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1、5.1鏈傳動的概述,組成：鏈輪、環(huán)形鏈條,作用：鏈與鏈輪輪齒之間的嚙合實靠現(xiàn)平行軸之間的同 向傳動。,鏈傳動實例,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。,銷軸與外鏈板鉚牢，分別稱為內(nèi)外鏈板。 內(nèi)外鏈板構(gòu)成一個鉸鏈。當鏈條
2、嚙入嚙出時，內(nèi)外鏈板作相對轉(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,5.2滾子鏈和鏈輪,類型,滾子鏈的組成： 銷軸、套筒、滾子、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) 。,潘存云教授研制,5.2.1 滾子鏈及其結(jié)構(gòu),雙排滾子鏈,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.,鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)表示。鏈節(jié)數(shù)最好
3、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。,滾子鏈的標記：,標記實例： 08A-1- 87 GB/T1243 1997 A系列，節(jié)距12.7mm,單排，87節(jié),鏈號,國標號,齒形鏈是由許多齒形鏈板用鉸鏈連接而成。,5.2.2 齒形鏈,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。,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
4、 m/s）或運動 精度要求較高的場合。,滾子鏈鏈輪的參數(shù),1.基本參數(shù)及主要尺寸,5.2.3滾子鏈鏈輪,齒面圓弧半徑：re,齒溝圓弧半徑：ri,齒溝角：,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：,min 、max,鏈輪的節(jié)距：p 弦長,分度圓直徑：,鏈輪主要尺寸計算公式：,齒頂圓直徑：,齒根圓直徑：,df=d-d1,滾子鏈鏈輪端面齒形,2.鏈輪齒形,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。,端面齒形 ：三圓弧一直線,軸面
5、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：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,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,3.鏈輪的結(jié)構(gòu),4.鏈輪的材料,鏈輪的材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強度，由于小鏈輪的工作情況較大鏈輪的惡劣些，故小鏈輪通常采用較好的材料制造。,5.3.1 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，,鏈條進入鏈輪后形成折線，因
6、此鏈傳動相當于一對多邊形輪之間的傳動。,其大小為：,5.3鏈傳動工作情況分析,鏈條的瞬時線速度沿垂直方向的分量為：,當鏈條繞過鏈輪時相當于繞在一多邊形上，多邊形的邊長為鏈條的節(jié)距，邊數(shù)為鏈輪齒數(shù)。,為相位角：,變化范圍,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都作周期性變化。,鏈速分量作周期性變化，從而使鏈條上下抖動。,鏈速分量:,同理，對于從動輪，也有：,上式表明，當主動鏈輪作等速轉(zhuǎn)動時，從動鏈輪隨、的變化作周期性的變速轉(zhuǎn)動。,鏈傳動的瞬時傳動比：,鏈速分量作周期性變化，從而使鏈條上下抖動。由于鏈速是變化的，,鏈傳動在工作時，會產(chǎn)生振動和動載荷！
7、,只有當z1=z2時，才有: i=1,這種特性被稱為鏈傳動的運動不均勻性，又稱為多邊形效應(yīng)。,速度不均勻系數(shù)：,鏈輪齒數(shù)越少， ，速度波動越明顯。,動畫演示,5.3.2 鏈傳動的動載荷,鏈傳動中的多邊形效應(yīng)造成鏈條和鏈輪都是周期性的變速運動，從而引起動載荷。,鏈條前進的加速度引起的動載荷為：,從動鏈輪的角加速度引起的動載荷為：,n1(1) 、p 、z , 則Fd1 動載荷,沖擊力為：,當鏈節(jié)嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運動的鏈節(jié)鉸鏈和以角速度作圓周運動的鏈輪輪齒，將以一定的相對速度突然相互嚙合，從而使鏈條和鏈輪受到?jīng)_擊，并產(chǎn)生附加動載荷。,n 、p , 則相對沖擊動載荷,鏈傳動的運動不均勻性：,
8、產(chǎn)生的原因：鏈板為剛性，當鏈條繞過鏈輪時相當于繞在一多邊形上，即為多邊形效應(yīng)。,產(chǎn)生的后果：使傳動不穩(wěn)定，會產(chǎn)生振動和動載荷，瞬 時傳動比不為常數(shù)。,是否能避免：對鏈傳動而言運動不均勻性是不可避免的。,5.3.3鏈傳動的受力分析,為保證松邊垂度不至過大，安裝鏈傳動時，應(yīng):,適當張緊,作用在鏈上的力有,圓周拉力:,離心拉力:,懸垂拉力:,F = 1000P/ v N,Fc= qv2 N,Ff =Kf qa10-2 N,q米長質(zhì)量,有效拉力,F”f =(Ky +sin ) qa 10-2 N,a為中心距，,Kf 為垂度系數(shù) 其值與鏈輪中心線與水平夾角有關(guān),見下頁,F f= Ff F”f max,5
9、.4滾子鏈傳動的設(shè)計計算,5.4.1 鏈傳動的失效形式,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。,5.4.2 鏈傳動額定功率曲線,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鉸鏈膠合限定的極限功率。,2.設(shè)計準則,2）對于鏈速v0.6m/s的低速鏈傳動，采用以防止過載拉斷為主要失效形式的靜強度設(shè)計方法。,其極限功率急劇下降；,1. 極限功率曲線,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。,1）對于鏈速v0.6
