機(jī)械設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng).ppt

1 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料鏈傳動(dòng)的工作情況分析滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算鏈傳動(dòng)的布置 張緊與潤(rùn)滑 2 鏈傳動(dòng)重點(diǎn)內(nèi)容 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性分析鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)中參數(shù)的合理選擇 3 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 撓性傳動(dòng) 鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)之間嚙合 4 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 5 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 鏈傳動(dòng)沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑 能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比 傳動(dòng)效率較高 封閉式鏈傳動(dòng)傳動(dòng)效率 0 95 0 98 壓軸力較小 傳遞功率大 過(guò)載能力強(qiáng) 能在低速重載下較好工作 能適應(yīng)惡劣環(huán)境如多塵 油污 腐蝕和高強(qiáng)度場(chǎng)合 缺點(diǎn)是 瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不為常數(shù) 工作中有沖擊和噪聲 6 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 按用途鏈可分為傳動(dòng)鏈 起重鏈和曳引鏈 起重鏈在起重機(jī)械中提升重物 v 0 25m s 曳引鏈在運(yùn)輸機(jī)械中移動(dòng)重物 v 2 4m s 7 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 傳動(dòng)鏈用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 v 20m s P 100kW i 8 一般i 2 3 0 95 0 98 傳動(dòng)鏈的類(lèi)型主要有套筒滾子鏈和齒形鏈 齒形鏈比套筒滾子鏈工作平穩(wěn) 噪聲小 承受沖擊載荷能力強(qiáng) 但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 成本較高 套筒滾子鏈的應(yīng)用最為廣泛 8 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 9 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 滾子鏈的結(jié)構(gòu)由內(nèi)鏈板1 外鏈板2 銷(xiāo)軸3 套筒4和滾子5組成 銷(xiāo)軸3與外鏈板2 套筒4與內(nèi)鏈板1分別用過(guò)盈配合聯(lián)接 而銷(xiāo)軸與套筒 滾子與套筒之間則為間隙配合 所以 當(dāng)鏈條與鏈輪輪齒嚙合時(shí) 滾子與輪齒間基本上為滾動(dòng)摩擦 套筒與銷(xiāo)軸間 滾子與套筒間為滑動(dòng)摩擦 鏈板一般做成8字形 以使各截面接近等強(qiáng)度 并可減輕重量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性 10 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 11 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 滾子鏈的標(biāo)記方法為 鏈號(hào) 排數(shù) 整鏈鏈節(jié)數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 16A 1 80GB1243 1997 即為按本標(biāo)準(zhǔn)制造的A系列 節(jié)距25 4mm 單排 80節(jié)的滾子鏈 12 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 除了接頭鏈節(jié)外 各鏈節(jié)都是不可分離的 鏈的長(zhǎng)度用鏈節(jié)數(shù)表示 為了使鏈條連成環(huán)形時(shí) 正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相連接 鏈節(jié)數(shù)最好為偶數(shù) 13 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 齒形鏈的組成 14 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 三圓弧一直線(xiàn)aaabcdbc 15 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 16 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 17 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 18 19 鏈傳動(dòng)的平均速度與平均傳動(dòng)比鏈繞在鏈輪上 鏈條曲折成正多邊形的一部分 邊長(zhǎng)為鏈條的節(jié)距p 邊數(shù)等于鏈輪齒數(shù)z 鏈輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn) 隨之轉(zhuǎn)過(guò)的鏈長(zhǎng)為zp 故鏈的平均速度v為 鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比為 i z2 z1 鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)特性 20 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 繞在其上的鏈條的銷(xiāo)軸軸心沿鏈輪節(jié)圓 