機(jī)械設(shè)計(jì)滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)(shj)滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算計(jì)算第一頁，共55頁。1 滾子滾子(n z)鏈傳動的主要失效鏈傳動的主要失效形式形式鏈條的疲勞鏈條的疲勞(plo)破壞破壞 鏈工作中各鏈節(jié)周期性地進(jìn)入松邊、緊邊，承受交鏈工作中各鏈節(jié)周期性地進(jìn)入松邊、緊邊，承受交變應(yīng)力作用。循環(huán)次數(shù)達(dá)到變應(yīng)力作用。循環(huán)次數(shù)達(dá)到(d do)一定值后，鏈板出一定值后，鏈板出現(xiàn)疲勞斷裂、滾子和套筒出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕及疲勞裂紋?，F(xiàn)疲勞斷裂、滾子和套筒出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕及疲勞裂紋。決定鏈傳動的承載能力的主要因素決定鏈傳動的承載能力的主要因素第1頁/共55頁第二頁，共55頁。鏈條鏈條(lintio)鉸鏈的

2、磨損鉸鏈的磨損 鏈條中間隙配合部位因相對轉(zhuǎn)動且又承受較大壓力，易引起鏈條中間隙配合部位因相對轉(zhuǎn)動且又承受較大壓力，易引起磨損。磨損會導(dǎo)致節(jié)距變大，影響運(yùn)動特性，松邊垂度加大，增磨損。磨損會導(dǎo)致節(jié)距變大，影響運(yùn)動特性，松邊垂度加大，增大動載荷，產(chǎn)生振動、跳齒、噪聲大動載荷，產(chǎn)生振動、跳齒、噪聲(zoshng)等破壞形式。等破壞形式。開式鏈傳動的主要失效形式開式鏈傳動的主要失效形式第2頁/共55頁第三頁，共55頁。第3頁/共55頁第四頁，共55頁。鏈條鉸鏈部位鏈條鉸鏈部位(bwi)膠膠合合 高速高速(o s)鏈傳動中潤滑不良時(shí)發(fā)生，鏈傳動中潤滑不良時(shí)發(fā)生，限制了鏈限制了鏈傳動的極限轉(zhuǎn)速傳動的極限轉(zhuǎn)

3、速鏈條靜強(qiáng)度鏈條靜強(qiáng)度(qingd)破壞破壞低速重載或嚴(yán)重過載時(shí)鏈條被拉斷低速重載或嚴(yán)重過載時(shí)鏈條被拉斷第4頁/共55頁第五頁，共55頁。第5頁/共55頁第六頁，共55頁。鏈傳動的設(shè)計(jì)鏈傳動的設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則對于中、高速對于中、高速(o s)鏈傳動，按鏈的疲勞強(qiáng)度進(jìn)鏈傳動，按鏈的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算；行計(jì)算；對于低速鏈（對于低速鏈（v0.6m/s）傳動，按鏈的靜強(qiáng)度）傳動，按鏈的靜強(qiáng)度(qingd)進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。第6頁/共55頁第七頁，共55頁。2 滾子滾子(n z)鏈傳動的額定功率鏈傳動的額定功率功率曲線：各種功率曲線：各種( zhn)不同的失效形式從不同的角度限制了鏈傳不同

4、的失效形式從不同的角度限制了鏈傳動的承載能力動的承載能力0由鏈板疲勞強(qiáng)度限定由滾子、套筒沖擊疲勞強(qiáng)度限定由銷軸和套筒膠合限定極限極限(jxin)功率功率Plim/kW小鏈輪轉(zhuǎn)速小鏈輪轉(zhuǎn)速n1 /(r/min)極限功率曲線極限功率曲線極限功率曲線極限功率曲線第7頁/共55頁第八頁，共55頁。0由鏈板疲勞強(qiáng)度限定由滾子、套筒沖擊疲勞強(qiáng)度限定由銷軸和套筒膠合限定極限極限(jxin)功率功率Plim/kW小鏈輪小鏈輪(lin ln)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n1 /(r/min)由圖可見，在中等速度的鏈傳動(chundng)中，鏈傳動(chundng)的承載能力主要取決于鏈板的疲勞強(qiáng)度；隨著鏈輪轉(zhuǎn)速的增高，鏈傳動(ch

5、undng)的多邊形效應(yīng)增大，傳動(chundng)能力主要取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度，當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，膠合將限制鏈傳動(chundng)的承載能力。第8頁/共55頁第九頁，共55頁。功率功率(gngl)曲線曲線第9頁/共55頁第十頁，共55頁。實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件(tiojin)下滾子鏈的額定功率曲線下滾子鏈的額定功率曲線實(shí)驗(yàn)條件：實(shí)驗(yàn)條件：單列、水平布置、載荷平穩(wěn)、單列、水平布置、載荷平穩(wěn)、 Z1=25、Lp=120、h=15000h 推薦潤滑、磨損相對推薦潤滑、磨損相對(xingdu)伸長伸長3%額定功率額定功率( dn n l)曲曲線線第10頁/共55頁第十一頁，共55頁。第11頁/共5

