鏈傳動機械PPT課件

1、 鏈傳動是具有中間撓性元件的嚙合傳動，兼有帶傳動和齒輪傳動的特點，學(xué)習(xí)時要注意與帶傳動和齒輪傳動作對比分析。本章學(xué)習(xí)的基本要求：（一）熟練掌握的內(nèi)容1）對鏈傳動的運動不均勻性和動載荷有明確的概念；2）掌握滾子鏈傳動的設(shè)計計算方法。（二）一般了解的內(nèi)容1）帶傳動的工作原理、特點和應(yīng)用；2）滾子鏈的結(jié)構(gòu)和標準；3）鏈傳動的布置、張緊及潤滑。本章的重點：1）鏈傳動的運動不均勻性（即多邊形效應(yīng)）產(chǎn)生的原因和鏈傳動的失效形式；2）滾子鏈傳動的設(shè)計計算方法及主要參數(shù)的選擇。 第1頁/共58頁潘存云教授研制-1 鏈傳動的特點及應(yīng)用組成：主、從動鏈輪、環(huán)形鏈條作用：鏈與鏈輪輪齒之間的嚙合實現(xiàn)平行軸之間的同 向

2、傳動。鏈傳動是屬于帶有中間撓性元件的嚙合傳動。第2頁/共58頁2. 作用在軸上的壓力小，可減少軸承的摩擦損失 ；5. 制造和安裝精度要求較低；成本低廉；6. 遠距離傳動時，其結(jié)構(gòu)輕便。特點：與帶傳動相比：1. 平均傳動比準確，傳動效率較高；與齒輪傳動相比：4. 能在高溫和潮濕的環(huán)境下工作。3. 整體尺寸較小 ，結(jié)構(gòu)較為緊湊；-1 鏈傳動的特點及應(yīng)用第3頁/共58頁主要缺點：應(yīng)用： 廣泛應(yīng)用于礦山機械、農(nóng)業(yè)機械、石油機械、機 床及摩托車中。1. 瞬時傳動比不是恒定的常數(shù)，傳動平穩(wěn)性較差；2. 工作時有噪聲；3.只能實現(xiàn)兩平行軸間鏈輪的同向傳動；4. 磨損后易發(fā)生跳齒。-1 鏈傳動的特點及應(yīng)用第4

3、頁/共58頁 傳遞功率： P 100 KW; 圓周速度： v 15 m/s; 傳動效率： 0.95 0.98 鏈條的類型:工作范圍：傳動比： i 8； 傳動鏈輸送鏈起重鏈齒形鏈滾子鏈按用途不同：-1 鏈傳動的特點及應(yīng)用-常用于傳動系統(tǒng)中的低速級第5頁/共58頁應(yīng)用實例：第6頁/共58頁銷軸與外鏈板鉚牢，分別稱為內(nèi)外鏈節(jié)。內(nèi)外鏈節(jié)構(gòu)成一個鉸鏈。當鏈條嚙入嚙出時，內(nèi)外鏈節(jié)作相對轉(zhuǎn)動。同時滾子沿鏈輪鏈齒滾動，可減少鏈條與輪齒的磨損。-2 傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點 組成： 滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板、外鏈板 銷軸滾子外鏈板套筒內(nèi)鏈板內(nèi)鏈板緊壓在套筒兩端，稱為內(nèi)鏈節(jié) 。(一) 滾子鏈第7頁/共58頁套筒滾子鏈的剖

4、面結(jié)構(gòu)：滾子套筒銷軸內(nèi)鏈板外鏈板-2 傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點 第8頁/共58頁鏈條的主要參數(shù)節(jié)距 p：節(jié)距 p： p ，鏈條各零件尺寸，所能傳遞的功率pppt雙排滾子鏈 -2 傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點 第9頁/共58頁 鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)表示。鏈節(jié)數(shù)最好取偶數(shù)，以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接。過渡鏈節(jié)-2 傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點 第10頁/共58頁表-1 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 48A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.80 72.39 500.4 22.60 鏈 號08A 12.70 14.38 7.95 7.85 3.96 12.07 13.8 0.60 節(jié)距P 排距pt 滾子 鏈

