機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)PPT鏈傳動

1、101 概述概述 一、鏈傳動工作原理與特點一、鏈傳動工作原理與特點 鏈傳動由主動鏈輪鏈傳動由主動鏈輪1 1、從動鏈輪、從動鏈輪2 2和中間撓性件和中間撓性件( (鏈條鏈條)3)3組組 成通過鏈條的鏈節(jié)與鏈輪上的輪齒相嚙合傳遞運動和動力。成通過鏈條的鏈節(jié)與鏈輪上的輪齒相嚙合傳遞運動和動力。 雙排雙排 三排三排 1 1、工作原理：兩輪間以鏈條為中間撓性元件的嚙合來傳遞動、工作原理：兩輪間以鏈條為中間撓性元件的嚙合來傳遞動 力和運動。力和運動。 2 2、組成：主、從動鏈輪、鏈條、封閉裝置、潤滑系統(tǒng)和張緊、組成：主、從動鏈輪、鏈條、封閉裝置、潤滑系統(tǒng)和張緊 裝置等。裝置等。 3 3、特點：、特點： 優(yōu)

2、點：優(yōu)點： 平均速比平均速比i i準(zhǔn)確，無滑動準(zhǔn)確，無滑動 結(jié)構(gòu)緊湊，軸上壓力結(jié)構(gòu)緊湊，軸上壓力q q小小 傳動效率高傳動效率高=98% =98% 承載能力高承載能力高p=100kw p=100kw 可傳遞遠(yuǎn)距離傳動可傳遞遠(yuǎn)距離傳動amaxamax=8m =8m 成本低。成本低。 缺點：缺點： 瞬時傳動比不恒定瞬時傳動比不恒定 傳動不平穩(wěn)傳動不平穩(wěn) 傳動時有噪音、沖擊傳動時有噪音、沖擊 對安裝精度要求較高。對安裝精度要求較高。 4 4、應(yīng)用：、應(yīng)用： 適于兩軸相距較遠(yuǎn)；適于兩軸相距較遠(yuǎn)； 不宜齒輪傳動；不宜齒輪傳動； 要求傳動比準(zhǔn)確但不要求瞬時傳動比準(zhǔn)確的場合；要求傳動比準(zhǔn)確但不要求瞬時傳動比

3、準(zhǔn)確的場合； 工作條件惡劣等；工作條件惡劣等； 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、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；摩托車、自行車等； 中低速傳動：中低速傳動： 傳動比傳動比88； p100kwp100kw； v15m/sv15m/s； 傳動效率為傳動效率為0.95-0.980.95-0.98 二、鏈傳動的主要類型二、鏈傳動的主要類型 按工作特性分：起重鏈，按工作特性分：起重鏈，牽引鏈，傳動鏈牽引鏈，傳動鏈 按傳動鏈接形式分：按傳動鏈接形式分：套筒鏈；滾子鏈；套筒鏈；滾子鏈；齒形鏈；成型鏈齒形鏈；成型鏈 滾子鏈滾子鏈 齒形鏈齒形鏈

4、 1.1.滾子鏈的結(jié)構(gòu)滾子鏈的結(jié)構(gòu) 滾子鏈由內(nèi)鏈板滾子鏈由內(nèi)鏈板1 1、外鏈板、外鏈板2 2、套簡、套簡3 3、銷軸、銷軸4 4和滾子和滾子5 5組成。組成。 內(nèi)鏈板與套筒、外鏈板與銷軸間均為過盈配合；套筒與銷鈾、內(nèi)鏈板與套筒、外鏈板與銷軸間均為過盈配合；套筒與銷鈾、 滾子與套筒間均為間隙配合。內(nèi)、外鏈板交錯聯(lián)接而構(gòu)成鉸鏈。滾子與套筒間均為間隙配合。內(nèi)、外鏈板交錯聯(lián)接而構(gòu)成鉸鏈。 相鄰兩滾子軸線間的距離稱為鏈節(jié)距，用相鄰兩滾子軸線間的距離稱為鏈節(jié)距，用p p表示，鏈節(jié)距表示，鏈節(jié)距f f是傳是傳 動鏈的重要參數(shù)。動鏈的重要參數(shù)。 當(dāng)傳遞功率較大時，可采用雙排鏈或多排鏈。當(dāng)多當(dāng)傳遞功率較大時，可