半徑為R1 運(yùn)動(dòng) 21 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 設(shè)鏈輪以角速度 1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 該鏈輪的銷(xiāo)軸軸心A作等速圓周運(yùn)動(dòng) 其圓周速度v1 R1 1 為了便于分析 設(shè)鏈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)主動(dòng)邊始終處于水平位置 v1可分解為沿鏈條前進(jìn)方向的水平分速度v和上下垂直運(yùn)動(dòng)的分速度v 其值分別為 v v1cos R1 1cos v v1sin R1 1sin 式中 是A點(diǎn)處圓周速度與水平線(xiàn)的夾角 22 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 鏈條的每一鏈節(jié)在主動(dòng)鏈輪上對(duì)應(yīng)中心角為 1 360 z1 則 角的變化范圍為 1 2 1 2 當(dāng) 1 2時(shí) 鏈速最小 vmin R1 1cos 1 2 當(dāng) 0時(shí) 鏈速最大 vmax R1 1 23 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 主動(dòng)鏈輪作等速回轉(zhuǎn)時(shí) 鏈條前進(jìn)的瞬時(shí)速度v周期性的由小變大 又由大變小 每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)節(jié)距就變化一次 與此同時(shí) v 的大小也在周期性的變化 使鏈節(jié)以減速上升 然后以加速下降 24 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 設(shè)從動(dòng)輪角速度為 2 圓周速度為v2 由圖知 又因v1 R1 1 而有所以瞬時(shí)傳動(dòng)比為 25 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 隨著 角和 角的不斷變化 鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比也是不斷變化的 當(dāng)主動(dòng)鏈輪以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí) 從動(dòng)鏈輪的角速度將周期性地變化 只有在z1 z2 且傳動(dòng)的中心距恰為節(jié)距p的整數(shù)倍時(shí) 傳動(dòng)比才可能在嚙合過(guò)程中保持不變 恒為1 由上面分析可知 鏈輪齒數(shù)z越小 鏈條節(jié)距p越大 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性嚴(yán)重 26 鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷 鏈水平速度與從動(dòng)輪角速度的周期性變化引起附加動(dòng)載荷 27 鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷 從動(dòng)鏈輪的角加速度引起的動(dòng)載荷 28 鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷 鏈節(jié)與鏈輪之間的沖擊 29 鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷 鏈輪轉(zhuǎn)速愈高鏈節(jié)距愈大鏈輪齒數(shù)愈少引起動(dòng)載荷愈大 30 受力分析 工作拉力離心拉力垂度拉力 31 32 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)鏈速不同分為一般與低速兩種情況 一般 v 0 6m s 的鏈傳動(dòng)按功率曲線(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算低速 v 0 6m s 鏈傳動(dòng)按靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 33 失效形式 鏈的疲勞破壞由于鏈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的載荷不斷變化 因而鏈在變應(yīng)力狀態(tài)下工作 經(jīng)過(guò)一定的循環(huán)次數(shù)后 鏈板會(huì)產(chǎn)生疲勞斷裂或滾子表面會(huì)產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕和疲勞裂紋 在潤(rùn)滑條件良好和設(shè)計(jì)安裝正確的情況下 疲勞強(qiáng)度是決定鏈傳動(dòng)工作能力的主要因素 34 失效形式 鏈條鉸鏈磨損鏈節(jié)在進(jìn)入嚙合和退出嚙合時(shí) 銷(xiāo)軸與套筒之間存在相對(duì)滑動(dòng) 在不能保證充分潤(rùn)滑的條件下 將引起鉸鏈的磨損 磨損導(dǎo)致鏈輪節(jié)距增加 鏈與鏈輪的嚙合點(diǎn)外移 最終將產(chǎn)生跳齒或脫鏈而使傳動(dòng)失效 35 失效形式 鏈條鉸鏈膠合由于套筒和銷(xiāo)軸間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng) 在變載荷的作用下 潤(rùn)滑油膜難以形成 當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(shí) 使套筒與銷(xiāo)軸間發(fā)生金屬直接接觸而產(chǎn)生很大摩擦力 其產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致套筒與銷(xiāo)軸的膠合 在這種情況下 或者銷(xiāo)軸被剪斷 或者套筒 銷(xiāo)軸與鏈板的過(guò)盈配合松動(dòng) 從而造成鏈傳動(dòng)的失效 36 失效形式 鏈條靜力拉斷在低速重載的傳動(dòng)中或者鏈?zhǔn)芡蝗缓艽蟮倪^(guò)載時(shí) 鏈條靜力拉斷承載能力受到鏈元件的靜拉力強(qiáng)度的限制 37 額定功率曲線(xiàn) 38 39 額定功率曲線(xiàn) 常用滾子鏈的額定功率曲線(xiàn) 是在特定條件下由實(shí)驗(yàn)得到的 特定條件是指 z1 19 L 100p 單排鏈 兩鏈輪安裝在平行的水平軸上 兩鏈輪共面 