鏈條傳動設(shè)計

1、2.5鏈傳動 鏈傳動概述鏈傳動由兩個鏈輪和繞在兩輪上的中間撓性件鏈條所組成?？挎湕l與鏈輪之間的嚙合來傳遞兩平行軸之間的運(yùn)動和動力，屬于具有嚙合性質(zhì)的強(qiáng)迫傳動。其中，應(yīng)用最廣泛的是滾子鏈傳動。圖 鏈傳動簡圖 圖 鏈條實物與帶傳動、齒輪傳動相比，鏈傳動的主要特點是：沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比，傳動效率較高（封閉式鏈傳動傳動效率=0.950.98）；鏈條不需要象帶那樣張得很緊，所以壓軸力較??；傳遞功率大，過載能力強(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)度場合。但鏈傳動也有一些缺點：瞬時鏈速和瞬時傳動比不為常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲，磨損后易發(fā)生跳齒，不宜在載荷

2、變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用。圖 滾子鏈結(jié)構(gòu)滾子鏈由內(nèi)鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。銷軸3與外鏈板2、套筒4與內(nèi)鏈板1分別用過盈配合聯(lián)接。而銷軸3與套筒4、滾子5與套筒4之間則為間隙配合，所以，當(dāng)鏈條與鏈輪輪齒嚙合時，滾子與輪齒間基本上為滾動摩擦。套筒與銷軸間、滾子與套筒間為滑動摩擦。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)動時的慣性。鏈傳動的使用范圍是：傳動功率一般為100kW以下，效率在0.920.96之間，傳動比i不超過7，傳動速度一般小于15m/s。滾子鏈?zhǔn)菢?biāo)準(zhǔn)件，其主要參數(shù)是：鏈節(jié)距p，它是指鏈條上相鄰兩銷軸中心間的距離。GB1243.1-83規(guī)定

3、滾子鏈分A、B兩個系列。表中的鏈號數(shù)乘以25.4/16即為節(jié)距值，表中的鏈號與相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)一致。滾子鏈的標(biāo)記方法為：鏈號-排數(shù)×鏈節(jié)數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)編號。例如16A-1×80 GB1243.1-83，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。鏈條除了接頭和鏈節(jié)外，各鏈節(jié)都是不可分離的。鏈的長度用鏈節(jié)數(shù)表示，為了使鏈條連成環(huán)形時，正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相連接，所以鏈節(jié)數(shù)最好為偶數(shù)。 表滾子鏈的規(guī)格及主要參數(shù)(摘自GB1243.1-83)鏈號節(jié)距p/mm排距p1/mm滾子外徑d1/mm內(nèi)鏈節(jié)鏈寬b1/mm銷軸直徑d2/mm內(nèi)鏈板高度h2/mm極限拉伸載荷(單排)

4、Q/N每米質(zhì)量(單排)q/(kg/m)05B06B08A08B10A12A16A20A24A28A32A40A48A8.009.52512.7012.7015.87519.0525.4031.7538.1044.4550.8063.5076.205.6410.2414.3813.9218.1122.7829.2935.7645.4448.8758.5571.5587.935.006.357.958.5110.1611.9115.8819.0522.2325.4028.5839.6847.633.005.727.857.759.4012.5715.7518.9025.2225.2231.5537

5、.8547.352.313.283.964.455.085.947.929.5311.1012.7014.2719.2423.807.118.2612.0711.8115.0918.0824.1330.1836.2042.2448.2660.3372.39440089001380017800218003110055600867001246001690002224003470005004000.180.400.600.701.001.502.603.805.607.5010.1016.1022.60注：（1）極限拉伸載荷也可用kgf表示，取1kgf=9.8N；（2）過渡鏈節(jié)的極限拉伸載荷按0.8

