機械設(shè)計鏈傳動

1、機械設(shè)計鏈傳動第1頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四11-1 概述 鏈傳動屬于具有撓性件的嚙合傳動，依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合傳遞運動和動力。9-1 概 述一、鏈傳動的特點和應(yīng)用優(yōu)點：1）平均傳動比準確，效率較高，容易實現(xiàn)多軸傳動97%；（與帶傳動比較） 2）需要的張緊力小，壓軸力?。唤Y(jié)構(gòu)尺寸緊湊；能在低速 重載下較好地工作；能適應(yīng)較惡劣環(huán)境如油污多塵和高溫等場合。 （與帶傳動比較）3）安裝精度要求較低，成本低；適用于中心距較大的傳動。（與齒輪傳動比較）缺點：1）瞬時傳動比不恒定，瞬時鏈速不恒定；2）傳動的平穩(wěn)性差，有噪音，需要良好潤滑；3）若中心距很大，轉(zhuǎn)速極高時，不及帶

2、傳動； 鏈傳動主要用在轉(zhuǎn)速不高，兩軸中心距較大，要求平均傳動比準確的場合。 廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、石油、化工等行業(yè)中。第2頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四滾子鏈的結(jié)構(gòu)1傳動鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型。 內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷 軸之間為過盈聯(lián)接； 滾子與套筒之間、套筒與銷軸之 間均為間隙配合。滾子鏈分為單排鏈、雙排鏈、多排鏈。二、滾子鏈的結(jié)構(gòu)與尺寸外鏈板內(nèi)鏈板套筒滾子銷軸 鏈上相鄰兩鉸鏈中心之間的距離 稱為鏈節(jié)距，用 p 表示。（圖92）概 述 排數(shù)越多，承載能力越高，但各排鏈受載不均現(xiàn)象越嚴重，故排數(shù)不宜過多。 內(nèi)、外鏈板均為“” 型。第3頁，共19頁，2022

3、年，5月20日，3點31分，星期四滾子鏈的結(jié)構(gòu)22.鏈條的接頭形式有：鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，接頭處須用過渡鏈節(jié)。有附加彎矩的作用，所以強度僅為通常鏈節(jié)的80左右，故設(shè)計時應(yīng)盡量避免使用過渡鏈節(jié)。鏈節(jié)數(shù)最好為偶數(shù) 鏈的長度用鏈節(jié)數(shù) Lp 表示。（圖94）用彈簧卡片固定用開口銷固定過渡鏈節(jié)滾子鏈已經(jīng)標準化，其尺寸規(guī)格見表91 。概 述第4頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四4滾子鏈的標記 鏈號 排數(shù)x鏈節(jié)數(shù) 標準號 鏈號，節(jié)距 p=25.4 mm按本標準制造的A系列鏈節(jié)數(shù)LP= 80節(jié)標準號單排例如： 16 A180 GBT1243.11983 3.滾子鏈的規(guī)格，查表第5頁，共19頁

4、，2022年，5月20日，3點31分，星期四 這種齒形已經(jīng)標準化，由標準成型刀具加工，故鏈輪圖上不必繪之端面齒形，只注明“齒形按3R GB124485規(guī)定制造”即可。鏈輪1三、鏈輪1. 鏈輪的齒形常用的鏈輪端面齒形由三段圓弧和一段直線組成，簡稱三圓弧一直線齒形。但應(yīng)繪制軸面齒形 ( 應(yīng)符合GB1244-85的規(guī)定 )。 ddadfabcdarrr213zo2o1o3180dfdad（表92）概 述第6頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四鏈輪2鏈輪的材料應(yīng)具有足夠的耐磨性和強度。鏈輪材料表2. 鏈輪的結(jié)構(gòu)鏈節(jié)距 p 、齒數(shù) z 鏈輪尺寸計算公式見分度圓直徑：齒頂圓直徑 da齒

