機械原理課件：第四章　鏈傳動

1、浙江大學(xué)專用,第四章 鏈傳動,4-1 鏈傳動的組成、特點和應(yīng)用,4-2 鏈條和鏈輪,4-4 滾子鏈傳動的失效分析和設(shè)計計算,4-3 鏈傳動的運動特性和受力分析,4-5 鏈傳動的潤滑和布置,帶傳動和鏈傳動都是通過中間撓性件傳遞運動和動力的，適用于兩軸中心距較大的場合。與齒輪傳動相比，它們具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點。,浙江大學(xué)專用,組成：鏈輪、環(huán)形鏈條,作用：靠鏈與鏈輪輪齒之間的嚙合實現(xiàn)平行軸之間的同 向傳動。,4-1 鏈傳動的組成、特點和應(yīng)用,浙江大學(xué)專用,特點：與帶傳動相比 1. 鏈輪傳動沒有彈性滑動和打滑， 能保持準確的平均傳動比；,2.需要的張緊力小，作用在軸上的壓力小，可減少軸承 的摩

2、擦損失 ；,3.結(jié)構(gòu)緊湊；,4.能在高溫，有油污等惡劣環(huán)境下工作；與傳齒輪動相比,5.制造和安裝精度較低，中心距較大時其傳動結(jié)構(gòu)簡單；,缺點： 瞬時轉(zhuǎn)速和瞬時傳動比不是常數(shù)，傳動的平穩(wěn)性 較差，有一定的沖擊和噪聲。,應(yīng)用： 廣泛應(yīng)用于礦山機械、農(nóng)業(yè)機械、石油機械、機 床及摩托車中。,浙江大學(xué)專用,工作范圍：傳動比： i 8;,中心距： a 56 m;,傳遞功率： P 100 KW;,圓周速度： v 15 m/s;,傳動效率： 0.950.98,浙江大學(xué)專用,銷軸與外鏈板鉚牢，分別稱為內(nèi)外鏈節(jié)。 內(nèi)外鏈節(jié)構(gòu)成一個鉸鏈。當鏈條嚙入嚙出時，內(nèi)外鏈節(jié)作相對轉(zhuǎn)動。同時滾子沿鏈輪鏈齒滾動，可減少鏈條與輪齒

3、的磨損。內(nèi)外鏈板均做成8字形，以減輕重量，并保持各橫截面的強度大致相等,13-9 鏈條和鏈輪,一、 鏈條,類型,滾子鏈的組成：滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板、外鏈板。,齒形鏈,滾子鏈,套筒與銷軸、滾子與套筒均為間隙配合,內(nèi)鏈板緊壓在套筒兩端，稱為內(nèi)鏈節(jié) 。,浙江大學(xué)專用,鏈條材料： 碳素鋼或合金鋼，經(jīng)熱處理，以提高強度和耐磨性。,套筒滾子鏈的剖面結(jié)構(gòu)：,浙江大學(xué)專用,鏈條的主要參數(shù)節(jié)距p：,節(jié)距p：滾子鏈上相鄰兩滾子中心的距離。 p 越大，鏈條各零件尺寸越大，所能傳遞的功率也越大。,結(jié)構(gòu)類型：單排鏈和多排鏈。,滾子鏈已標準化，分為A、B兩個系列，常用的是A系列.,雙排滾子鏈,浙江大學(xué)專用,浙江大學(xué)專

4、用,鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)表示。鏈節(jié)數(shù)最好取偶數(shù)，以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接。,若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則采用過渡鏈節(jié)，在鏈條受拉時，過度鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，通常應(yīng)避免采用。,浙江大學(xué)專用,齒形鏈板的兩側(cè)是直邊，工作時鏈板的側(cè)邊與鏈輪齒廓相嚙合。鏈板的成形孔內(nèi)裝入棱柱，兩棱柱相互滾動，可減小摩擦和磨損。,齒形鏈是由許多齒形鏈板用鉸鏈聯(lián)接而成。,優(yōu)點：與滾子鏈相比，齒形鏈運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、承 受沖擊載荷的能力高。,缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、比較重。,應(yīng)用場合：多應(yīng)用于高速（鏈速可達40 m/s）或運動 精度要求較高的場合。,浙江大學(xué)專用,二、 鏈輪,標準參數(shù)：,滾子鏈鏈輪的參數(shù),齒面

