鏈傳動(dòng)-機(jī)械設(shè)計(jì)-課件-09

第九章

鏈傳動(dòng)——

具有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)§9-1鏈傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用一、組成工作原理：靠鏈條和鏈輪的嚙合來傳遞運(yùn)

動(dòng)和動(dòng)力。二、特點(diǎn)（與帶傳動(dòng)相比）優(yōu)點(diǎn)：1.↑i平=n1/n2=c2.壓軸力小3.安裝方便，成本低廉4.a↑缺點(diǎn)：1.平行軸，同向傳動(dòng)2.i瞬=1/2≠c運(yùn)動(dòng)不均勻，噪聲,3.不宜用于載荷變化大，急速轉(zhuǎn)向處。三、應(yīng)用：P≤100kWv<15m/s

i=2~4(可達(dá)8)：開式：0.90~0.93

閉式：0.97~0.98用于a大，i平

=c工作條件惡劣（溫度高、灰塵大、淋油、淋水）不宜用帶、齒輪的場合。四、種類：按用途：

傳動(dòng)鏈

套筒滾子鏈

起重鏈

齒型鏈

曳引鏈§9-2傳動(dòng)鏈一、滾子鏈1.結(jié)構(gòu)：五部分：滾子1，套筒2，

銷軸3，內(nèi)鏈板4，外鏈板5。接頭型式：

開口銷：大節(jié)距

彈簧卡片：小節(jié)距（開口與運(yùn)動(dòng)

方向相反）主要參數(shù)：p(承載能力)、d1、b1(內(nèi)鏈 板內(nèi)寬),Pt（排距）

排數(shù)：單排、雙排、多排（3，4）鏈節(jié)數(shù)Lp：偶數(shù)（避免過渡鏈節(jié)）2.型號(hào)、規(guī)格精度A級(jí)：一般傳動(dòng)B級(jí)：重載、高速、重要傳動(dòng)標(biāo)記：p=鏈號(hào)×25.4/16(mm)鏈號(hào)排數(shù)鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)×例：10A——1×86GB1243.1——83p=15.875二、齒型鏈(無聲鏈）：嚙合傳動(dòng)防軸向竄動(dòng):內(nèi)導(dǎo)板：導(dǎo)向性好，高速重載。外導(dǎo)板：導(dǎo)向性差，簡單。

60op≥9.525mm70op<9.525mm齒楔角鉸鏈形式圓銷式：簡單,比壓大,磨損大。軸瓦式：軸瓦長,磨損較大。滾柱式：以滾代滑,磨損小。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，↑

0.95~0.98

適宜高速?zèng)_擊。缺點(diǎn)：復(fù)雜，價(jià)高?！?-3滾子鏈鏈輪一、結(jié)構(gòu)：三部分輪轂、輪輻——按帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輪緣（齒型）1.端面齒型標(biāo)準(zhǔn)齒形：三圓弧——直線凹形齒，采用標(biāo)準(zhǔn)滾刀加工。標(biāo)注：“齒形按3RGB1244—85規(guī)定

制造”2.軸面齒形：按表9-6畫。二、鏈輪材料材料：一般：45調(diào)質(zhì)。重要：45、40Cr齒面淬火。沖擊一般：15、20滲碳淬火重要：15Cr、20Cr滲碳

淬火要求：耐磨、耐沖擊、強(qiáng)度高?！?-4鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)不均勻性：

v瞬≠c

i瞬≠c

動(dòng)載荷：沖擊、振動(dòng)、噪聲運(yùn)動(dòng)特性原因：多邊形效應(yīng)。改善措施。力學(xué)模型：邊長=p、邊數(shù)=Z、d=Zp平均鏈速：設(shè)：鏈水平

1=C，分度圓半徑R。一、鏈傳動(dòng)的不均勻性1.瞬時(shí)速度

v瞬慢—快—慢向上↑0向下↓2.瞬時(shí)傳動(dòng)比

i瞬二、動(dòng)載荷

（原因）1.水平鏈速的變化2.垂直鏈速vy

的變化3.鏈條與鏈輪嚙合產(chǎn)生沖擊結(jié)論：鏈傳動(dòng)多邊形效應(yīng)引起運(yùn)動(dòng)不均勻性和產(chǎn)生動(dòng)載荷——固有特性。措施：較小P，較多Z，限制