5、采用雙排鏈或多排鏈。當(dāng)多 排鏈的排數(shù)較多時，各排受載不易均勻，因此實際運用排鏈的排數(shù)較多時，各排受載不易均勻，因此實際運用 中排數(shù)中排數(shù)般不超過般不超過4 4。 鏈條在使用時封閉為環(huán)形，當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，正好是鏈條在使用時封閉為環(huán)形，當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，正好是 外鏈板與內(nèi)鏈板相接，可用開口銷或彈簧卡固定銷軸，外鏈板與內(nèi)鏈板相接，可用開口銷或彈簧卡固定銷軸， 如圖如圖9.5a9.5a、b b所示；所示； 若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)，則需采用過渡鏈節(jié)，如圖若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)，則需采用過渡鏈節(jié)，如圖9.5c9.5c所所 示。由于過渡鏈節(jié)的夠板要受附加的彎矩作用，一般應(yīng)示。由于過渡鏈節(jié)的夠板要受附加的彎矩作用，一般應(yīng)

6、避免使用，最好采用偶數(shù)節(jié)。避免使用，最好采用偶數(shù)節(jié)。 2.2.滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn)滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn) 我國目前使用的滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn)為我國目前使用的滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn)為gb1243.1gb1243.119971997，分為，分為a a、b b兩兩 個系列，常用的是個系列，常用的是a a系列。其主要參數(shù)見表系列。其主要參數(shù)見表9.19.1 滾子鏈的標(biāo)記方法為：鏈號滾子鏈的標(biāo)記方法為：鏈號排數(shù)排數(shù)鏈節(jié)數(shù)鏈節(jié)數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)代標(biāo)準(zhǔn)代 號。號。 例如：例如：a a系列滾子鏈，節(jié)距為系列滾子鏈，節(jié)距為19.05mm19.05mm，雙排，鏈節(jié)數(shù)為，雙排，鏈節(jié)數(shù)為100100， 其標(biāo)記方法為其標(biāo)記方法為 12a12a2 2 100100

7、gb1243.1-1997 gb1243.1-1997 3.3.鏈輪鏈輪 鏈輪輪齒的齒形應(yīng)便于鏈條順利地進(jìn)入和退出嚙合，使其鏈輪輪齒的齒形應(yīng)便于鏈條順利地進(jìn)入和退出嚙合，使其 不易脫鏈，且應(yīng)該形狀簡單，便于加工。國家標(biāo)準(zhǔn)不易脫鏈，且應(yīng)該形狀簡單，便于加工。國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t1243-gb/t1243- 19971997規(guī)定了滾子鏈鏈輪端面齒形，如圖規(guī)定了滾子鏈鏈輪端面齒形，如圖9.69.6所示。齒槽各部分尺所示。齒槽各部分尺 寸的計算公式列于表寸的計算公式列于表9.29.2中。中。 ）鏈輪齒）鏈輪齒形形 鏈輪的齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，在其工作圖上一般不鏈輪的齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，在其工作圖上一般不 繪

8、制端面齒形，只需注明按繪制端面齒形，只需注明按gb/t1243-1997gb/t1243-1997齒形制造和檢齒形制造和檢 驗即可。但為了車削毛坯，需將軸向齒形畫出，軸向齒驗即可。但為了車削毛坯，需將軸向齒形畫出，軸向齒 形的具體尺寸參見機(jī)械設(shè)計手冊。形的具體尺寸參見機(jī)械設(shè)計手冊。 ）鏈輪的主要參數(shù)）鏈輪的主要參數(shù) 節(jié)距節(jié)距p 齒數(shù)齒數(shù)z 分度圓直徑（公稱直徑）分度圓直徑（公稱直徑） 齒頂圓直徑齒頂圓直徑 zpd/180sin/ ) 180 54. 0( z tgpda ）鏈輪的結(jié)構(gòu)型式）鏈輪的結(jié)構(gòu)型式 ）鏈輪的材料）鏈輪的材料 要求：要求：1）強(qiáng)度；）強(qiáng)度；2）耐磨；）耐磨；3）耐沖擊）耐沖