5、節(jié) 銷軸 鏈板 極限載荷 米長質(zhì)量 外徑d1 內(nèi)寬b1 直徑d2 高度h2 Q (單排) q(單排) mm mm mm mm mm mm KN kg/m10A 15.875 18.11 10.16 9.40 5.08 15.09 21.8 1.00 12A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.94 18.08 31.1 1.50 16A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.92 24.13 55.6 2.60 20A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.53 30.18 86.7 3.80 24A 38.10 45.44 22.23 25.22

6、11.10 36.20 124.6 5.60 28A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.70 42.24 169.0 7.50 32A 50.80 58.55 28.58 31.55 14.27 48.26 222.4 10.10 40A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.84 60.33 347.0 16.10 06B 9.525 10.24 6.35 5.72 3.28 8.26 8.9 0.40 05B 8.00 5.64 5.00 3.00 2.31 7.11 4.4 0.18 08B 12.70 13.92 8.51 7.75 4.45 11.

7、81 17.8 0.70 鏈號數(shù)25.416 =節(jié)距值滾子鏈已標準化，分A、B兩個系列，常用A系列第11頁/共58頁滾子鏈的標記：標記實例： 08A1 88 GB/T 1243 1997 鏈號標準編號整鏈鏈節(jié)數(shù)-2 傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點 排 數(shù)A系列，節(jié)距12.7mm，單排，88節(jié)的滾子鏈第12頁/共58頁(二) 齒形鏈優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、噪聲小、承受沖擊性能好，效率高， 工作可靠。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難于制造，價格較貴、比較重。應(yīng)用場合：常用于高速（鏈速可達40 m/s）或運動精度 要求較高的場合。p直邊直邊O60 -由一組齒形鏈板鉸接而成第13頁/共58頁(一)鏈輪齒形 d1dda-3 滾子鏈鏈輪的結(jié)

8、構(gòu)和材料 reridf360 Z p滾子鏈與鏈輪的嚙合屬于非共軛嚙合。 國標GB/T1243-1997規(guī)定了最小和最大齒槽形狀及其極限參數(shù)。齒側(cè)圓弧半徑：re 滾子定位圓弧半徑：ri 滾子定位角： 第14頁/共58頁(二)鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸 鏈輪基本參數(shù): 配用鏈條的節(jié)距p， 套筒的最大外徑d1， 排距pt 齒數(shù)z 鏈輪的主要尺寸和計算公式見表9-3和表9-4-3 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 d1ddareridf360 Z p第15頁/共58頁第16頁/共58頁表-4 滾子鏈鏈輪軸向齒廓尺寸 齒側(cè)倒角 ba ba= 0.13p 齒側(cè)半徑 rx rx = p 名 稱 代 號 計 算 公 式

9、備 注 齒寬 雙排、三排 bn 0.91b1 0.93b1 單排 0.93b1 0.95b1 齒全寬 bfn bfn = (n-1)pt+bf1 p 12.7 p 12.7 P12.7時，經(jīng)使用者同意，也可以使用p 12.7 時的齒寬。b1為內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬。 n - 排數(shù) bf1bf2bf3ptptra第17頁/共58頁bf1bf2bf3ptptra滾子鏈輪軸面齒形：圓弧+直線 便于進入或退出嚙合單排鏈輪軸面齒形多排鏈輪軸面齒形零件工作圖：只繪制軸面齒形，不用繪制端面齒形。材料與熱處理：碳素鋼、鑄鐵、重要鏈輪可用合金鋼。 齒面需經(jīng)熱處理以提高接觸強度和耐磨性。指采用標準刀具加工bf1ba(h)ra

10、ba直線rx第18頁/共58頁（三）鏈輪的結(jié)構(gòu)實心式-小直徑-3 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 第19頁/共58頁孔板式-中等直徑實心式-小直徑-3 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 （三）鏈輪的結(jié)構(gòu)第20頁/共58頁組合式-大直徑，齒圈可更換?？装迨?中等直徑實心式-小直徑（三）鏈輪的結(jié)構(gòu)第21頁/共58頁（四）鏈輪的材料 鏈輪輪齒要具有足夠的耐磨性和強度。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，所受的沖擊也較大，故小鏈輪常采用較好的材料制造。材 料 熱處理 熱處理后硬度 應(yīng) 用 范 圍 15、20 50 60HRC Z25 的鏈輪40、50、ZG310-570 淬火、回火 40 50HRC 無劇烈振動及沖擊的