5、圓弧半徑：re,齒溝圓弧半徑： ri,齒溝角：,min 、max,鏈輪的節(jié)距：p -弦長,分度圓直徑：,df=d-d1,齒頂圓直徑：,齒根圓直徑：,各種鏈輪的實際斷面齒形介于最大最小齒槽形狀之間。這樣處理使鏈輪齒廓曲線設(shè)計具有很大的靈活性。但齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進入或推出嚙合，并便于加工。,國標規(guī)定最大值和最小值：,鏈輪主要尺寸計算公式：,浙江大學(xué)專用,滾子鏈鏈輪端面齒形,端面齒形 ：三圓弧一直線,這種三圓弧一直線齒形基本上符合標準齒槽形狀范圍，且具有較好的嚙合性能，并便于加工。,浙江大學(xué)專用,軸面齒形 ：圓弧+直線 便于進入或退出嚙合,單排鏈輪 軸面齒形,多排鏈輪 軸面齒形,零件工作圖

6、：只繪制軸面齒形，不用繪制端面齒形。,材料與熱處理：碳素鋼、鑄鐵、重要鏈輪可用合金鋼。 齒面需經(jīng)熱處理以提高接觸強度和耐磨性。,指采用標準刀具加工,浙江大學(xué)專用,鏈輪的結(jié)構(gòu),實心式-小直徑,浙江大學(xué)專用,孔板式-中等直徑,鏈輪的結(jié)構(gòu),實心式-小直徑,浙江大學(xué)專用,組合式-大直徑，齒圈可更換。,孔板式-中等直徑,鏈輪的結(jié)構(gòu),實心式-小直徑,浙江大學(xué)專用,13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析,一、鏈傳動的運動分析,鏈條的平均線速度：,平均傳動比為：,分度圓瞬時線速度：,鏈條的瞬時線速度沿AB方向，,為相位角：,鏈輪每轉(zhuǎn)過一齒，鏈速時快時慢變化一次。由此可知，當鏈輪等速回轉(zhuǎn)時，瞬時鏈速和順時傳動比

7、都作周期性變化。,鏈條進入鏈輪后形成折線，因此鏈傳動相當于一對多邊形輪之間的傳動。,變化范圍,其大小為：,浙江大學(xué)專用,鏈條的瞬時線速度沿垂直方向的分量為：,也作周期性變化，從而使鏈條上下抖動。由于鏈速是變化的，,鏈傳動在工作時，產(chǎn)生振動和動載荷！,對輪2,因此由,浙江大學(xué)專用,二、鏈傳動的受力分析,為了保證松邊垂度不至于過大，安裝鏈傳動時，應(yīng):,作用在鏈上的力有：,圓周拉力:,離心拉力:,懸垂拉力:,緊邊拉力為：,F1 = F + Fc + Fy N,松邊拉力為：,F2 = Fc + Fy N,F = 1000P/ v N,Fc= qv2 N,Fy=Kyqga N,q為米長質(zhì)量,a-為中心距