10、m/s的中、高速鏈傳動，采用以抗疲勞破壞為主的防止多種失效形式的設(shè)計方法；,上述額定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不大于3%。,5. 按推薦的潤滑方式;,6. 工作壽命為15000 h；,p與d之間的關(guān)系：,1.鏈輪的齒數(shù)和傳動比,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?。?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。規(guī)定zmin=17,d分度圓直
11、徑,節(jié)距增長量 , 節(jié)圓外移量,5.4.3 滾子鏈傳動的設(shè)計步驟和方法,z1過少運動不平穩(wěn)；,z1過大結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量 ,由：,得：,一般 鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)，為使磨損均勻，鏈輪齒數(shù)最好取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)。,優(yōu)選數(shù)列：17、19、21、23、25、38、57、76、95, 114,傳動比：,i 6 一般情況下,2 i 3.5 推薦值,6 i 10 當v2m/s且載荷平穩(wěn)時,傳動比過大時，由于鏈條在小鏈輪上的包角過小，將減少嚙合齒數(shù)，因而易出現(xiàn)跳齒或加速齒的磨損，故應(yīng)采用二級或二級以上的傳動。,2. 確定計算功率,計算功率：Pca=KAP，,P為名義傳遞功率,KA為工況系數(shù),3.選擇鏈條的節(jié)距,節(jié)
12、距越大，承載能力高，但嚙合瞬間的沖擊也越大。,（2）高速重載時，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。,確定節(jié)距的原則：,（1）為使傳動結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長，應(yīng)盡量選用較小節(jié)距的單排鏈；,（3）中心距小，傳動比大時，應(yīng)選用小節(jié)距多排鏈。從經(jīng)濟上考慮,（4）中心距大，傳動比小時，應(yīng)選用大節(jié)距單排鏈。,允許采用的節(jié)距可根據(jù)功率P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1確定。,當實際工作條件與特定條件不同時，應(yīng)對P0值加以修正.,鏈條應(yīng)傳遞的額定功率P0為：,KZ 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查表5.7；,KL鏈長系數(shù)，查表5.8 ；,Kp 多排鏈系數(shù)，查表5.9 。
13、,根據(jù)所求出的功率P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1由圖10.10查得鏈號, 再根據(jù)鏈號由表10.1得到鏈條節(jié)距p 。,一般要求 v15 m/s, 另外應(yīng)根據(jù)計算出的v校核小鏈輪 齒數(shù)選擇是否合理,若不合理應(yīng)重新選擇Z1重新計算；,4. 驗算鏈速,5.確定鏈傳動的中心距和鏈條的鏈節(jié)數(shù),1）初定中心距,a 過小, ,同時嚙合的齒數(shù)，在相同速度下，循環(huán)次數(shù)增多，容易疲勞和磨損。,a 過大,鏈條容易抖動。,一般取： a=(3050)p,2）計算鏈條的節(jié)數(shù),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。,按帶傳動公式導出此式,若中心距不
14、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。,3）計算實際中心距,6. 鏈傳動作用在軸上的力即壓軸力,作用在軸上的壓力為：FQ= 1.2Fe N,Fe 鏈傳遞的有效圓周力。,5.4.4 低速鏈傳動的靜力強度計算,對于鏈速v0.6m/s的低速鏈傳動，因抗拉靜力強度不夠而破壞的可能性很大，故應(yīng)進行抗拉靜力強度計算。,計算安全系數(shù)：,Kp鏈條的排數(shù)系數(shù)，見表5.9,FQlim單排鏈的極限拉伸載荷，見表5.1,Fl 鏈的緊邊工作拉力， 單位N,KA鏈傳動的工況系數(shù)，見表5.6,S許用安全系數(shù)，一般取S=48,5.5.1 鏈傳動的布置,布置原則：
15、(1) 鏈傳動一般應(yīng)布置在鉛垂面內(nèi)，盡可能避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)。,5.5鏈傳動的布置、張緊和潤滑,(2)中心線一般宜水平或接近水平布置，鏈傳動的緊邊應(yīng)在上方。,(3) 鏈傳動的兩軸應(yīng)平行，應(yīng)盡量保持鏈傳動的兩個鏈輪共面，否則工作中容易脫鏈 。,i2 a 30p,兩輪軸不在同一水平面，松邊應(yīng)在下面。否則松邊下垂量增大后鏈條與鏈輪容易卡死。,i2 a =(3050)p,兩輪軸在同一水平面，緊邊應(yīng)在上才能正常工作。 否則松邊下垂量增大后鏈條與鏈輪容易卡死。,i 60p,兩輪軸在同一水平面，松邊應(yīng)在下面。否則松邊下垂量增大后松邊與緊邊相碰，須經(jīng)常調(diào)整中心距。,潘存云教授研制,潘存云教授研制,5.5.2 張緊裝置,5.5.3 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：L-AN32、L-AN46、L-AN48,環(huán)境溫度高或載荷大取粘度高的，反之取低的。,重點：1. 鏈傳動的工作原理及滾子鏈結(jié)構(gòu)標準；,3. 鏈傳動的設(shè)計要點；,2. 鏈傳動的運動特性；(運動不均勻性),4. 鏈傳動的布置、張緊和潤滑。,作業(yè)：Page100 5.3、5.4,
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