1§9-5鏈傳動(dòng)的受力分析與帶傳動(dòng)類似離心拉力懸重拉力

Fc=qv2q——單位長度鏈條長度，見表

9-1取大值Ff重度系數(shù)：f/a、查圖

9-11§9-6滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、鏈輪的失效形式鏈輪壽命為鏈條的兩倍額定功率P02314小鏈輪轉(zhuǎn)速n1V>0.6m/s1.鏈條疲勞破壞2.滾子、套筒沖擊疲勞破壞3.鉸鏈的膠合破壞4.帳篷曲線V<0.6m/s低速——靜力強(qiáng)度破壞。二、額定功率P0A級(jí)滾子鏈的額定功率是在實(shí)驗(yàn)條件下得出。實(shí)驗(yàn)條件：單列、水平布置、載荷平穩(wěn)、

Z1=19、Lp=100、h=15000h

推薦潤滑、磨損相對伸長

≤3%注意：1.設(shè)計(jì)時(shí)修正2.不符合潤滑方式時(shí)功率P0應(yīng)下降到下列數(shù)值：(2)當(dāng)

1.5m/s<v<7m/s，

潤滑不良時(shí)，降至(0.15~0.3)P0(3)當(dāng)

v>7m/s，

潤滑不良時(shí)，則傳動(dòng)不可靠，

不宜采用。(1)當(dāng)

v≤1.5m/s，

潤滑不良時(shí)，降至(0.3~0.6)P0

無潤滑時(shí)，降至0.15P0

（壽命不能保證15000h）三、滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和方法輸入：P、n1、n2(i)、工作條件輸出：

鏈條：p、排數(shù)Z、Lp

鏈輪：材料，幾何尺寸，工作圖

張緊裝置，中心距

潤滑方式中、高速鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)

v>0.6m/s

1.鏈輪齒數(shù)（影響運(yùn)動(dòng)特性、壽命）Z1——表9-8Z2=iZ1<120奇數(shù)過?。憾噙呅涡?yīng)、鉸鏈磨損、

有效拉力。過大：尺寸大、1↓2.傳動(dòng)比i≤6,推薦

i=2~4過大：尺寸大、1↓3.鏈節(jié)距p（主要參數(shù)）運(yùn)動(dòng)，壽命，承載能力盡量：小節(jié)距，單排鏈高速、大功率a小，i大小節(jié)距，多排鏈i小——大節(jié)距，單排鏈。按

P0

n1——圖

9-13KA——工作情況系數(shù)

（表9-9）KP——多排鏈系數(shù)，表9-11KZ——小鏈輪齒數(shù)系數(shù)（表9-10）凸峰左（鏈板疲勞）；凸峰右（鉸鏈沖擊疲勞）。KL——鏈長系數(shù)

（表9-10）凸峰左；凸峰右。4.中心距a、鏈節(jié)數(shù)Lpa0=(30~50)pamax=80p過?。篘↑疲勞、↓易跳齒，掉鏈過大：下垂大，顫動(dòng)。5.小鏈輪轂孔最大直徑dKmax由p、Z→表9-4dKmax≥d軸6.壓軸力Q壓軸力系數(shù)：水平：KQ=1.15

垂直：KQ=1.05四、低速鏈傳動(dòng)的靜力強(qiáng)度計(jì)算§9-7鏈傳動(dòng)的布置、預(yù)緊與潤滑一、布置合理傳動(dòng)工作能力使用壽命表9-12正確錯(cuò)誤正確錯(cuò)誤正確錯(cuò)誤二、張緊方式：調(diào)整中心距；取掉鏈節(jié)；張緊輪（松邊，小鏈輪處）；壓板、托板。三、潤滑1.采用圖9-14推薦潤滑方式;表9-13潤滑方法。2.潤滑劑：全損耗系統(tǒng)用油。一般：L—AN32L—AN46 L—AN68低速、重載：添加劑MoS2，