8、，,=90 Ky= 1,g- 為重力加速度，,Ky為下垂量y=0.02a時的垂度系數(shù)。其值與鏈輪中心線與水平夾角有關(guān),=0 Ky= 7,=75 Ky= 2.5,=60 Ky= 4,=30 Ky= 6,適當張緊,-有效拉力,浙江大學(xué)專用,一、失效形式,1.鏈板疲勞破壞；,2.滾子、套筒的沖擊疲勞破壞；,3.銷軸與套筒鉸鏈的膠合；,4.鏈條鉸鏈磨損；,5.過載拉斷。,二、功率曲線圖,對應(yīng)每種失效形式，可得出一個極限功率表達式。常用線圖表示。,曲線1-正常潤滑條件下，鏈條鉸鏈磨損限定的極限功率；,曲線2-鏈板疲勞強度限定的極限功率；,曲線3-滾子、套筒的沖擊疲勞強度限定的極限功率；,曲線4-鉸鏈膠合

9、限定的極限功率；,其極限功率急劇下降；,其極限功率急劇下降；,4-4 滾子鏈傳動的失效分析和設(shè)計計算,浙江大學(xué)專用,單排A 系列滾子鏈的功率曲線,浙江大學(xué)專用,上述功率曲線的特定條件:,1.兩輪共面;,2. 小鏈輪的齒數(shù)z1=19,3. 鏈節(jié)數(shù) Lp=100,4.載荷平穩(wěn);,7. 鏈條因磨損而引起的相對伸長量3%,5. 按推薦的潤滑方式,6. 工作壽命為15000 h,浙江大學(xué)專用,三、鏈傳動的計算,當實際工作條件與特定條件不同時，應(yīng)對P0值加以修正：,許用功率：,1.計算準則,浙江大學(xué)專用,鏈傳動的設(shè)計準則：,計算功率：Pc=KAP，KA為工作情況系數(shù)，P為名義功率。,當v 0.6 m/s時

10、，鏈條的主要失效形式是拉斷，設(shè)計時需驗算靜力強度安全系數(shù)：,Q極限載荷，F(xiàn)1是緊邊拉力，S是安全系數(shù)：S=48,浙江大學(xué)專用,p與d 之間的關(guān)系：,1)鏈輪的齒數(shù),大鏈輪的齒數(shù): z2 =i z1,鏈條鉸鏈磨損后，節(jié)距將邊長，鏈輪節(jié)圓將向齒頂移動。,p一定時: z , d , 越容易發(fā)生跳齒和脫鏈現(xiàn)象。,一般取： z2 120,因為多邊形效應(yīng)，為使鏈傳動運動平穩(wěn)，小鏈輪齒數(shù)不宜過少。,一般鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)，鏈輪齒數(shù)最好取奇數(shù)， 以使磨損均勻。,d分度圓直徑,節(jié)距增長量 , 節(jié)圓外移量,2.參數(shù)選擇,浙江大學(xué)專用,2)鏈的節(jié)距。,一般?。?a=(3050)p,節(jié)距越大，嚙合瞬間的沖擊也越大。,高速重

11、載時，應(yīng)選用小節(jié)距多排鏈。,鏈的節(jié)距越大，其承載能力越高。根據(jù)相對原理，當鏈輪以運動時，鏈節(jié)以進入輪齒而產(chǎn)生沖擊。,3)中心距,a 過小, ,同時嚙合的齒數(shù),a 過大,鏈條容易抖動。,amax= 80p,鏈條節(jié)數(shù)：,中心距：,計算結(jié)果應(yīng)圓整， 并取偶數(shù)！,為便于安裝和調(diào)節(jié)張緊程度，中心距一般應(yīng)設(shè)計成可調(diào)節(jié)的。,按帶傳動公式導(dǎo)出此式,若中心距不能調(diào)整，而又沒有張緊裝置時，應(yīng)將計算中心距減小25mm,這樣可使鏈條有小的初垂度，保持蓮傳動的張緊。,浙江大學(xué)專用,13-13 鏈傳動的布置和潤滑,一、 鏈傳動的潤滑,潤滑方式,1. 人工給油；,2. 油杯滴油；,3. 油浴潤滑、飛濺給油；,4. 用油泵強制潤滑和冷卻。,潤滑油牌號