5、根圓直徑： 圖中應(yīng)注明： 見（表93）整體式鏈輪孔板式鏈輪組合式鏈輪整體式：孔板式：組合式：小直徑的鏈輪中等尺寸的鏈輪大直徑的鏈輪3. 鏈輪的材料通常，小鏈輪用較好的材料。（圖96）概 述鏈輪分度圓：繞在鏈輪上的各鏈節(jié)滾子中心所在的圓。第7頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四 采用45、 50、45Mn鋼，經(jīng)淬火、回火處理，齒面硬度4050HRC。 采用35鋼經(jīng)正火處理，齒面硬度160200HBS；或15、20鋼經(jīng)表面滲碳、淬火和回火處理，齒面硬度5060HRC。 采用15Cr、20Cr材料，經(jīng)表面滲碳、淬火和回火處理，齒面硬度5060HRC； 或40Cr、35SiMu、3

6、5CrMo材料，經(jīng)淬火、回火處理，齒面硬度4050HRC。4、鏈輪的材料選用 一般工況下:重要工況下: 簡單工況下:第8頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四11-2 鏈傳動的運動特性19-2 鏈傳動的運動特性一、鏈傳動的運動不均勻性在鏈傳動中，鏈條繞在鏈輪上如同繞在兩個正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長等于鏈節(jié)距 p。 平均鏈速為： 平均傳動比為： （是恒定的）第9頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四運動特性2 鏈速是周期性變化的，鏈節(jié)距越大，齒數(shù)越少，鏈速的變化就越大。鏈傳動的運動特性 當主動鏈輪勻速轉(zhuǎn)動時，從動鏈輪的角速度以及鏈傳動的瞬時傳動比都是周期

7、性變化的。從動輪上 c點 的速度：瞬時傳動比： 鏈的水平速度：垂直速度：動畫演示A第10頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四鏈傳動的動載荷3鏈傳動的運動特性二、鏈傳動的動載荷 鏈和從動鏈輪均做周期性的變速運動，從而引起動載荷。 鏈輪的轉(zhuǎn)速越高、鏈節(jié)距越大、齒數(shù)越少，則動載荷就越大。動載荷（慣性力）為：最大加速度為： 鏈節(jié)和鏈輪嚙合的瞬間，也將引起沖擊和動載荷。鏈節(jié)距越大，鏈輪轉(zhuǎn)速越高，則沖擊越強烈。 鏈傳動不宜用于高速及要求傳動比恒定的場合。 鏈傳動的不均勻性稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。 只有z1z2，且鏈的緊邊長恰為鏈節(jié)距的整數(shù)倍時，瞬時 i 才恒定。第11頁，共19頁，20

8、22年，5月20日，3點31分，星期四受力分析2. 離心力拉力3. 懸垂拉力三、鏈傳動的受力分析1. 工作拉力 （作用于緊邊）（作用于全長）（作用于全長）式中： q每米鏈長質(zhì)量(kg/m)。鏈速功率緊邊拉力松邊拉力 壓軸力： （可見，鏈受的是變載荷）式中：壓軸力系數(shù)，水平傳動取1.15，垂直傳動取1.05 鏈傳動的運動特性第12頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四11-3 滾子鏈傳動的設(shè)計計算19-3 滾子鏈傳動的設(shè)計計算一、滾子鏈傳動的失效形式失效圖片1）鏈板疲勞2）鉸鏈的磨損3）滾子、套筒的沖擊疲勞4）銷軸與套筒工作面的膠合5）鏈的靜力拉斷（磨損過大將導(dǎo)致脫鏈）二、額定