6、5頁第十二頁，共55頁。 但鏈傳動的實(shí)際工作條件不一定但鏈傳動的實(shí)際工作條件不一定(ydng)與實(shí)驗(yàn)條件一與實(shí)驗(yàn)條件一致，所以應(yīng)對額定功率值乘上修正系數(shù)：致，所以應(yīng)對額定功率值乘上修正系數(shù)：Kz（小鏈輪齒數(shù)系數(shù)）、（小鏈輪齒數(shù)系數(shù)）、Kp（多排鏈系數(shù)）、（多排鏈系數(shù)）、KA（工作情（工作情況系數(shù)）況系數(shù)）如果如果(rgu)潤滑狀況與推薦的方式不同應(yīng)對潤滑狀況與推薦的方式不同應(yīng)對P0進(jìn)行修進(jìn)行修正。正。當(dāng)實(shí)際工作壽命小于當(dāng)實(shí)際工作壽命小于15000小時(shí)時(shí)，按有限壽命原則，允小時(shí)時(shí)，按有限壽命原則，允許傳遞高一些許傳遞高一些(yxi)的功率的功率第12頁/共55頁第十三頁，共55頁。3 滾子滾子(

7、n z)鏈傳動的原始數(shù)據(jù)及設(shè)鏈傳動的原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)內(nèi)容 原始數(shù)據(jù)：傳動的功率P，大、小鏈輪的轉(zhuǎn)速(zhun s) n1、n2（或i），原動機(jī)種類，載荷性質(zhì)以及傳動用途。設(shè)計(jì)內(nèi)容：大、小鏈輪的齒數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容：大、小鏈輪的齒數(shù)z1、z2 ，鏈的類型，鏈條，鏈的類型，鏈條(lintio)的節(jié)距的節(jié)距 p、排數(shù)、排數(shù)n ，鏈節(jié)數(shù)，鏈節(jié)數(shù) Lp，兩鏈輪中心距，兩鏈輪中心距 a 。第13頁/共55頁第十四頁，共55頁。4 滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)步驟滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)步驟(bzhu)和方法和方法選取選取(xunq)鏈輪齒鏈輪齒數(shù)數(shù)z1、z2小鏈輪小鏈輪(lin ln)齒數(shù)的選取齒數(shù)的選取過?。憾噙呅涡?yīng)、鉸鏈磨

8、損、有效拉力過小：多邊形效應(yīng)、鉸鏈磨損、有效拉力過大：尺寸和質(zhì)量大、發(fā)生跳齒和掉鏈現(xiàn)象過大：尺寸和質(zhì)量大、發(fā)生跳齒和掉鏈現(xiàn)象第14頁/共55頁第十五頁，共55頁。zdp180sin第15頁/共55頁第十六頁，共55頁。 小鏈輪的齒數(shù)應(yīng)適當(dāng)取較大值，以增加(zngji)傳動的平穩(wěn)性和工作壽命。一般一般(ybn)鏈輪的齒數(shù)在鏈輪的齒數(shù)在17114之間。之間。第16頁/共55頁第十七頁，共55頁。大鏈輪大鏈輪(lin ln)的齒數(shù)的齒數(shù)z2大鏈輪大鏈輪(lin ln)的齒數(shù)的齒數(shù) z2 是由是由 z1 及傳動比及傳動比 i 確確定的定的Z2=iZ1120 奇數(shù)奇數(shù)(j sh)因?yàn)殒湽?jié)數(shù)常為偶數(shù)，為使

9、鏈條及鏈輪磨損均勻，鏈輪齒因?yàn)殒湽?jié)數(shù)常為偶數(shù)，為使鏈條及鏈輪磨損均勻，鏈輪齒數(shù)常取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)數(shù)常取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)第17頁/共55頁第十八頁，共55頁。計(jì)算計(jì)算(j sun)單排鏈的額定功率單排鏈的額定功率PcaPKKKppzAcaKA工況系數(shù)工況系數(shù)(xsh)Kz主動主動(zhdng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kp多排鏈系數(shù)，雙排鏈時(shí)，多排鏈系數(shù)，雙排鏈時(shí)， Kp =1.75； 三排鏈時(shí)，三排鏈時(shí)，Kp =2.5第18頁/共55頁第十九頁，共55頁。輸輸入入動動力力種種類類工工 況況內(nèi)內(nèi)燃燃機(jī)機(jī)液液力力傳傳動動電電動動機(jī)機(jī)或或汽汽輪輪機(jī)機(jī)內(nèi)內(nèi)燃燃機(jī)機(jī)機(jī)機(jī)械械傳傳動動平平穩(wěn)穩(wěn)載

