第14章鏈傳動

1、機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計 第第14章章 鏈傳動鏈傳動 14.1 概述概述 定語：以鏈為中間拉曳件的撓性嚙合傳動定語：以鏈為中間拉曳件的撓性嚙合傳動 14.1.1 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： （1） 平均傳動比是定值；平均傳動比是定值； （2） 軸壓力??；軸壓力?。?（3） 中心距較大，可用于多軸傳動；中心距較大，可用于多軸傳動； （4） 效率高，結(jié)構(gòu)緊湊；效率高，結(jié)構(gòu)緊湊； （5） 環(huán)境要求低，容易安裝，成本低。環(huán)境要求低，容易安裝，成本低。 傳動形式：傳動形式： （1） 只用于平行軸；只用于平行軸； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： （2） 工作噪音大，不宜在工作噪音大，不宜在 載荷變化很大和急速載荷變化很大和急速 反

2、向的傳動中應(yīng)用；反向的傳動中應(yīng)用； （3） 瞬時傳動比不是恒定瞬時傳動比不是恒定 值，有振動沖擊。值，有振動沖擊。 根據(jù)工作性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，有不同的分法。根據(jù)工作性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，有不同的分法。 常用傳常用傳 動鏈動鏈 套筒鏈套筒鏈 套筒滾子鏈套筒滾子鏈 齒形鏈齒形鏈 成形鏈成形鏈 14.1.2 鏈的種類鏈的種類 14.1.3 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 傳動鏈傳動鏈用于傳遞動力用于傳遞動力 起重鏈起重鏈起重機(jī)械中提升重物起重機(jī)械中提升重物 曳引鏈曳引鏈運(yùn)輸機(jī)械中移動重物運(yùn)輸機(jī)械中移動重物 kWP100smv/15)53(8i smv/20 smv/25. 0 sm/42 根據(jù)工作根據(jù)工作 性質(zhì)分性質(zhì)

3、分 1. 滾子鏈滾子鏈 14.2 鏈傳動的零件和材料鏈傳動的零件和材料 14.2.1 傳動鏈傳動鏈 p 節(jié)距節(jié)距 Lp 鏈節(jié)數(shù)，常取偶數(shù)鏈節(jié)數(shù)，常取偶數(shù) z 鏈輪齒數(shù)，取奇數(shù)鏈輪齒數(shù)，取奇數(shù)np 排數(shù)排數(shù) 套筒滾子鏈應(yīng)用較多，且為標(biāo)準(zhǔn)件，其主要參數(shù)包括：套筒滾子鏈應(yīng)用較多，且為標(biāo)準(zhǔn)件，其主要參數(shù)包括： 鏈的型號鏈的型號英制英制 mmp 16 4 .25 鏈號鏈節(jié)距 2. 齒形鏈齒形鏈 為改善套筒滾子鏈的不足而出現(xiàn)的：為改善套筒滾子鏈的不足而出現(xiàn)的： 針對噪音大針對噪音大：設(shè)計鏈條時采用共軛曲：設(shè)計鏈條時采用共軛曲 線，減小振動沖擊噪音線，減小振動沖擊噪音 針對磨損嚴(yán)重針對磨損嚴(yán)重：選用滾柱式、

4、軸瓦式、：選用滾柱式、軸瓦式、 圓銷式等結(jié)構(gòu)，同時圓銷式等結(jié)構(gòu)，同時 可采用減摩材料可采用減摩材料 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：工作平穩(wěn)，噪音小，允許的鏈工作平穩(wěn)，噪音小，允許的鏈 速較高，承受沖擊載荷能力高，速較高，承受沖擊載荷能力高， 輪齒受力均勻，但價格貴，重輪齒受力均勻，但價格貴，重 量重以及對安裝要求較高。量重以及對安裝要求較高。 14.2.2 鏈輪鏈輪 基本參數(shù)：基本參數(shù)：節(jié)距節(jié)距p，齒數(shù)，齒數(shù)z z p d 0 180 sin 齒齒 形形：三圓弧一直線：三圓弧一直線 主要尺寸主要尺寸分度圓直徑分度圓直徑 鏈輪結(jié)構(gòu)：鏈輪結(jié)構(gòu)：整體式，孔板式，整體式，孔板式， 齒圈可更換式齒圈可更換式 14.2.3