6、Q計算。把一根以上的單列鏈并列、用長銷軸聯(lián)接起來的鏈稱為多排鏈，鏈的排數(shù)愈多，承載能力愈高，但鏈的制造與安裝精度要求也愈高，且愈難使各排鏈?zhǔn)芰鶆?，將大大降低多排鏈的使用壽命，故排?shù)不宜超過4排。當(dāng)傳動功率較大時，可采用兩根或兩根以上的雙排鏈或三排鏈。為了形成鏈節(jié)首尾相接的環(huán)形鏈條，要用接頭加以連接。鏈的接頭形式見圖12.4。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時采用連接鏈節(jié)，其形狀與鏈節(jié)相同，接頭處用鋼絲鎖銷或彈簧卡片等止鎖件將銷軸與連接鏈板固定；當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則必須加一個過渡鏈節(jié)。過渡鏈節(jié)的鏈板在工作時受有附加彎矩，故應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)鏈節(jié)。圖 鏈接頭鏈輪齒形必須保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入和退出嚙合，盡量減少

7、嚙合時的鏈節(jié)的沖擊和接觸應(yīng)力，而且要易于加工。 常用的鏈輪端面齒形見下圖所示。它是由三段圓弧aa 、ab、cd和一段直線bc構(gòu)成，簡稱三圓弧一直線齒形。齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，在鏈輪工作圖上不必繪制端面齒形，只需在圖上注明“齒形按3R GBT 1244-1985規(guī)定制造”即可，但應(yīng)繪制鏈輪的軸面齒形，見圖，其尺寸參閱有關(guān)設(shè)計手冊。工作圖中應(yīng)注明節(jié)距p 、齒數(shù)z 、分度圓直徑d （鏈輪上鏈的各滾子中心所在的圓）、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df 。圖 滾子鏈鏈輪端面齒形 圖 滾子鏈軸面齒形2.5.2 單排小鏈輪設(shè)計根據(jù)表2-1和表2-2得到小鏈輪的設(shè)計數(shù)據(jù)：齒數(shù)Z1=19、分度圓直徑d=77.16、分

8、度圓舷高取3、齒根圓直徑df=69.21、齒側(cè)凸緣直徑dg=62.79、選用08 A型鏈條，鏈條節(jié)距P=12.7、滾子最大外徑dr=7.95、內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬最小7.85。表2-1鏈輪設(shè)計參數(shù) 表2-2鏈輪設(shè)計數(shù)據(jù)（1）建立新文件。單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的“新建”圖標(biāo)按鈕“零件”“確定”。（2）繪制草圖1。從特征管理器中選擇，進(jìn)入草圖繪制界面。用“圓”工具繪制出三個同心圓，圓心與原點重合。用“構(gòu)造幾何線”工具將三個轉(zhuǎn)換成構(gòu)造線，如圖2-1所示。用“中心線”工具繪制出三條直線，他們的起點都與原點重合，終點都與圓重合，右邊的一條豎直約束，如圖2-2所示。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-3中箭頭所指的二個點和直

9、線作“對稱”約束。用“中心線”工具繪制三條直線，他們的起點終點都落在圓上，右邊的直線作水平約束，如圖2-4所示。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-5中箭頭所指的二條直線作“垂直”約束。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-6中箭頭所指的二條直線作“相等”約束。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-7中箭頭所指的二條直線作“垂直”約束。用“智能尺寸”工具標(biāo)注出如圖2-48所示的角度尺寸，在尺寸修改框中輸入360/19，然后單擊確定按鈕。圖2-1繪制草圖1圖2-2繪制三條構(gòu)造線圖2-3加入對稱約束圖2-4繪制三條構(gòu)造線圖2-5加入垂直約束圖2-6加入相等約束圖2-7加入垂直約束圖2-8標(biāo)注角度尺寸用“智能尺寸”

10、工具標(biāo)注出如圖2-9所示的尺寸。用“圓”工具繪制出一個圓，圓心落在直線的端點上，如圖2-10所示。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-10中箭頭所指的二個圓作“相切”約束。用“三點弧”工具，繪制出一條圓弧，起點落在直線的端點上，終點落在圓上，如圖2-11所示。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-11中箭頭所指的圓弧和點作“重合”約束。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-12中箭頭所指的圓和圓弧作“相切”約束。圖2-9標(biāo)注尺寸圖2-10繪制圓圖2-11加入重合約束圖2-12加入相切約束圖2-13鏡向草圖圖2-14修剪草圖選擇圖2-13中箭頭所指的圓弧和直線，選擇時按住“Ctrl”鍵，然后在工具欄中單擊“鏡向