9、擊 鏈輪輪齒應(yīng)有足夠的接觸強(qiáng)度和耐磨性，常用材料為中碳鏈輪輪齒應(yīng)有足夠的接觸強(qiáng)度和耐磨性，常用材料為中碳 鋼鋼(35(35、4545鋼鋼) )，不重要場合則用，不重要場合則用q235q235鋼，高速重載時采用合金鋼，高速重載時采用合金 鋼，低速時大鏈輪可采用鑄鐵。由于小鏈輪的嚙合次數(shù)多，小鋼，低速時大鏈輪可采用鑄鐵。由于小鏈輪的嚙合次數(shù)多，小 鏈輪的材料應(yīng)優(yōu)于大鏈輪，并應(yīng)進(jìn)行熱處理。鏈輪的材料應(yīng)優(yōu)于大鏈輪，并應(yīng)進(jìn)行熱處理。 一、鏈的運動不均勻性一、鏈的運動不均勻性 103 鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性 100060100060 2211 pnzpnz vvm 當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)速為當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)速為n1、

10、n2時時 鏈節(jié)在運動中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度變化。鏈節(jié)在運動中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度變化。 這就造成鏈運動速度的不均勻這就造成鏈運動速度的不均勻, ,作有規(guī)律的周期性的波動。作有規(guī)律的周期性的波動。 常數(shù) 1 2 2 1 12 z z n n i 主動輪：主動輪：1圓周速度：圓周速度： 2 11 1 dw v cos 2 cos 11 1 dw vv sin 2 sin 11 1 dw vv 鏈條速度：鏈條速度： 鏈條垂直速度：鏈條垂直速度： 鏈節(jié)進(jìn)入嚙合后：鏈節(jié)進(jìn)入嚙合后： 作周期性變化作周期性變化 前進(jìn)前進(jìn)v vmin vmax vmin 此外，鏈條在垂直方向上的分速度此外，鏈

11、條在垂直方向上的分速度 也作周期性也作周期性 變化，使鏈條上下抖動。變化，使鏈條上下抖動。 用同樣的方法對從動輪進(jìn)行分析可知，從動輪的角速用同樣的方法對從動輪進(jìn)行分析可知，從動輪的角速 度度 是變化的，所以鏈速和鏈傳動的瞬時傳動比 是變化的，所以鏈速和鏈傳動的瞬時傳動比( ( ) )也是變化的。 也是變化的。 由上述分析可知，鏈傳動工作時不可避免地會產(chǎn)由上述分析可知，鏈傳動工作時不可避免地會產(chǎn) 生振動、沖擊，引起附加的動載荷，因此鏈傳動不適生振動、沖擊，引起附加的動載荷，因此鏈傳動不適 用于高速傳動。用于高速傳動。 104 滾子鏈傳動的設(shè)計計算滾子鏈傳動的設(shè)計計算 一、鏈傳動的失效形式一、鏈傳

12、動的失效形式 1）鏈板、銷軸、套筒、滾子的疲勞破壞）鏈板、銷軸、套筒、滾子的疲勞破壞 2）鏈節(jié)磨損后伸長）鏈節(jié)磨損后伸長 3）沖擊破壞）沖擊破壞 4）膠合）膠合 5）輪齒過度磨損）輪齒過度磨損 6）過載拉斷）過載拉斷 二、鏈傳動的承載能力二、鏈傳動的承載能力 1.極限功率曲線極限功率曲線 鏈傳動的每一種失效形式都限制了鏈鏈傳動的每一種失效形式都限制了鏈 傳動的傳遞功率。圖傳動的傳遞功率。圖9 97 7所示為在一定壽所示為在一定壽 命范圍內(nèi)和命范圍內(nèi)和潤滑良好的條件下，各種失效潤滑良好的條件下，各種失效 形式形式所限定的極限功率曲線所限定的極限功率曲線( (圖中圖中n n1 1為小鏈為小鏈 輪的