WS2等。

潤滑脂（定期清洗和涂

抹）。

例題

設(shè)計(jì)拖動(dòng)某帶式運(yùn)輸機(jī)用的鏈傳動(dòng)。已知：電動(dòng)機(jī)功率P=10kW，轉(zhuǎn)速n=970r/min，電動(dòng)機(jī)軸頸D=42mm，傳動(dòng)比i=3，載荷平穩(wěn)，鏈傳動(dòng)中心距不小于550mm（水平布置）。[解]采用滾子鏈傳動(dòng)，設(shè)計(jì)步驟及方法如下：1.選擇鏈輪齒數(shù)

Z1Z22.計(jì)算功率Pca5.確定鏈長L及中心距a6.驗(yàn)算鏈速7.驗(yàn)算小鏈輪轂孔dk8.作用在軸上的壓軸力3.確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp4.確定鏈條的節(jié)距p計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

(ComputerAidedDesign,CAD)

一

CAD簡介定義：在人參與下利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行

最佳設(shè)計(jì)。提出：1963年春，美MIT設(shè)想。80年代

初第二屆國際CAD會(huì)議提出。

內(nèi)容：1.科學(xué)計(jì)算

2.圖形

3.信息處理

4.產(chǎn)品分析

5.技術(shù)管理系統(tǒng)：硬件：主機(jī)、顯示器、掃描儀、

鼠標(biāo)器、打印機(jī)、繪圖儀、數(shù)

字化儀。軟件：數(shù)學(xué)庫、方法庫

、CAD、優(yōu)化、

可靠性、有限元、動(dòng)態(tài)分析。數(shù)據(jù)庫：工程數(shù)據(jù)庫、繪圖軟件包、管

理軟件包。二

應(yīng)用和發(fā)展

1.發(fā)展階段：由第一代----第五代（人工智能）2.國家CAD總目標(biāo)

3.機(jī)械工業(yè)CAD總目標(biāo)特點(diǎn)：高效率、高精度、高可靠性、

低成本。機(jī)械設(shè)計(jì)綜合作業(yè)

----鏈傳動(dòng)程序設(shè)計(jì)一、功能1.能對如下已知條件的鏈傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)

計(jì)算（1）主動(dòng)鏈輪傳遞的功率P1；（2）主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1；（3）傳動(dòng)比i；（4）載荷性質(zhì)。輸入：

2.能自動(dòng)計(jì)算出符合要求的所有的鏈節(jié)距p和相應(yīng)的鏈排數(shù)Z的方案，每一方案還應(yīng)包括以下結(jié)果：（1）鏈節(jié)數(shù)Lp;（2）傳動(dòng)中心距a，齒數(shù)Z1、Z2，分度圓直徑d1、d2，齒頂圓直徑da1、da2，齒根圓直徑df1、df2等；

（3）圓周力F，壓軸力Q；（4）潤滑條件；3.當(dāng)鏈速v>0.6m/s時(shí)，按疲勞強(qiáng)度計(jì)算；4.當(dāng)鏈速v<0.6m/s時(shí)，按靜力強(qiáng)度計(jì)算；

二、要求（一）符號(hào)說明表；表1符號(hào)說明表開始輸入設(shè)計(jì)資料輸入P1,N1,I,s,A0選KAJ=1Z1=17Z2=Z1IZ2<=120求KZ,LP,KL

求V求潤滑條件V<0.6V-Z1相應(yīng)求P0求Z求A,LP,D,DA,DF,Q輸出結(jié)果Z=1J=J+1停機(jī)Z2=120Z1=Z2/I求F1向大處圓整取Z1NYYYNNNY（二）程序主框圖(三)原始數(shù)據(jù)

,（如P1,N1,I,NS等）宜用人

機(jī)對話形式輸入。以輸入傳動(dòng)比I為

例：

REALIWRITE(*,*)`I=?INPUTVELOCITYRATIO`READ(*,*)I

(四)自動(dòng)形成多方案的辦法在疲勞強(qiáng)度計(jì)算中，考慮到實(shí)驗(yàn)所得功率曲線值的修正，

其公式為：

(1)可化為：(2)式中

KA—工作情況系數(shù)

