機(jī)械基礎(chǔ) 課件 模塊六任務(wù)二 鏈傳動(dòng)

教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.熟悉滾子鏈傳動(dòng)的失效形式；2.掌握滾子鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)的計(jì)算；3.掌握鏈傳動(dòng)的維護(hù)、張緊及潤(rùn)滑。能力目標(biāo)1.能合理選擇滾子鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)；2.能設(shè)計(jì)滾子鏈傳動(dòng)；3.能進(jìn)行鏈傳動(dòng)的維護(hù)、張緊及潤(rùn)滑。素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)和規(guī)范意識(shí)；2.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心、愛(ài)崗敬業(yè)、精益求精的工匠精神。模塊六撓性傳動(dòng)

任務(wù)二

鏈傳動(dòng)【學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)】1.滾子和鏈輪的結(jié)構(gòu)；2.滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。【相關(guān)知識(shí)】一、鏈傳動(dòng)的工作原理和特點(diǎn)及鏈的類型和應(yīng)用

鏈傳動(dòng)由小鏈輪1、大鏈輪2和鏈條3三部分組成，兩鏈輪分別安裝在相互平行的兩軸上，如圖所示。

鏈傳動(dòng)靠鏈輪齒和鏈條之間的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

按用途不同，鏈條可分為：傳動(dòng)鏈、輸送鏈和起重鏈。一般機(jī)械傳動(dòng)裝置中常用傳動(dòng)鏈。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，傳動(dòng)鏈又可分為：套筒鏈、滾子鏈、齒形傳動(dòng)鏈和其他結(jié)構(gòu)鏈等。

在鏈條的生產(chǎn)與應(yīng)用中，傳動(dòng)用短節(jié)距精密滾子鏈（簡(jiǎn)稱滾子鏈）占有最主要的地位。通常滾子鏈的傳動(dòng)功率在100kw以下，鏈速在15m/s以下。先進(jìn)的鏈傳動(dòng)技術(shù)已能使優(yōu)質(zhì)滾子鏈的傳動(dòng)功率達(dá)5000kw，速度可達(dá)35m/s。二、滾子鏈和鏈輪（一）滾子鏈

滾子鏈的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)鏈板1和套筒4、外鏈板2和銷軸5分別用過(guò)盈配合固連在一起，分別稱為內(nèi)、外鏈節(jié)。滾子與套筒、套筒與銷軸均為間隙配合。當(dāng)鏈條嚙入和嚙出時(shí)，內(nèi)、外鏈節(jié)做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，滾子沿鏈輪輪齒滾動(dòng)，可減少鏈條與輪齒的磨損。內(nèi)、外鏈板均制成“8”字形。組成鏈條的各零件，由碳鋼或合金鋼制成，并進(jìn)行熱處理，以提高強(qiáng)度和耐磨性。

滾子鏈相鄰兩滾子中心的距離稱為鏈節(jié)距，用p表示。節(jié)距p越大，鏈條各零件的尺寸越大，所能承受的載荷越大。

滾子鏈可制成單排鏈和多排鏈，如圖所示。排數(shù)越多，承載能力越大。

滾子鏈的長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)表示。鏈節(jié)數(shù)最好取偶數(shù)，以便鏈條連成環(huán)形時(shí)正好是內(nèi)、外鏈板相接，接頭處可用開(kāi)口銷或彈簧夾鎖緊，如圖（a）所示。若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則需采用過(guò)渡鏈節(jié)，如圖（b）所示。雙排滾子鏈結(jié)構(gòu)滾子鏈接頭形式（a）（b）

滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，分為A、B兩個(gè)系列，常用的是A系列。表6-12列出了幾種A系列滾子鏈的主要參數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)載荷大小及工作條件等選用適當(dāng)?shù)逆湕l型號(hào)；確定鏈傳動(dòng)的幾何尺寸及鏈輪的結(jié)構(gòu)尺寸。注：鏈號(hào)是用英制單位表示的節(jié)距，它是以1in/16為1個(gè)單位，而米制節(jié)距p＝鏈號(hào)數(shù)×25.4mm/16。鏈條標(biāo)記方法：鏈號(hào)-排數(shù)-整鏈鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。例如：10A-1-70GB/T1243-2006表示A系列、節(jié)距為15.875mm、單排、70節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)滾子鏈。（二）滾子鏈鏈輪1.滾子鏈鏈輪齒形p-弦節(jié)距，等于鏈條節(jié)距re-齒側(cè)圓弧半徑d-分度圓直徑ha-節(jié)距多邊形以上的齒高dl-滾子直徑最大值da-齒頂圓直徑ri-滾子定位圓弧半徑df-齒根圓直徑α-滾子定位角z-齒數(shù)鏈輪端面齒形2.滾子鏈鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸

滾子鏈鏈輪的基本參數(shù)有：鏈輪齒數(shù)Z；配用鏈條的節(jié)距p；配用鏈條的滾子外徑d1；配用鏈條的排距pt；

主要尺寸計(jì)算：3.鏈輪的常用結(jié)構(gòu)和材料整體式腹板式組合式

焊接式鏈輪常用的結(jié)構(gòu)形式

鏈輪的材料應(yīng)能保證輪齒有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。常用材料有碳素鋼如15號(hào)鋼、35號(hào)鋼、45號(hào)鋼；合金鋼如15Cr、40Cr；灰鑄鐵HT200等材料，齒面通常應(yīng)熱處理，使其達(dá)到一定硬度。

由于小鏈輪嚙合次數(shù)多，磨損和沖擊也較嚴(yán)重，所用材料常優(yōu)于大鏈輪。三、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析（一）鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析鏈條平均線速度（簡(jiǎn)稱鏈速）為：鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比：由于多邊形效應(yīng)，鏈條的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)傳動(dòng)比都是變化的。鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析瞬時(shí)速度:瞬時(shí)傳動(dòng)比:（二）鏈傳動(dòng)的受力分析

在安裝鏈傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使鏈條受一定的初拉力。鏈傳動(dòng)張緊的目的主要是使松邊不致太松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產(chǎn)生振動(dòng)、跳齒或脫鏈現(xiàn)象。

鏈在工作過(guò)程中，緊邊和松邊的拉力不等。若不計(jì)傳動(dòng)中的動(dòng)載荷，鏈的緊邊受到的拉力F1是由鏈傳遞的有效圓周力Ft、鏈的離心力Fc和鏈條松邊垂度引起的懸垂拉力Ff三部分組成，即：鏈的松邊所受的拉力F2由Fc及Ff兩部分組成，即:有效圓周力：離心力引起的拉力：

懸垂拉力Ff的大小與鏈條的松邊垂度及傳動(dòng)的布置方式有關(guān)，在Ff’和Ff″中選用大者。懸垂拉力計(jì)算示意圖四、滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鏈傳動(dòng)的失效形式

1.鏈條疲勞破壞

2.鏈條鉸鏈磨損

3.鏈條鉸鏈膠合

4.鏈條過(guò)載拉斷（二）計(jì)算準(zhǔn)則

鏈傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則為：對(duì)于鏈速n＞0.6m/s的中、高速鏈傳動(dòng)，以保證鏈抗疲勞損壞的強(qiáng)度條件為依據(jù)；對(duì)于鏈速n＜0.6m/s的低速鏈傳動(dòng)，以防止鏈的過(guò)載拉斷的靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)為依據(jù)。（三）典型的鏈傳動(dòng)額定功率曲線圖符合GB/T1243-2006的A系列單排鏈條的典型承載能力圖

如圖所示是符合GB/T1243-2006的A系列單排鏈條的典型承載能力圖，即典型鏈傳動(dòng)的額定功率曲線。

在獲取雙排鏈條的額定功率時(shí)，可由圖中查取的單排額定功率值PC乘以1.7得到。獲取三排鏈條的額定功率時(shí)，可由圖中查取的單排修正額定功率值PC乘以2.5得到。（四）鏈傳動(dòng)的修正功率Pc