11、”工具，將選中的草圖鏡向。用“剪裁實體”工具修剪圓，修剪后的草圖如圖2-14所示。用“三點弧”工具，繪制出一條圓弧，圓弧的起點和落點分別落在尺寸11直線的兩端點上，如圖2-15所示。用“智能尺寸”工具標(biāo)注出分度圓的直徑從動尺寸77.16，標(biāo)注出齒頂圓的直徑從動尺寸83.16，這個數(shù)值在85.08到80.84之間，符合設(shè)計要求。標(biāo)注鏈條滾子的最大外徑從動尺寸7.95，這個尺寸不能小于7.95。如圖2-16所示。單擊圖標(biāo)退出繪制草圖。圖2-15繪制圖弧圖2-16標(biāo)注從動尺寸圖2-12繪制草圖2圖2-13鏡向草圖圖2-14標(biāo)注尺寸（3）繪制草圖2。從特征管理器中選擇，進(jìn)入草圖繪制界面。用“中心線”工

12、具繪制出一條豎線和三線水平線，豎線的起點與原點重合，上面二水平線的右端點與豎線重合，下面一條水平線的左端點與原點重合。用“直線”工具繪制出二條水平線和一條豎線，上面一條水平線右端點與豎線端點重合，下面一條水平線右端點與原點重合，左端點與豎線下端點重合。如圖2-12所示。選擇剛畫的二條水平線和一條豎線再加一條中心線，選擇時按住“Ctrl”鍵，然后在工具欄中單擊“鏡向”工具，將選中的草圖鏡向。如圖2-13所示。用“智能尺寸”工具標(biāo)注出如圖2-14所示的尺寸。圖2-15標(biāo)注尺寸圖2-16繪制二條圓弧用“智能尺寸”工具標(biāo)注出如圖2-15所示的尺寸。用“三點弧”工具，繪制出二條圓弧，他們的起點和終點分別

13、落在直線的端點上，如圖2-16所示。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-17中箭頭所指圓弧和點作“重合”約束。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-18中箭頭所指的二條圓弧作“相切”約束。繪制好的的草圖2如圖2-19所示。注意尺寸7.5，這個尺寸不能大于內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬值7.85。單擊圖標(biāo)退出繪制草圖。圖2-17加入重合約束圖2-18加入相切約束（4）建立“旋轉(zhuǎn)1”。在特征管理器中選擇草圖2，然后在特征工具欄中單擊“旋轉(zhuǎn)”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“旋轉(zhuǎn)”屬性管理器，在“旋轉(zhuǎn)軸”輸入框中輸入水平構(gòu)造線作為旋轉(zhuǎn)軸，在“旋轉(zhuǎn)類型”選擇框中選擇“單向”，在“角度”輸入框中輸入360，其它采用默認(rèn)設(shè)置如圖2-20所示。單擊“確定

14、”圖標(biāo)按鈕完成建模。圖2-19鏡向草圖圖2-20旋轉(zhuǎn)屬性管理器圖2-21切除拉伸1屬性管理器（5）建立“拉伸切除1”。在特征管理器選擇草圖1，然后在特征工具欄中單擊“拉伸切除”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“拉伸切除”屬性管理器，在“方向1”欄的“終止條件”選擇框中選擇“兩側(cè)對稱”，在“深度”輸入框中輸入20，其它采用默認(rèn)設(shè)置，如圖圖2-21所示。單擊“確定”圖標(biāo)按鈕完成建模。（6）建立“圓周陣列”。將特征尺寸顯示出來。在特征工具欄中單擊“圓周陣列”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“圓周陣列”屬性管理器，在“旋轉(zhuǎn)軸”輸入框中單擊，輸入框變成紅色，在繪圖區(qū)選擇角度尺寸18.9，勾選“等間距”選項，在“陣列數(shù)”輸入框中輸入19，在