5、 鏈和鏈輪的材料鏈和鏈輪的材料 主要失效形式：主要失效形式： 具有耐磨性（表面硬度高）具有耐磨性（表面硬度高） 能承受振動沖擊（芯部韌性好）能承受振動沖擊（芯部韌性好） 中碳鋼中碳鋼表面淬火表面淬火 中速中載中速中載 低碳鋼低碳鋼表面滲碳表面滲碳 高速重載高速重載 鑄鐵鑄鐵 低速輕載低精度低速輕載低精度 磨損，塑性變形磨損，塑性變形 材料要求：材料要求： 常用材料：常用材料： 平均傳動比：平均傳動比： 1 2 2 1 z z n n i 平均 平均傳動比為常數(shù)平均傳動比為常數(shù) 14.3 鏈傳動的運(yùn)動特性鏈傳動的運(yùn)動特性 14.3.1 傳動比、鏈速和速度不均勻性傳動比、鏈速和速度不均勻性 鏈的平

6、均速度：鏈的平均速度： 1000/1000/ 2211 pnzpnzv 1. 平均傳動比平均傳動比 2. 實(shí)際傳動比實(shí)際傳動比 鏈傳動過程中可將鏈輪抽象成正多邊形，邊長為鏈傳動過程中可將鏈輪抽象成正多邊形，邊長為 p 。 111 (/2)cosvd 的變化范圍：的變化范圍：22 11 1 0 1 360z 鏈速周期性變化，鏈速周期性變化， 且且 z1 越小，速度的變化幅度越大越小，速度的變化幅度越大 主動輪上主動輪上 111 (/2)sinvd 現(xiàn)假定：現(xiàn)假定：主動邊總處于水平位置主動邊總處于水平位置 222 (/2)cosvd 22 180180 zz 瞬時傳動比：瞬時傳動比： cos co

7、s 1 2 2 1 d d i 瞬時 瞬時速比周期性變化，瞬時速比周期性變化， 稱為稱為多邊形效應(yīng)多邊形效應(yīng)。 從動輪上從動輪上 222 (/2)sinvd 鏈條的水平方向速度相同，即鏈條的水平方向速度相同，即 12 vv，整理后得：，整理后得： 瞬時傳動比為定值的條件：瞬時傳動比為定值的條件：z1=z2，d1=d2，=且同步變且同步變 化即緊邊長度為鏈節(jié)距的整數(shù)倍時，化即緊邊長度為鏈節(jié)距的整數(shù)倍時，i瞬時 瞬時=1 14.3.2 鏈傳動的動載荷鏈傳動的動載荷 2 1111 sinsin dvd add dtdt 1 22 sin 2 1 1 2 11max p daa 時，當(dāng) 2 1 （1）

8、水平方向速度變化引起的動載荷；）水平方向速度變化引起的動載荷； 鏈速愈大、越大、鏈速愈大、越大、z越小，動載荷越大。越小，動載荷越大。 （2）垂直方向的速度變化，引起鏈條的橫向振動，產(chǎn)生動載荷；）垂直方向的速度變化，引起鏈條的橫向振動，產(chǎn)生動載荷； 為常數(shù)CCnqpEk/ 23 （3）鏈條與鏈輪相嚙合時，沖擊產(chǎn)生動載荷，并產(chǎn)生噪音，）鏈條與鏈輪相嚙合時，沖擊產(chǎn)生動載荷，并產(chǎn)生噪音， 加速鏈的損壞和齒輪的磨損；加速鏈的損壞和齒輪的磨損； （4）安裝不好產(chǎn)生的附加動載荷：）安裝不好產(chǎn)生的附加動載荷： 鏈條過松，在起動、制動、鏈條過松，在起動、制動、 反轉(zhuǎn)、載荷變化時易產(chǎn)生慣性沖擊，產(chǎn)生動載荷。反轉(zhuǎn)

9、、載荷變化時易產(chǎn)生慣性沖擊，產(chǎn)生動載荷。 為改善鏈傳動的不均勻性，可選用較小的鏈節(jié)距，為改善鏈傳動的不均勻性，可選用較小的鏈節(jié)距， 增加鏈輪齒數(shù)和限制鏈輪轉(zhuǎn)速。增加鏈輪齒數(shù)和限制鏈輪轉(zhuǎn)速。 鏈速鏈速n愈大、鏈節(jié)距越大，沖擊能量愈大、鏈節(jié)距越大，沖擊能量Ek越大。越大。 14.4 鏈傳動的受力分析鏈傳動的受力分析 （1）工作拉力）工作拉力 1 1000/():/FP vNP kWv m s )( 2 2 NqvF 中中心心距距:)( 3 aNqgaKF f 440240 16: 00 ff fff KK KKK垂垂直直水水平平 垂度過小，必須以很垂度過小，必須以很 大的張力拉緊，增加鏈的大的張力