13、工作轉(zhuǎn)速輪的工作轉(zhuǎn)速) )。 其中：其中： l.l.是鉸鏈磨損限定的極限功率曲線；是鉸鏈磨損限定的極限功率曲線； 2.2.是鏈板疲勞強(qiáng)度限定的極限功率曲線；是鏈板疲勞強(qiáng)度限定的極限功率曲線； 3.3.是套筒和滾子的沖擊疲勞強(qiáng)度限定的極功率曲線；是套筒和滾子的沖擊疲勞強(qiáng)度限定的極功率曲線； 4.4.是鉸鏈膠合限定的極限功率曲線?？紤]是鉸鏈膠合限定的極限功率曲線。考慮定的安全系數(shù)得到曲定的安全系數(shù)得到曲 線；線； 5.5.它是實際使用的極限功率曲線；它是實際使用的極限功率曲線； 當(dāng)潤滑很差、工況惡劣時磨損很嚴(yán)重，其極限功率大幅度下降，如當(dāng)潤滑很差、工況惡劣時磨損很嚴(yán)重，其極限功率大幅度下降，如 圖

14、中虛線圖中虛線6 6所示。所示。 2.2.額定功率曲線額定功率曲線 圖所示為圖所示為a a系列滾子鏈的額系列滾子鏈的額 定功率曲線，它是在特定條件定功率曲線，它是在特定條件 下經(jīng)試驗和分析得出的不同規(guī)下經(jīng)試驗和分析得出的不同規(guī) 格鏈條所能傳遞的額定功率格鏈條所能傳遞的額定功率p p 特定條件為：特定條件為： 1.1.兩鏈輪軸水平安裝兩鏈輪軸水平安裝 . .小鏈輪齒數(shù)為小鏈輪齒數(shù)為1919 3.3.傳動比為傳動比為3 3 4.4.中心距為中心距為4040 5.5.載荷平穩(wěn)，單排鏈，工作壽命為載荷平穩(wěn)，單排鏈，工作壽命為1500015000 三、三、鏈傳動的主要參數(shù)選擇及步驟鏈傳動的主要參數(shù)選擇及

15、步驟 1、鏈的節(jié)距和排數(shù)、鏈的節(jié)距和排數(shù) 計算功率計算功率 pca = ka.p (kw) ka工況系數(shù)工況系數(shù) 單排鏈所能傳遞的功率單排鏈所能傳遞的功率 atplz ca kkkk p p 0 kz小鏈輪齒數(shù)系數(shù)小鏈輪齒數(shù)系數(shù) k pt： ：多排鏈系數(shù) 多排鏈系數(shù) ki傳動比系數(shù)傳動比系數(shù) 選型：由選型：由p0、n1 圖圖9.9定鏈型號定鏈型號a和鏈節(jié)距和鏈節(jié)距p k ka a：中心距系數(shù)：中心距系數(shù) 2、鏈輪齒數(shù)、鏈輪齒數(shù)z1、z2及及i z2過多過多外殼尺寸大、重量加大；容易脫鏈外殼尺寸大、重量加大；容易脫鏈 必須限制齒數(shù)，兩面限制必須限制齒數(shù)，兩面限制 17 min1 zz 120 m

16、ax212 zizz 為磨損均勻，為磨損均勻，z應(yīng)取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)應(yīng)取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù) 為保證傳動平穩(wěn)，減少沖擊和動載荷，小鏈輪齒數(shù)為保證傳動平穩(wěn)，減少沖擊和動載荷，小鏈輪齒數(shù)z1z1不不 宜小于宜小于1717； 滾子鏈的傳動比不宜大于，一般推薦滾子鏈的傳動比不宜大于，一般推薦2-3.52-3.5 3 3、鏈節(jié)數(shù)與中心距、鏈節(jié)數(shù)與中心距 初選初選a a0 0 一般推薦：初選 一般推薦：初選a a0 0=(30-50p)=(30-50p)，a amax max=80p =80p 算算l lp p（鏈節(jié)數(shù)）（鏈節(jié)數(shù)） 0 212021 ) 2 ( 2 2a pzz p azz p l