11、鏈輪15Cr、20Cr 50 60HRC滲碳、淬火、回火有動載荷及傳遞角大功率的重要鏈輪Z50的從動鏈輪滲碳、淬火、回火功率小于6KW、速度較高、要求傳動平穩(wěn)和噪聲小的鏈輪夾布膠木第22頁/共58頁smpnz/10006022（一）鏈傳動的運動特性 10006011pnzv 1221zznni鏈條的平均線速度：平均傳動比：銷軸A的圓周速度：111Rv 鏈條進入鏈輪后形成折線，因此鏈傳動相當于一對多邊形輪之間的傳動。-4 鏈傳動的工作情況分析 R1 1AB1R11. 平均傳動比2. 瞬時傳動比第23頁/共58頁R1 11xABR1y1銷軸A的圓周速度：111Rv 2. 瞬時傳動比沿著鏈條前進方向

12、的水平分速度：cos11Rvxsin111Rvy作上下運動的垂直分速度：銷軸圓周速度的水平分量即是鏈條速度-嚙入過程中，鏈節(jié)鉸鏈A在主動輪上的相位角（一）鏈傳動的運動特性 第24頁/共58頁R1 11xABR1y1cos11Rvxsin111Rvy-鉸鏈A在主動輪上的相位角180z1180z1p1360z1=180z1180z110101800180zz12180z1=12從-到+12之間變化第25頁/共58頁R1 11xABR1y1cos11Rvxsin111Rvy-鉸鏈A在主動輪上的相位角180z1180z110101800180zz:18010時當z111min180coszRvvxx:

13、0 時當11maxRvvxx 可見，每轉(zhuǎn)過一個鏈節(jié)，鏈速的變化就重復(fù)一次，p、z, 角的變化范圍就越大，鏈速的變化也就越大。 鏈輪每轉(zhuǎn)過一齒，鏈速時快時慢變化一次。由此可知，當鏈輪等速回轉(zhuǎn)時，瞬時鏈速和瞬時傳動比都作周期性變化。第26頁/共58頁R1 11xABR1y1cos11Rvxsin111Rvy-鉸鏈A在主動輪上的相位角180z1180z110101800180zz:18010時當z111min180coszRvvxx111max11180sinzRvvyy:0 時當11maxRvvxx0min11yyvv第27頁/共58頁同理，x 表明：當主動鏈輪作等速轉(zhuǎn)動時，從動鏈輪隨、的變化作周

14、期性的變速轉(zhuǎn)動。cos222xvRvcos22Rvx鏈傳動的瞬時傳動比：coscos1221RRi180z2鉸鏈在從動鏈輪上的位置角的變化范圍：v2coscos211RR2R2第28頁/共58頁x鏈傳動的瞬時傳動比：V22R2R1 11xAR1coscos1221RRi只有當=時，瞬時傳動比 i = 常數(shù)即：只有當Z1=Z2（R1=R2），且a = k p時，才有: i=1第29頁/共58頁-鏈傳動的多邊形效應(yīng) 由于鏈節(jié)以折線形式繞在鏈輪上，鏈呈多邊形運動，使得鏈條的速度和瞬時傳動比發(fā)生周期性的變化，造成了傳動的不平穩(wěn)，這是鏈傳動的固有特性。綜上所述：（一）鏈傳動的運動特性 -4 鏈傳動的工作