15、“要陣列的特征”輸入框中單擊，輸入框變成紅色，在繪圖區(qū)展開特征樹選擇“切除拉伸1”特征，其它采用默認(rèn)設(shè)置。如圖2-22所示。單擊“確定”圖標(biāo)按鈕完成圓周陣列。圖2-22圓周陣列屬性管理器圖2-23繪制草圖3圖2-24加入相切約束圖2-25標(biāo)注尺寸（7）繪制草圖3。從特征管理器中選擇，進(jìn)入草圖繪制界面。用“圓”工具繪制出一個圓，圓心與原點重合。用“矩形”工具繪制出一個矩形。用“中心線”工具繪制出一條水平線，水平線的起點和終點分別落在矩形豎邊的中點上。如圖2-23所示。用“添加幾何關(guān)系”工具，將圖2-24中箭頭所指的水平線和圓作“相切”約束。用“智能尺寸”工具標(biāo)注出如圖2-25所示的尺寸。單擊圖標(biāo)

16、退出繪制草圖。圖2-26切除拉伸2屬性管理器（8）建立“拉伸切除2”。在特征管理器選擇草圖3，然后在特征工具欄中單擊“拉伸切除”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“拉伸切除”屬性管理器，在“方向1”欄的“終止條件”選擇框中選擇“兩側(cè)對稱”，在“深度”輸入框中輸入20，單擊“所選輪廓”輸入框，輸入框變成紅色，將鼠標(biāo)移到圓輪廓上單擊選中，再將鼠標(biāo)移到矩形輪廓上單擊選中。其它采用默認(rèn)設(shè)置，如圖圖2-26所示。單擊“確定”圖標(biāo)按鈕完成建模。圖2-27倒角屬性管理器（9）建立“倒角”。在特征工具欄中單擊“倒角”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“倒角”屬性管理器，在“倒角參數(shù)”輸入框中輸入模型的8條邊。選擇倒角類型為“角度距離”，在“距離1”

17、輸入框中輸入1，在“角度”輸入框中輸入45，其它采用默認(rèn)設(shè)置如圖2-27所示。單擊“確定”圖標(biāo)按鈕。圖2-28圓角屬性管理器圖2-29建好的小鏈輪模型（10）建立“圓角”。在特征工具欄中單擊“圓角”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“圓角”屬性管理器，選擇“圓角類型”為“等半徑”，在“圓角半徑”輸入框中輸入0.5，在“邊線、面、特征和環(huán)”輸入框中輸入模型的二條邊，其它采用默認(rèn)設(shè)置如圖2-28所示。單擊“確定”圖標(biāo)按鈕。建好的小鏈輪模型如圖2-29所示。2.5.3 單排大鏈輪設(shè)計根據(jù)表2-1和表2-2得到大鏈輪的設(shè)計數(shù)據(jù)：齒數(shù)Z1=57、分度圓直徑d=230.54、分度圓舷高取3.5、齒根圓直徑df=222.59、

18、齒側(cè)凸緣直徑dg=216.88、選用08 A型鏈條，鏈條節(jié)距P=12.7、滾子最大外徑dr=7.95、內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬最小7.85。（1）建立新文件。單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的“新建”圖標(biāo)按鈕“零件”“確定”。（2）繪制草圖1。從特征管理器中選擇，進(jìn)入草圖繪制界面。草圖1的繪制方法和小鏈輪草圖1繪制方法相同。在這里只說明一下不同的地方，標(biāo)注角度尺寸時在彈出的修改尺寸對話框中輸入360/57，如圖2-30所示。分度圓舷高的尺寸為3.5，標(biāo)注出三個從動尺寸：7.95，要求這個尺寸不能大于7.95，這是鏈條滾子的最大外徑。分度圓尺寸230.54，齒頂圓尺寸237.54（要求在238.47到234.93之間），符合