根據(jù)典型鏈傳動(dòng)額定功率曲線的獲取條件，引入修正系數(shù)并按下式對(duì)名義功率P進(jìn)行修正計(jì)算

Pc＝Pf1f2

f1與f2分別由表和圖查取小齒輪齒數(shù)系數(shù)（五）確定鏈型及節(jié)距p

按照小鏈輪轉(zhuǎn)速nl和修正功率PC的大小，由鏈條的承載能力圖來(lái)選取能夠滿足小鏈輪轉(zhuǎn)速和所要傳遞功率的、具有最小節(jié)距的單排鏈。當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)速超過(guò)了最小節(jié)距單排鏈的限制時(shí)，或者要求較為緊湊的傳動(dòng)布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮選擇較小節(jié)距的多排鏈。（六）確定鏈節(jié)數(shù)X

對(duì)于由兩個(gè)鏈輪組成的鏈傳動(dòng)，在確定鏈條節(jié)距p并初選中心距a0的基礎(chǔ)上，使用以下公式計(jì)算鏈節(jié)數(shù)X0。

將上式計(jì)算獲得的鏈節(jié)數(shù)X0圓整為整數(shù)X，并且最好取為偶數(shù)。（七）鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)選擇與計(jì)算1.傳動(dòng)比i與鏈輪齒數(shù)z

鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般情況下i≤7，推薦使用范圍為i=2～3.5。

GB/T1243-2006主要應(yīng)用的齒數(shù)范圍為9-150齒。優(yōu)選齒數(shù)為17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。一般情況下，通常取z1≥17，在z1=17～29之間選取，小鏈輪齒數(shù)z1愈多，傳動(dòng)愈平穩(wěn)，動(dòng)載荷減小。大鏈輪齒數(shù)按照z2=iz1取值并圓整，但其最大齒數(shù)也不宜超過(guò)114，以防止脫鏈。

為了保證鏈傳動(dòng)使用中磨損均勻，兩鏈輪齒數(shù)應(yīng)盡量選取與鏈節(jié)數(shù)（偶數(shù)）互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)。2.節(jié)距P

節(jié)距P越大，承載能力越大。

但P過(guò)大，運(yùn)動(dòng)越不均勻，沖擊越大，且結(jié)構(gòu)龐大。所以，高速重載時(shí)，宜選小節(jié)距多排鏈；低速重載時(shí)，宜選大節(jié)距單排鏈。鏈條的長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)X0表示由上式可推導(dǎo)出實(shí)際中心距的計(jì)算公式f1、f2分別見(jiàn)下表。

一般初選中心距a0=（30～50）p,推薦a0=40p。鏈傳動(dòng)中心距應(yīng)該可以調(diào)整，以便在鏈節(jié)距增大、鏈條變長(zhǎng)后能夠調(diào)整鏈的張緊程度，實(shí)際中心距比理論中心距小約2～5mm。3.鏈節(jié)數(shù)X和中心距af1的計(jì)算值f2的計(jì)算值4.驗(yàn)算鏈速

一般不超過(guò)12～15m/s5.作用于軸上的壓力

鏈傳動(dòng)屬于嚙合傳動(dòng)，不需要很大的初拉力，因而作用于鏈輪軸上的壓力F也較小，可根據(jù)有效圓周力Ft由下式計(jì)算五、鏈傳動(dòng)的布置、張緊及潤(rùn)滑（一）鏈傳動(dòng)的布置

鏈傳動(dòng)的性能在很大程度上取決于合理的布置、精確的裝配和正確的潤(rùn)滑。鏈傳動(dòng)應(yīng)使緊邊（即主動(dòng)邊）在上，松邊在下，以便鏈節(jié)和鏈輪輪齒可以順利地進(jìn)人和退出嚙合。常用鏈傳動(dòng)布置，如圖所示。常用鏈傳動(dòng)的布置（摘自GB/T18150-2006）松邊在上垂直布置造成鏈脫離鏈輪××

為防止鏈條垂度過(guò)大造成嚙合不良和松邊的顫動(dòng)，需用張緊裝置。(1)調(diào)節(jié)中心距來(lái)控制張緊程度；(2)用張緊輪。張緊輪應(yīng)安裝在鏈條松邊靠近小鏈輪處，放在鏈條內(nèi)、外側(cè)均可。（三）