10、載荷荷1.01.01.2中中等等沖沖擊擊1.21.31.4嚴(yán)嚴(yán)重重沖沖擊擊1.41.51.7第19頁/共55頁第二十頁，共55頁。第20頁/共55頁第二十一頁，共55頁。確定確定(qudng)鏈條的型號和鏈節(jié)距鏈條的型號和鏈節(jié)距p根據(jù)根據(jù)(gnj)Pca、 n1值由圖值由圖9-11選取鏈號選取鏈號第21頁/共55頁第二十二頁，共55頁。設(shè)計(jì)原則：保證足夠的承載能力條件下，盡量用小節(jié)距設(shè)計(jì)原則：保證足夠的承載能力條件下，盡量用小節(jié)距單排鏈，高速單排鏈，高速(o s)重載時(shí)選用小節(jié)距多排鏈。一般重載時(shí)選用小節(jié)距多排鏈。一般在傳動中心距較小、傳動比較大時(shí)，選用小節(jié)距多排鏈在傳動中心距較小、傳動比較大

11、時(shí)，選用小節(jié)距多排鏈，中心距較大，傳動比較大時(shí)，可用大節(jié)距單排鏈。，中心距較大，傳動比較大時(shí)，可用大節(jié)距單排鏈。第22頁/共55頁第二十三頁，共55頁。鏈號鏈號 鏈條鏈條(lintio)節(jié)距節(jié)距第23頁/共55頁第二十四頁，共55頁。計(jì)算計(jì)算(j sun)鏈節(jié)數(shù)和中心距鏈節(jié)數(shù)和中心距初選初選(ch xun)中心距：中心距：一般可取一般可取a0=(3050)p ，有張緊裝置時(shí)取，有張緊裝置時(shí)取a0max=80p，中心距不可，中心距不可(bk)調(diào)整時(shí)，取調(diào)整時(shí)，取a0=30p 。過小：過?。篘疲勞、疲勞、 易跳齒，掉鏈易跳齒，掉鏈過大：松邊下垂大，顫動。過大：松邊下垂大，顫動。第24頁/共55頁第

12、二十五頁，共55頁。計(jì)算計(jì)算(j sun)鏈節(jié)鏈節(jié)數(shù)數(shù)0212210222apzzzzpaLp計(jì)算計(jì)算(j sun)出的鏈節(jié)數(shù)圓整為整出的鏈節(jié)數(shù)圓整為整偶數(shù)偶數(shù)第25頁/共55頁第二十六頁，共55頁。鏈傳動的最大中心鏈傳動的最大中心(zhngxn)距：距：)(2211zzLpfapf1中心中心(zhngxn)距計(jì)算系數(shù)距計(jì)算系數(shù)第26頁/共55頁第二十七頁，共55頁。第27頁/共55頁第二十八頁，共55頁。計(jì)算計(jì)算(j sun)壓軸力壓軸力FP PF PFeKFKFP-壓軸力系數(shù)壓軸力系數(shù)(xsh)，鏈傳動水平布置時(shí)取，鏈傳動水平布置時(shí)取1.15，垂直布置，垂直布置 時(shí)取時(shí)取1.05Fe鏈傳動

13、有效圓周力，即工作拉力鏈傳動有效圓周力，即工作拉力第28頁/共55頁第二十九頁，共55頁。5 低速鏈傳動（低速鏈傳動（v0.6m/s)的靜強(qiáng)度的靜強(qiáng)度(qingd)計(jì)算計(jì)算lim1F48c aAnSKF校核校核(xio h)安全系數(shù)安全系數(shù)Flim單排鏈極限拉伸載荷單排鏈極限拉伸載荷(zi h)，n排數(shù)排數(shù)KA工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)F1鏈的緊邊工作拉力，鏈的緊邊工作拉力，F(xiàn)1=F+Fc+Ff第29頁/共55頁第三十頁，共55頁。9-6 鏈傳動的布置鏈傳動的布置(bzh)、張緊與、張緊與潤滑潤滑1 鏈傳動的布置鏈傳動的布置(bzh)2 鏈傳動的張緊鏈傳動的張緊3 鏈傳動的潤滑鏈傳動的潤滑(rn

14、hu)第30頁/共55頁第三十一頁，共55頁。1 鏈傳動的布置(bzh)鏈傳動合理布置鏈傳動合理布置(bzh)的原則的原則：（1）兩鏈輪回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一）兩鏈輪回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一(tngy)垂直平面內(nèi)，并保持兩垂直平面內(nèi)，并保持兩輪軸線相互平行。輪軸線相互平行。第31頁/共55頁第三十二頁，共55頁。（2）兩鏈輪中心連線最好是水平的，若因工作需要不能處于水平）兩鏈輪中心連線最好是水平的，若因工作需要不能處于水平狀態(tài)，則應(yīng)使兩鏈輪中心連線與水平線夾角盡量小于狀態(tài)，則應(yīng)使兩鏈輪中心連線與水平線夾角盡量小于45，應(yīng)避免，應(yīng)避免(bmin)垂直傳動布置。垂直傳動布置。第32頁/共55頁第三十三頁，共55