載荷平穩(wěn) 按照推薦的潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑 工作壽命為15000小時(shí) 鏈因磨損而引起的相對(duì)伸長(zhǎng)量不超過(guò)3 40 41 額定功率曲線(xiàn) P P0KZKLKP 42 強(qiáng)度條件 43 滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算 鏈節(jié)距和排數(shù)鏈節(jié)距的大小直接決定了鏈的尺寸 重量和承載能力 而且也影響鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性 也稱(chēng)多邊形效應(yīng) 產(chǎn)生沖擊 振動(dòng)和噪聲 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選用較小的鏈節(jié)距 高速重載時(shí) 宜用小節(jié)距多排鏈 低速重載時(shí) 宜用大節(jié)距排數(shù)較少的鏈 44 滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算 鏈輪齒數(shù)的選擇若小鏈輪齒數(shù)過(guò)少 運(yùn)動(dòng)速度的不均勻性和動(dòng)載荷都會(huì)很大 鏈節(jié)在進(jìn)入和退出嚙合時(shí) 相對(duì)轉(zhuǎn)角增大 磨損增加 沖擊和功率損耗也增大 45 滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算 小鏈輪齒數(shù)如選得太大 大鏈輪齒數(shù)z2則將更大 除了增大傳動(dòng)尺寸和重量外 也會(huì)因鏈條節(jié)距的伸長(zhǎng)而發(fā)生脫鏈 導(dǎo)致降低使用壽命 從動(dòng)輪齒數(shù)z2 iz 通常z2max 120 46 滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算 鏈節(jié)數(shù)與中心距過(guò)小 加快鏈的磨損過(guò)大 松邊上下顫動(dòng) 傳動(dòng)不平穩(wěn)推薦a 30 50p 80p 47 滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算 48 49 50 選擇與填空 1與帶傳動(dòng)相比較 鏈傳動(dòng)的主要特點(diǎn)之一是 1 緩沖減振 2 過(guò)載保護(hù) 3 無(wú)打滑 51 選擇與填空 2滾子鏈?zhǔn)怯蓾L子 套筒 銷(xiāo)軸 內(nèi)鏈板和外鏈板所組成 其 之間 之間分別為過(guò)盈聯(lián)接 而 之間 之間分別為間隙配合 52 選擇與填空 3鏈條的磨損主要發(fā)生在 的接觸面上 4多排鏈的排數(shù)不宜過(guò)多 這主要是因?yàn)榕艛?shù)過(guò)多則 1 給安裝帶來(lái)困難 2 各排鏈?zhǔn)芰Σ痪鶉?yán)重 3 鏈傳動(dòng)的軸向尺寸過(guò)大 4 鏈的質(zhì)量過(guò)大 53 選擇與填空 5鏈傳動(dòng)的主要失效形式有 四種 在潤(rùn)滑良好 中等速度的鏈傳動(dòng)中 其承載能力主要取決于 54 分析與思考 6為什么在自行車(chē)中一般都采用鏈傳動(dòng) 而不用帶傳動(dòng) 7齒形鏈為什么沒(méi)有內(nèi)導(dǎo)板或外導(dǎo)板 8對(duì)鏈輪材料的基本要求是什么 大 小鏈輪的硬度要求有何不同 9為什么鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比是常數(shù) 而在一般情況下瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù) 55 分析與思考 10影響鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不均勻性的因素有哪些 如何影響 11為了提高鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)均勻性和減小動(dòng)載荷 在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的條件下 在設(shè)計(jì)上應(yīng)采用什么措施 12鏈傳動(dòng)的額定功率曲線(xiàn)是在什么條件下得到的 當(dāng)所設(shè)計(jì)的鏈傳動(dòng)與上述條件不符合時(shí) 要進(jìn)行哪些項(xiàng)目的修正 56 分析與思考 13若只考慮鏈條鉸鏈的磨損 脫鏈通常發(fā)生在哪個(gè)鏈輪上 為什么 14為什么小鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)多或過(guò)少 15試分析鏈節(jié)距過(guò)大或過(guò)小對(duì)傳動(dòng)有何影響 16鏈傳動(dòng)的中心距過(guò)大或過(guò)小對(duì)傳動(dòng)有何不利 57 分析與思考 17什么情況下按功率曲線(xiàn)來(lái)選擇鏈條 什么情況下按靜強(qiáng)度計(jì)算來(lái)選擇鏈條 58 分析與思考 18有一鏈傳動(dòng) z1 25 z2 75 n1 900r min 現(xiàn)由于工作需要 擬將從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速降低到n2 200r min 允許誤差為士3 試問(wèn) 1 若從動(dòng)輪齒數(shù)及其它各條件不變 應(yīng)將主動(dòng)輪齒數(shù)減小到多少 此時(shí)鏈條所能傳遞的功率將是原來(lái)的多少倍 2 若主動(dòng)輪齒數(shù)及其它各條件不變 應(yīng)將從動(dòng)輪齒數(shù)增大到多少 此時(shí)鏈條所能傳遞的功率將是原來(lái)的多少倍 3 上述兩種方案中 哪種方案比較合適 為什么 注 上述兩種方案中 因換大 小鏈輪后引起中心距的變化對(duì)傳遞功率的影響可忽略 59 設(shè)計(jì)計(jì)算 19滾子鏈傳動(dòng)傳遞的功率P 8 5kW 工況系數(shù)KA 1 2 主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1 960r min 齒數(shù)z1 21 從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n2 330r min 中心距a 600mm 鏈節(jié)距p 12 7mm 試計(jì)算需要幾