9、功率曲線 每種失效形式都會限定鏈傳動所能傳遞的功率。 各種失效形式所限定的額定功率曲線，見圖910。額定功率P0/kW小鏈輪轉(zhuǎn)速n1 /(r/min)0鏈板疲勞限定滾子、套筒沖擊疲勞限定銷軸和套筒膠合限定 各種型號滾子鏈在特定試驗條件下的額定功率曲線見圖911。（z1=19、Lp=100、單排鏈、載荷平穩(wěn)等）磨損限定p + pp第13頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四設(shè)計計算2 當實際工作條件與上述特定試驗條件不同時，需進行修正，則鏈傳動的計算功率為：式中：Kz小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見圖913。工作點落在曲線頂點左側(cè)時，查表中Kz；工作點落在曲線頂點右側(cè)時，查表中Kz。Kp多排

10、鏈排數(shù)系數(shù)，傳遞的功率 當鏈速0.6m/s時，主要失效形式為過載拉斷，應(yīng)進行靜強度計算。強度條件為：48式中：zp鏈排數(shù)；Q單排鏈的極限拉伸載荷，見表111。詳細說明滾子鏈傳動的設(shè)計計算第14頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四設(shè)計計算3滾子鏈傳動的設(shè)計計算三、主要參數(shù)的選擇2鏈輪齒數(shù) z通常 i7，推薦的傳動比 i 2 3.5。 計算大鏈輪齒數(shù) z2 = i z1。z1過少運動不均勻性嚴重。詳細說明 1傳動比 ii，則小輪包角,小鏈輪包角不應(yīng)小于120度參見 P177 選取 z1z2 過大鏈節(jié)磨損容易導(dǎo)致脫鏈 。故限制 zmax120。3鏈速通常， 鏈速不超過12m/s，

11、否則，動載荷會過大。根據(jù)計算功率 Pc和小鏈輪轉(zhuǎn)速 n1查圖911確定鏈號，再由表91查得鏈節(jié)距 p 。4鏈節(jié)距 第15頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四滾子鏈傳動的設(shè)計計算5中心距和鏈節(jié)數(shù)鏈傳動的中心距過大或過小對傳動都會造成不利影響。設(shè)計計算4鏈的節(jié)距越大，承載能力就越高，但運動不均勻性也增大。 在滿足承載能力的前提下，應(yīng)盡量選取較小的鏈節(jié)距。 高速重載時，可選小節(jié)距多排鏈。速度低、傳動比小、而中心距大時，選大節(jié)距的單排鏈。一般取中心距 a0= (3050) p，最大取 amax= 80 p。鏈節(jié)數(shù)：（916） Lp最好圓整為偶數(shù)，中心距 a 按式（917）計算。6計

12、算鏈傳動作用在軸上的壓軸力第16頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四11-4 鏈傳動的合理布置和潤滑9-4 鏈傳動的合理布置和潤滑一、鏈傳動的合理布置1）兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一鉛垂面內(nèi)；二、鏈傳動的張緊目的：避免鏈的垂度過大，產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動現(xiàn)象。2）鏈輪的中心連線最好在水平面內(nèi)，應(yīng)避免垂直布置；3）鏈傳動最好緊邊在上，松邊在下。彈簧力張緊砝碼張緊定期調(diào)整張緊（見圖915）第17頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四合理布置和潤滑2三、鏈傳動的潤滑 潤滑油推薦采用牌號為：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全損耗系統(tǒng)用油。 對于不便采用潤滑油的場合，允許涂抹潤滑脂，但應(yīng)定期清洗與涂抹。 良好的潤滑可緩和沖擊、減輕磨損、延長鏈條的使用壽命。鏈傳動中銷軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會伸長，這是影響鏈傳動壽命的最主要因素。詳細說明（見表99）人工定期潤滑滴油潤滑油浴或飛濺潤滑壓力噴油潤滑潤滑方法：鏈傳動的合理布置和潤滑第18頁，共19頁，2022年，5月20日，3點31分，星期四齒形鏈的結(jié)構(gòu)特點齒形鏈的結(jié)構(gòu)特點齒形鏈又稱無聲鏈，它是一組鏈齒板鉸接而成。工作時鏈齒板與鏈輪輪齒相嚙合而傳遞運動。