19、設(shè)計要求。如圖2-31所示。單擊圖標(biāo)退出繪制草圖。圖2-30標(biāo)注角度尺寸圖2-31繪制好的草圖1（3）繪制草圖2。從特征管理器中選擇，進(jìn)入草圖繪制界面。草圖2的繪制方法與小鏈輪草圖2的繪制方法相同在這里不再敘述。用“智能尺寸”工具標(biāo)注出如圖2-32所示的尺寸。單擊圖標(biāo)退出繪制草圖。圖2-32繪制好的草圖2（4）建立“旋轉(zhuǎn)1”。其方法和小鏈輪一樣。（5）建立“切除拉伸1”。參照小鏈輪建模。（6）建立“圓周陣列”。將特征尺寸顯示出來。在特征工具欄中單擊“圓周陣列”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“圓周陣列”屬性管理器，在“旋轉(zhuǎn)軸”輸入框中單擊，輸入框變成紅色，在繪圖區(qū)選擇角度尺寸6.3，勾選“等間距”選項，在“陣列

20、數(shù)”輸入框中輸入57，在“要陣列的特征”輸入框中單擊，輸入框變成紅色，在繪圖區(qū)展開特征樹選擇“切除拉伸1”特征，其它采用默認(rèn)設(shè)置。如圖2-33所示。單擊“確定”圖標(biāo)按鈕完成圓周陣列。圖2-33圓周陣列屬性管理器（7）繪制“草圖3”。方法和繪制小鏈輪草圖3一樣。（8）建立“切除拉伸2”。 參照小鏈輪建模。（9）建立“倒角1”。參照小鏈輪建模。（10）建立“圓角1”。參照小鏈輪建模。建好的大鏈輪模型如圖2-34所示。圖2-35是鏈輪的標(biāo)注。圖2-34建好的大鏈輪模型圖2-35鏈輪的標(biāo)注2.5.4 鏈條的建模滾子鏈的結(jié)構(gòu)由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子組成。在SolidWorks中，分別將這幾個零

21、件單獨(dú)建立模型，然后再進(jìn)行裝配。如圖所示，新建零件，在前視面上繪制圖示草圖，根據(jù)08 A型鏈條，鏈條節(jié)距P=12.7mm。建立拉伸特征。拉伸高度為1mm，得到內(nèi)鏈板零件。圖 內(nèi)鏈板拉伸草圖 圖 建立拉伸特征依次繪制外鏈板，銷軸，套筒和滾子等零件，這些零件的建模過程比較簡單，均采用拉伸特征即可。在此略過介紹建模過程。零件尺寸可以查閱相關(guān)機(jī)械手冊。圖 導(dǎo)入裝配體環(huán)境 新建一個裝配體文件，導(dǎo)入兩套零件（即組成一個鏈節(jié)）?！皟?nèi)鏈板”與“外鏈板”的相應(yīng)孔為同軸心裝配關(guān)系。在本例中，利用SolidWorks 2006新增加的寬度配合，能夠使各個零件的裝配更為便捷。如圖所示。滾子位于兩塊內(nèi)鏈板的中間對稱位置，選擇兩塊內(nèi)鏈板面作為“要配合的實體面”，滾子的兩個端面作為“標(biāo)簽面”。圖 建立寬度配合 圖 裝配好的鏈節(jié)裝配好的單個鏈節(jié)如圖所示。部分關(guān)鍵尺寸見圖。圖 部分關(guān)鍵尺寸下面介紹鏈條的整體裝配。鏈條的整體裝配需要很高的精度，將所有的鏈節(jié)導(dǎo)入裝配體環(huán)境后，整個機(jī)構(gòu)具有大量自由度，各個鏈節(jié)的空間位置不容易控制。此時可以采用導(dǎo)入一個輔助零件幫助鏈節(jié)的定位。如圖所示新建一個零件，在前視面上繪制草圖，這個草圖的尺寸按照實際鏈條裝配后的運(yùn)動軌跡而得，注意執(zhí)行“套合樣條”的命令，使所有的圓弧段組成一條樣條曲線。拉伸之后得到一個單面。按照設(shè)計要求，鏈條的滾子沿著這條軌跡進(jìn)行運(yùn)動。圖 繪制草圖 圖