15、頁。（3）鏈傳動最好是緊邊在上，松邊在下，以便防止當(dāng)松邊下垂）鏈傳動最好是緊邊在上，松邊在下，以便防止當(dāng)松邊下垂(xi chu)量過大時(shí)，鏈條與鏈輪輪齒發(fā)生干涉（咬鏈）或松邊量過大時(shí)，鏈條與鏈輪輪齒發(fā)生干涉（咬鏈）或松邊與緊邊相碰。與緊邊相碰。錯誤錯誤(cuw)正確正確(zhngqu)第33頁/共55頁第三十四頁，共55頁。2 鏈傳動的張緊鏈傳動的張緊通常通常(tngchng)張緊方法張緊方法有：有：調(diào)整調(diào)整(tiozhng)中心距中心距中心距不能調(diào)節(jié)中心距不能調(diào)節(jié)(tioji)時(shí)，可采用張緊輪時(shí)，可采用張緊輪中心距不可調(diào)時(shí)，可采用壓板、托板調(diào)整中心距不可調(diào)時(shí)，可采用壓板、托板調(diào)整鏈節(jié)磨損變長

16、后，取掉幾節(jié)鏈節(jié)鏈節(jié)磨損變長后，取掉幾節(jié)鏈節(jié)第34頁/共55頁第三十五頁，共55頁。第35頁/共55頁第三十六頁，共55頁。第36頁/共55頁第三十七頁，共55頁。常見(chn jin)張緊裝置： 彈簧(tnhung)自動張緊 吊重自動吊重自動(zdng)張緊張緊第37頁/共55頁第三十八頁，共55頁。 偏心偏心(pinxn)定期定期張緊張緊螺旋螺旋(luxun)定期張緊定期張緊 壓板壓板(y bn)和托和托板張緊板張緊第38頁/共55頁第三十九頁，共55頁。3 鏈傳動的潤滑鏈傳動的潤滑(rnhu)鏈傳動潤滑鏈傳動潤滑(rnhu)方式方式潤滑的目的：減輕磨損，緩和潤滑的目的：減輕磨損，緩和(h

17、unh)沖沖擊擊第39頁/共55頁第四十頁，共55頁。第40頁/共55頁第四十一頁，共55頁。人工人工(rngng)定定期潤滑期潤滑第41頁/共55頁第四十二頁，共55頁。第42頁/共55頁第四十三頁，共55頁。第43頁/共55頁第四十四頁，共55頁。第44頁/共55頁第四十五頁，共55頁。壓力壓力(yl)噴油噴油潤滑潤滑第45頁/共55頁第四十六頁，共55頁。第46頁/共55頁第四十七頁，共55頁。潤滑潤滑(rnhu)方式的選擇方式的選擇根據(jù)根據(jù)(gnj)鏈速鏈速v和鏈號，由圖和鏈號，由圖9-14選擇選擇1 12260 100060 1000n z pn z pv 第47頁/共55頁第四十八

18、頁，共55頁。第48頁/共55頁第四十九頁，共55頁。潤滑劑的選擇潤滑劑的選擇(xunz)第49頁/共55頁第五十頁，共55頁。1鏈傳動的主要失效形式有哪幾種？設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？2鏈傳動的額定功率曲線是在什么條件下得到的，在實(shí)際使用中要進(jìn)行哪些項(xiàng)目的修正？3為什么鏈節(jié)距p是決定鏈傳動承載能力的重要(zhngyo)參數(shù)？根據(jù)什么條件來確定它的大?。?低速鏈傳動（v0.6 ms）的主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？第50頁/共55頁第五十一頁，共55頁。 例題例題 設(shè)計(jì)拖動某帶式運(yùn)輸機(jī)用設(shè)計(jì)拖動某帶式運(yùn)輸機(jī)用的鏈傳動。已知：電動機(jī)功率的鏈傳動。已知：電動機(jī)功率P=10kW，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=970r/min，電動機(jī)，電動機(jī)軸頸軸頸D=42mm，傳動比，傳動比i=3，載荷平，載荷平穩(wěn)穩(wěn)(pngwn)，鏈傳動中心距不小于，鏈傳動中心距不小于550mm（水平布置）。（水平布置）。解解 采用采用(ciyng)滾子鏈傳動，設(shè)計(jì)滾子鏈傳動，設(shè)計(jì)步驟及方