10、拉緊，增加鏈的 磨損和軸承的載荷，垂度磨損和軸承的載荷，垂度 過大，影響正常的嚙合。過大，影響正常的嚙合。 （3）垂度拉力）垂度拉力 （2）離心拉力）離心拉力 緊邊拉力緊邊拉力 321 FFFF 32 FFF 軸軸 壓壓 力力 松邊拉力松邊拉力 131 2 . 12FKFFF AQ KA為工作情況系數(shù)為工作情況系數(shù) 平穩(wěn)：平穩(wěn)：1.01.2 中等沖擊：中等沖擊：1.21.4 嚴(yán)重沖擊：嚴(yán)重沖擊：1.41.7 14.5 滾子鏈傳動的設(shè)計滾子鏈傳動的設(shè)計 已知條件與設(shè)計內(nèi)容已知條件與設(shè)計內(nèi)容 要求設(shè)計：要求設(shè)計： 已知條件：已知條件： 傳遞功率，主動輪的轉(zhuǎn)速（或傳動比或從動輪傳遞功率，主動輪的轉(zhuǎn)速

11、（或傳動比或從動輪 轉(zhuǎn)速），中心距或中心距的范圍。轉(zhuǎn)速），中心距或中心距的范圍。 鏈的型號（標(biāo)準(zhǔn)）；鏈的型號（標(biāo)準(zhǔn)）； 幾何尺寸：鏈節(jié)的多少，鏈的長度及其他參數(shù)；幾何尺寸：鏈節(jié)的多少，鏈的長度及其他參數(shù)； 鏈輪：結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括齒形設(shè)計；鏈輪：結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括齒形設(shè)計； 使用維護(hù)。使用維護(hù)。 正常潤滑的鏈傳動，鉸鏈元件的疲勞破壞正常潤滑的鏈傳動，鉸鏈元件的疲勞破壞 鏈傳動的主要失效形式鏈傳動的主要失效形式 鏈條過載拉斷鏈條過載拉斷 多次沖擊破斷多次沖擊破斷 鏈條鉸鏈的膠合鏈條鉸鏈的膠合 鏈條鉸鏈的磨損鏈條鉸鏈的磨損 決定鏈傳動承載能力的主要因素；決定鏈傳動承載能力的主要因素； 影響因素：壓力，相對

12、轉(zhuǎn)角，節(jié)距的不均勻性等影響因素：壓力，相對轉(zhuǎn)角，節(jié)距的不均勻性等 轉(zhuǎn)速過高，壓力增大，潤滑不良，油膜破壞引起的轉(zhuǎn)速過高，壓力增大，潤滑不良，油膜破壞引起的 破壞形式，限制了極限轉(zhuǎn)速。破壞形式，限制了極限轉(zhuǎn)速。 是一種超過允許工作載荷多倍，甚至幾十倍，但又是一種超過允許工作載荷多倍，甚至幾十倍，但又 小于一次沖擊就使元件破斷的沖擊載荷，如反復(fù)起動、小于一次沖擊就使元件破斷的沖擊載荷，如反復(fù)起動、 制動、反轉(zhuǎn)時的慣性力。制動、反轉(zhuǎn)時的慣性力。 速度較低，尖峰載荷過大時。速度較低，尖峰載荷過大時。 14.5.1 額定功率曲線額定功率曲線 鏈傳動的不同失效形式限定了它的承載能力。鏈傳動的不同失效形式限

13、定了它的承載能力。 14.5.2 額定功率額定功率P0 Z1=19 LP=100 單列鏈水平布置單列鏈水平布置 載荷平穩(wěn)載荷平穩(wěn) 工作環(huán)境正常工作環(huán)境正常 按推薦的潤滑方式按推薦的潤滑方式 使用壽命使用壽命15000h 鏈節(jié)距相對伸長量鏈節(jié)距相對伸長量3% 試驗(yàn)條件：試驗(yàn)條件： 0 P KK PK P PZ A C 84 1 fCA QP FFFK FZ S 鏈速鏈速0.6m/s的低速鏈傳動，進(jìn)行靜強(qiáng)度計算：的低速鏈傳動，進(jìn)行靜強(qiáng)度計算： 鏈傳動的計算功率鏈傳動的計算功率Pc： 名義功率名義功率 小鏈輪齒數(shù)系小鏈輪齒數(shù)系 數(shù)，見表數(shù)，見表14.2 多排鏈系數(shù)，多排鏈系數(shù)， 見表見表14.3 鏈