15、情況分析 第30頁/共58頁（二）鏈傳動的動載荷 多邊形效應(yīng)1. 鏈速變化引起的慣性力：c1dmaF221psinsin21111RdtdRdtdvaxc:18010時當z1211max180sinzRaccos11Rdtd-4 鏈傳動的工作情況分析 鏈條從動鏈輪作周期性的變速運動慣性力及動載荷第31頁/共58頁221p:18010時當z1211max180sinzRacR1180z1p360z1O由圖可得:11180sin2zRp-4 鏈傳動的工作情況分析 第32頁/共58頁2. 從動鏈輪的角加速度引起的慣性力： n 、p 、z, FdtRJFdd222dJ-從動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化到從動鏈輪軸上的轉(zhuǎn)動

16、慣量，kg.m2式中：可見： 3. 鏈條沿垂直方向作變速運動，引起鏈條橫向振動。 也產(chǎn)生一定的動載荷（二）鏈傳動的動載荷 -4 鏈傳動的工作情況分析 第33頁/共58頁 v n 、p, 相對沖擊動載荷d d 4. 鏈節(jié)與鏈輪輪齒嚙合瞬間的相對速度，也將引起沖擊和動載荷。-4 鏈傳動的工作情況分析 第34頁/共58頁為保證松邊垂度不至過大，安裝時鏈條應(yīng):f適當張緊 n1n2FfF”fa緊力拉力： F1 = Fe+Fc+Ff松邊拉力： F2 = Fc+Ff有效圓周力: 離心拉力:懸垂拉力Ff :Fe = 1000P/ v NFc= qv2 NFf =Kf qa10-2 N q為鏈條米長質(zhì)量F”f

17、=(Kf +sin ) qa 10-2 N （三）鏈傳動的受力分析 -4 鏈傳動的工作情況分析 第35頁/共58頁-5 滾子鏈傳動的設(shè)計計算（一）鏈傳動的失效形式1. 鏈板的疲勞破壞2. 鏈條鉸鏈的磨損3. 鏈條鉸鏈的膠合（高速傳動）4. 鏈條的靜力破壞（低速重載的傳動）第36頁/共58頁實際使用區(qū)域（二）鏈傳動的額定功率321極限功率曲線n1P曲線1由鏈板疲勞強度限定的極限功率；曲線2由滾子、套筒的沖擊疲勞強度限定的極限功率；曲線3由銷軸和套筒的膠合限定的極限功率；1. 極限功率曲線2. 額定功率曲線-圖9-11第37頁/共58頁1015 20406080 100 150200400 600

18、800100015002000 4000 6000小鏈輪轉(zhuǎn)速n1(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率p0(kw)48A單排 A系列滾子鏈的功率曲線 鏈號 節(jié)距08A 12.710A 15.87512A 19.0516A 25.420A 31.7524A 38.128A 44.4532A 50.840A 63.548A 76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A第38頁/共58頁1. 鏈輪齒數(shù)Z1和Z2 故：Zmin= 9，一般：Z117，高速傳動：Z1 25 小鏈輪齒數(shù)Z1不宜過少（三）鏈傳

19、動的參數(shù)選擇 Z1 大鏈輪齒數(shù) Z2= i Z1 不能太多運動不均勻性、Fdv, 要保證一定的P，則F，磨損 Z2尺寸、重量 易脫鏈鏈條壽命限定： zmax 150 ，一般?。?Zmax 114 第39頁/共58頁P+pd180zpd+dzpd180sin Zpd180sin由：zppd180sind p一定時: z d 越易發(fā)生跳齒和脫鏈p與d 之間的關(guān)系：節(jié)圓外移量節(jié)距增長量 第40頁/共58頁 由于鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)，為使磨損均勻，鏈輪齒數(shù)最好取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)。優(yōu)選數(shù)列： 17、19、21、23、25、38、57、76、95、 114 一般：i 6 常?。篿 = 2 3.5 i 包角1

20、 嚙合齒數(shù) 輪齒磨損易跳齒-5 滾子鏈傳動的設(shè)計計算2. 傳動比 i 第41頁/共58頁一般?。?a =（30 50）p3. 中心距 aa 包角1 輪齒所受載荷 ，易跳齒和脫鏈 a鏈條容易抖動amax = 80p 若中心距不能調(diào)整，而又沒有張緊裝置時，應(yīng)將計算中心距減小2 5mm，這樣可使鏈條有小的初垂度，保持鏈傳動的張緊。 -5 滾子鏈傳動的設(shè)計計算鏈條循環(huán)次數(shù)，疲勞和磨損第42頁/共58頁4、鏈的節(jié)距p和排數(shù) p，承載能力，-p2）高速重載時，應(yīng)選用小節(jié)距多排 鏈。d1確定節(jié)距的原則：1）為使傳動結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長，應(yīng) 盡量選用較小節(jié)距的單排鏈；3）中心距小，傳動比大時，應(yīng)選用 小節(jié)距多排鏈