17、 lp 求中心距求中心距aa（實際）（實際） 4 4、小鏈輪孔徑、小鏈輪孔徑d dkmax kmax 1.1.鏈輪齒鏈輪齒形形 2. .鏈輪的主要參數(shù)鏈輪的主要參數(shù) 節(jié)距節(jié)距p 齒數(shù)齒數(shù)z 分度圓直徑（公稱直徑）分度圓直徑（公稱直徑） 齒頂圓直徑齒頂圓直徑 3. 3. 鏈輪的結(jié)構(gòu)型式鏈輪的結(jié)構(gòu)型式 4. .鏈輪的材料鏈輪的材料 要求：要求：1）強(qiáng)度；）強(qiáng)度；2）耐磨；）耐磨；3）耐沖擊）耐沖擊 四、鏈輪的設(shè)計四、鏈輪的設(shè)計 z p d 0 180 sin 105 鏈傳動的布置、張緊與潤滑鏈傳動的布置、張緊與潤滑 一、布置一、布置 1. 1.鏈傳動只能布置在垂直平面內(nèi)，不能鏈傳動只能布置在垂直平

18、面內(nèi)，不能 布置在水平或傾斜平面內(nèi)布置在水平或傾斜平面內(nèi) 2.2.兩輪中心線最好水平或水平面夾角小兩輪中心線最好水平或水平面夾角小 于于4545 鏈傳動的布置對傳動的工作狀況和鏈傳動的布置對傳動的工作狀況和 使用壽命有較大影響。通常情況下鏈傳使用壽命有較大影響。通常情況下鏈傳 動的兩軸線應(yīng)平行布置，兩鏈輪的回轉(zhuǎn)動的兩軸線應(yīng)平行布置，兩鏈輪的回轉(zhuǎn) 平面應(yīng)在同一平面內(nèi)，否則易引起脫鏈平面應(yīng)在同一平面內(nèi)，否則易引起脫鏈 和不正常磨損。鏈條應(yīng)使主動邊和不正常磨損。鏈條應(yīng)使主動邊( (緊邊緊邊) ) 在上，從動邊在上，從動邊( (松邊松邊) )在下，以免松邊垂在下，以免松邊垂 度過大時鏈與輪齒相干涉或緊

19、、松邊相度過大時鏈與輪齒相干涉或緊、松邊相 碰。碰。 二、二、 張緊：（方法不同于帶）張緊：（方法不同于帶） 張緊不取決于工作能力，而會由垂度大小決定張緊不取決于工作能力，而會由垂度大小決定 三、潤滑與防護(hù)三、潤滑與防護(hù) 1）潤滑）潤滑 潤滑方式按圖選取，注意鏈速越高，潤滑方式要求也越高。潤滑方式按圖選取，注意鏈速越高，潤滑方式要求也越高。 2）防護(hù)）防護(hù) 封閉護(hù)罩封閉護(hù)罩安全、環(huán)境清潔、防塵、減小噪音和潤滑需要安全、環(huán)境清潔、防塵、減小噪音和潤滑需要 例例10-1 10-1 試設(shè)計一滾子鏈傳動。已知電動機(jī)功率試設(shè)計一滾子鏈傳動。已知電動機(jī)功率p p10.0kw10.0kw， 主動鏈輪轉(zhuǎn)速主動鏈輪轉(zhuǎn)速n n1 1960r960rminmin，從動鏈輪轉(zhuǎn)速，從動鏈輪轉(zhuǎn)速n n2 2320r320rminmin，載荷，載荷 平穩(wěn)。平穩(wěn)。 解：解： 1 1選擇鏈輪齒數(shù)選擇鏈輪齒數(shù) 計算傳動比：計算傳動比： 3 320 960 2 1 n n i 估計鏈速估計鏈速3-8m3-8ms