KZ—小鏈輪齒數(shù)系數(shù)

KL—鏈長系數(shù)

KP—多排鏈系數(shù)

P0—

特定條件下，單排鏈所能傳

遞的功率

P1

—小鏈輪輸入功率

程序中，可從最小節(jié)距鏈條開始，逐一按其P0，通

過式（2）計(jì)算出所需的KP值，再由[1]表9-11，求得需要的鏈排數(shù)Z，直到Z=1，停止計(jì)算。在靜強(qiáng)度計(jì)算中，應(yīng)滿足：（3）式中

S—鏈傳動(dòng)抗拉靜力強(qiáng)度安全系數(shù)，

取4—8Q—單排鏈的極限拉伸載荷，查

表9-1F1—鏈的緊邊拉力程序中，也可從最小的鏈節(jié)距開始，逐一由其Q，按式（4）計(jì)算出所需的排數(shù)Z，直到Z=1，停止計(jì)算。可化為：（4）(五)設(shè)計(jì)資料的存儲(chǔ)與索取在鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)中有許多圖表，需要將其存入計(jì)算機(jī)內(nèi)，現(xiàn)介紹幾種索取方法，供參考。1.顯示表格，人機(jī)對話索取。例如選取工作情況系數(shù)

KA,為簡化起見，可只按常用的電動(dòng)機(jī)一項(xiàng)列出菜

單供選擇，程序語句為：REALKAW(*.*)KA=1.1STEADYW(*.*)KA=1.3LIGHTSHOCKW(*.*)KA=1.5HEAVESHOCKW(*.*)KA=?R(*,*)KA程序中W表示W(wǎng)RITE，R表示READ，以下同。2.數(shù)組存儲(chǔ)，按序號(hào)索取。對于間斷的

數(shù)值，可以先確定序號(hào)，然后索取

相應(yīng)的數(shù)值，這方法最為簡便。鏈

條的九種節(jié)距可用P(9)存儲(chǔ)，極限

拉伸載荷(單排)可用Q(9)數(shù)組存儲(chǔ)。

索取時(shí)，只要有確定的元素序號(hào)，

便可索取到相應(yīng)的值。由于設(shè)計(jì)數(shù)

據(jù)很多，可將其存于數(shù)據(jù)文件中，

然后讀入。對于鏈節(jié)距和極限載荷

的存儲(chǔ)與選取，可參考以下形式。C數(shù)據(jù)說明

DIMENSIONP(8),Q(8)C在8邏輯通道中打開數(shù)據(jù)文件，文件名ROPEN(8,FILE=`R`,STATUS=`OLD`)C按自由格式讀入三個(gè)數(shù)組

R(8,*)PR(8,*)QC從最小節(jié)距開始，逐一索取并顯示

DO100J=1,9W(*,*)`J=`,JW(*,*)`P=`,P(J)W(*,*)`Q=`,Q(J)100CONTINUER數(shù)據(jù)文件內(nèi)容：12.70,15.875,19.05,25.40,31.75,38.10,44.45,50.80,63.50,13.8,21.8,31.1,55.6,86.7,124.6,169.0,222.4,347.0

注意：(1)數(shù)據(jù)文件名自定，由8個(gè)或8個(gè)以下字母或數(shù)字組成，可以有附加名，也可以沒有。邏輯通道號(hào)為1—99的任意一整數(shù)。(2)讀入語句中的變量或數(shù)組元素務(wù)必與數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)順序?qū)?yīng)，每一讀入語句，在數(shù)據(jù)文件中有相應(yīng)的一行。(3)STATUS=`OLD`,表示讀文件已建立。3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，尋查序號(hào)。有時(shí)序號(hào)不能先確定，而是通過一個(gè)自變量去查尋另一個(gè)應(yīng)變量的序號(hào)。例如，[1]表9-11中，如何從KP值來確定鏈排數(shù)Z。由表可見,當(dāng)1<KP