21、。從經(jīng)濟上考慮4）中心距大，傳動比小時，應(yīng)選用 大節(jié)距單排鏈。-5 滾子鏈傳動的設(shè)計計算但嚙合瞬間的沖擊第43頁/共58頁1. 已知條件和設(shè)計內(nèi)容-5 滾子鏈傳動的設(shè)計計算（四）滾子鏈傳動的設(shè)計計算 已知條件: 工作條件，傳動位置與總體尺寸限制，P，n1，n2或 i。設(shè)計內(nèi)容： 確定鏈號，Lp和排數(shù)，Z1、Z2，a、FP、潤滑方式和張緊裝置等。第44頁/共58頁2. 設(shè)計步驟和方法-5 滾子鏈傳動的設(shè)計計算（1）選擇鏈輪齒數(shù)Z1、Z2和確定傳動比 i取：Z = 17 114，12zzi （2）計算當量的單排鏈的計算功率PcaKA-工況系數(shù)，見表9-6PKKKPPZAcaP-名義傳遞功率，KWK

22、Z-主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見圖9-13KP-多排鏈系數(shù)，雙排鏈時KP=1.75，三排鏈時KP=2.5 第45頁/共58頁表 -6 工況系數(shù)KA 離心式泵和壓縮機、印刷機械、均勻加料的帶式輸送機、紙張壓光機、自動扶梯、液體攪拌機和混料機，回轉(zhuǎn)干燥爐、風(fēng)機 三缸或三缸以上的泵和壓縮機，混凝土攪拌機、載荷非恒定的輸送機、固體攪拌機的混料機 刨煤機、電鏟、軋機、球墨機、橡膠加工機械、壓力機、剪床、單、雙缸的泵和壓縮機、石油鉆機嚴重沖擊中等沖擊平穩(wěn)運轉(zhuǎn)從動機械特性從動機械特性 電動機、汽輪機和燃氣輪機、帶有液力耦合器的內(nèi)燃機 6缸或6缸以上帶機械式聯(lián)軸器的內(nèi)燃機、經(jīng)常啟動的電動機（一日兩次以上） 少于6缸帶

23、機械式聯(lián)軸器的內(nèi)燃機 1.0 1.1 1.3 1.4 1.5 1.7 1.8 1.9 2.1中等沖擊平穩(wěn)運轉(zhuǎn)輕微沖擊第46頁/共58頁（3）確定鏈條型號和節(jié)距 p圖9-11（4）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距根據(jù)Pcan1鏈條型號表9-1鏈條節(jié)距 p初選中心距： a0 =（30 50）p21202100222zzapzzpaLp圓整為偶數(shù)LP2112zzLpfap-5 滾子鏈傳動的設(shè)計計算最大中心距：第47頁/共58頁（5）計算鏈速v，確定潤滑方式 圖9-14（6）計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力FP根據(jù)鏈速v 選擇合適的潤滑方式-5 滾子鏈傳動的設(shè)計計算smpnz/1000602210006011pnzveFPPFKF 式中：Fe-有效圓周力，N KFP-壓軸力系數(shù)， 水平傳動KFP = 1.15， 垂直傳動KFP = 1.05第48頁/共58頁（一）鏈傳動的布置1) 鏈傳動一般應(yīng)布置在鉛垂面內(nèi)，盡可能避免布置 在水平或傾斜平面內(nèi)。布置原則：-6 鏈傳動的布置、張緊、潤滑與防護 第49頁/共58頁（一）鏈傳動的布置2) 中心線一般宜水平或接近水平布置，盡量不要處 于鉛垂位置。布置