14、排數(shù)鏈排數(shù) 單排鏈極限拉單排鏈極限拉 伸載荷伸載荷 鏈輪齒數(shù)鏈輪齒數(shù) 小鏈輪齒數(shù)小鏈輪齒數(shù) z1 愈多，傳動愈平穩(wěn)，動載荷減小。愈多，傳動愈平穩(wěn)，動載荷減小。 通常通常 取取 z1 17，且傳動比，且傳動比 i 越小，越小， z1可越多?？稍蕉?。 大鏈輪齒數(shù)大鏈輪齒數(shù) z2 i z1 ，但常取，但常取 z2 120，以防止以防止 脫鏈。脫鏈。 14.5.3 鏈傳動主要參數(shù)的選擇鏈傳動主要參數(shù)的選擇 傳動比傳動比 影響傳動的尺寸及小輪的包角，影響傳動的尺寸及小輪的包角，120o，避免磨損及跳齒，避免磨損及跳齒 i8，推薦推薦 23.5 節(jié)距節(jié)距 p 節(jié)距節(jié)距 p 越大，承載能力越大；越大，承載能

15、力越大； 但但 p 過大，運(yùn)動越不均勻，沖擊越大，且結(jié)構(gòu)龐大。過大，運(yùn)動越不均勻，沖擊越大，且結(jié)構(gòu)龐大。 所以：高速重載時，宜選小節(jié)距多排鏈；所以：高速重載時，宜選小節(jié)距多排鏈； 低速重載時，宜選大節(jié)距單排鏈。低速重載時，宜選大節(jié)距單排鏈。 極限轉(zhuǎn)速（影響動載荷）極限轉(zhuǎn)速（影響動載荷） V12m/s，圖，圖14.17為極限轉(zhuǎn)速與最佳轉(zhuǎn)速為極限轉(zhuǎn)速與最佳轉(zhuǎn)速 與制造質(zhì)量，安裝精度，鏈節(jié)距，齒數(shù)、材料等有關(guān)與制造質(zhì)量，安裝精度，鏈節(jié)距，齒數(shù)、材料等有關(guān) 中心距中心距 a 與鏈長與鏈長 推薦推薦a （3050）p， amax =80p 鏈速一定時：鏈速一定時： 最小中心距受小輪包角最小中心距受小輪包

16、角1200 條件的限制，通常：條件的限制，通常： 中心距小，鏈節(jié)少中心距小，鏈節(jié)少單位時間內(nèi)曲伸次數(shù)多，加速磨損單位時間內(nèi)曲伸次數(shù)多，加速磨損 中心距大，鏈節(jié)多中心距大，鏈節(jié)多鏈彈性好，抗振能力高，磨損慢，鏈彈性好，抗振能力高，磨損慢， 壽命長，但會引起松邊的上下顫動壽命長，但會引起松邊的上下顫動 i 4 ，amin=0.2Z1（i+1）p i 4，amin=0.33Z1（i-1）p 鏈長及中心距的計算公式：鏈長及中心距的計算公式： a pzz p azz Lp 2 1221 2 2 2 2 12 2 2121 2 8 224 zzzz L zz L p a pp 實(shí)際使用時，為了保證鏈條具有一定的垂度，實(shí)際中實(shí)際使用時，為了保證鏈條具有一定的垂度，實(shí)際中 心距應(yīng)較計算中心距小。而實(shí)際上傳動往往做成可調(diào)的，心距應(yīng)較計算中心距小。而實(shí)際上傳動往往做成可調(diào)的， 以便鏈條伸長后隨時調(diào)整張緊程度，一般中心距的調(diào)整量以便鏈條伸長后隨時調(diào)整張緊程度，一般中心距的調(diào)整量 為為a2p，調(diào)整后松邊下垂量控制為（，調(diào)整后松邊下垂量控制為（0.0010.002）a。如。如 果無張緊裝置，而中心距又不可調(diào)整，則中心距計算應(yīng)準(zhǔn)果無張緊裝置，而中心距又不可調(diào)整，則中心距計算應(yīng)準(zhǔn) 確。確。 14.6 齒形鏈傳動的計算齒形鏈傳動的計算（略）（略） 14.7 鏈傳動的合理布置和張緊方法鏈傳動的合理布置