不均勻性的特征，是由于圍繞在鏈輪上的鏈條形成了正多邊形這一特點所造成的，故稱為鏈傳動的多邊形效應。,從動鏈輪的角速度為：,鏈傳動瞬時傳動比為：,鏈傳動的動載荷,鏈傳動中的多邊形效應造成鏈條和鏈輪都是周期性的變速運動，從而引起動載荷。,鏈輪的轉速越高、節(jié)距越大、齒數(shù)越少，則傳動的動載荷就越大。,當鏈節(jié)嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運動的鏈節(jié)鉸鏈和以角速度ω作圓周運動的鏈輪輪齒，將以一定的相對速度突然相互嚙合，從而使鏈條和鏈輪受到沖擊，鏈節(jié)距越大，鏈輪的轉速越高，則沖擊越強烈。,二、鏈傳動的受力分析,鏈傳動在安裝時，應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松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產生振動、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為單位長度鏈條的質量(kg/m)。,Fy為懸垂拉力，與鏈條松邊的垂度和傳動的布置方式有關。,一單排滾子鏈傳動，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，其轉速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，但傳動的多邊形效應也要增大，振動沖擊和噪聲也越嚴重。盡量選取小節(jié)距的鏈。高速重載時可選用小節(jié)距多排鏈,選擇小鏈輪齒數(shù)Z1─→計算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1小鏈輪齒數(shù)Z1過少、過大都不好,Z2≤120通常傳動比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),鏈傳動的中心距過大或過小對傳動都會造成不利影響。設計時一般取中心距a0=(30～50)p，最大取a0max=80p。,鏈條的長度以鏈節(jié)數(shù)Lp來表示，鏈節(jié)數(shù)為：,計算出的Lp應圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)，鏈傳動的中心距為：,①——由鏈板疲勞強度限定；②——由滾子套筒沖擊疲勞強度限定；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。,標準實驗條件：,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Lp=100節(jié)；4）載荷平穩(wěn)；5）按推薦的方式潤滑；6）連續(xù)15000小時滿負荷運轉；7）鏈條磨損引起相對伸長量0.6m/s,標準實驗條件下A系列滾子鏈額定功率曲線,13—12滾子鏈傳動的設計計算,一、滾子鏈傳動的設計步驟和方法：,,1、確定鏈輪齒數(shù)z1、z2和傳動比i,,,,,,2、確定鏈條節(jié)數(shù)Lp,3、確定計算功率Pca,5、確定中心距a,6、驗算輪速,7、選擇潤滑方式,,4、確定鏈條的節(jié)距p,,8、作用在軸向的力,,9、設計鏈輪,1．鏈輪齒數(shù),選擇小鏈輪齒數(shù)Z1─→計算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1。通常限制鏈傳動的傳動比i≤6，推薦的傳動比i＝2~3.5。,3．確定計算功率,計算功率Pc是根據(jù)傳遞的額定功率P，并考慮工作情況來確定的。,KA為鏈傳動的工作情況系數(shù)。,2．鏈條節(jié)數(shù),鏈條的長度以鏈節(jié)數(shù)Lp來表示，鏈節(jié)數(shù)為：,,考慮到鏈傳動的實際工作條件與標準實驗條件的不同，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和小鏈輪轉速n1由額定功率曲線選取,4．鏈的節(jié)距,計算出的Lp應圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)，鏈傳動的為：,5.實際中心距,6．驗算鏈速,鏈的平均速度為：,7．選擇潤滑方式,9．鏈輪的主要尺寸,8．作用在軸上的壓力,對于鏈速v<0.6m/s的低速鏈傳動，由于抗拉靜力強度不夠而可能出現(xiàn)拉斷，因此，需要進行抗拉靜力強度計算：,Sca—計算安全系數(shù)Flim—單排鏈的極限拉伸載荷，kN,13—13鏈傳動的布置、張緊和潤滑,一、鏈傳動的布置,一般應布置在鉛垂面內，避免布置在水平或傾斜平面內。鏈傳動的緊邊在上方好一些。保持鏈傳動的兩個鏈輪共面，否則容易脫鏈。,二、鏈傳動的張緊,避免在鏈條的垂度過大時產生嚙合不良和鏈條的振動現(xiàn)象；增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。,三、鏈傳動的潤滑,鏈傳動中銷軸與套筒之間產生磨損，鏈節(jié)就會伸長，這是影響鏈傳動壽命的最主要因素。潤滑是延長鏈傳動壽命的最有效的方法。潤滑對高速重載的鏈傳動尤為重要。,,