1.7時(shí)，應(yīng)取Z=2,當(dāng)1.7<KP

2.5時(shí)，應(yīng)取Z=3等，Z是間斷的整數(shù)列，應(yīng)向大處取值方能滿足強(qiáng)度要求。若將KP數(shù)列放入AKP(6)數(shù)組并讀入程序后，可采用如下語句選取Z即JZ。

REALKPDO10N=1,6IF(KP?LE?AKP(N)),GOTO2010CONRINUE20JZ=N

有的圖線可以化為數(shù)組存儲(chǔ)，再尋查序號(hào)。例如[1]圖9-14中，由小鏈輪鏈速尋查潤滑條件時(shí)，可將每種節(jié)距鏈速v的潤滑分界值放在數(shù)組RH(9,3)中，參看表2。設(shè)L=1為人工定期潤滑,L=2為滴油潤滑

,L=3為油浴或飛濺潤滑，L=4為壓力噴油潤滑。當(dāng)v小于或等于某界值時(shí)，即屬于該區(qū)潤滑條件;若大于三個(gè)界值時(shí)，則為第四種潤滑條件。

表2潤滑條件的鏈速分界值（m/s）程序可編為:REALN1DO100J=1,9V=Z1*N1*P(J)/60000DO30L=1,3IF(V?LE?RH(J,L))GOTO4030CONTINUEL=440IF(L?EQ?1)W(*,*)`ArtificialLubrication`IF(L?EQ?2)W(*,*)`Dropingoil`IF(L?EQ?3)W(*,*)`Ranseintoorstir`IF(L?EQ?4)W(*,*)`Preosuredoil`100CONTINUE4試算處理。如小鏈輪齒數(shù)Z1由鏈速v選擇,但v又必須在選定Z1

算出節(jié)距p后方能求出，則應(yīng)先假定Z1或v再驗(yàn)算，此方法稱試算法，先要分析Z1--v的關(guān)系,鏈速高時(shí)采用較大的Z1

，但考慮到結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)取v允許下最小值，建議

v=0.6—3m/s時(shí)取Z1=17,v=3—8m/s時(shí)取

Z1=21,v>8m/s時(shí)取Z1=25。程序語句供參考：

REALI，N1Z1=17

20Z2=1*Z1

DO100J=1,9V=Z1*N1*P(J)/60000IF(V?GT?3?AND?V?LE?8)THENZ1=21GOTO20ELSEIF(V?GT?8)THENZ1=25GOTO20ENDIF100CONTINUE5擬合公式法。將圖線或表格化為相擬合的公式，進(jìn)行計(jì)算求值。如[1]圖9-13功率曲線中，可取出小鏈輪轉(zhuǎn)速拐點(diǎn)

n1`,作為區(qū)分鏈板疲勞強(qiáng)度和滾子、套筒沖擊疲勞強(qiáng)度分界點(diǎn)，放入數(shù)組

NIP(9)中，其值見表5。判別后采用不同公式計(jì)算滾子鏈額定功率，KZ,KL也按同法處理。擬合公式為：(5)(6)

表3小鏈輪轉(zhuǎn)速分界點(diǎn)n1(r/min)(六)參數(shù)圓整處理（1）四舍五入圓整。如對Z1,Z2的處理可采用下述函數(shù)語句。

C建立四舍五入圓整Z的函數(shù)語句

IZ(Z)=IFIX(Z+0.5)C圓整Z1為IZ1，并賦值Z1，準(zhǔn)備以

后運(yùn)算用。

IZ1=IZ(Z1)Z1=FLOAT(IZ1)

C計(jì)算并圓整Z2為IZ2,賦值Z2備運(yùn)算

用。

Z2=Z1*IIZ2=IZ(Z2)Z2=FLOAT(IZ2)C若Z2大于120，取Z2=120，并重

算Z1。

IF(IZ2?LE?120)GOTO15IZ2=120Z2=120Z1=120/IIZ1=IZ(Z1)ZI=FLOAT(IZ1)15CONTINUE

（2）向大處圓整。

如為保證強(qiáng)度，鏈排數(shù)

Z向大處圓整為JZ，語句：

JZ=IFIX(Z+0.99999)（3）圓整為相近的偶數(shù)。如計(jì)算出的