機(jī)械設(shè)計(jì)滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)(shj)滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算計(jì)算第一頁(yè)，共55頁(yè)。1 滾子滾子(n z)鏈傳動(dòng)的主要失效鏈傳動(dòng)的主要失效形式形式鏈條的疲勞鏈條的疲勞(plo)破壞破壞 鏈工作中各鏈節(jié)周期性地進(jìn)入松邊、緊邊，承受交鏈工作中各鏈節(jié)周期性地進(jìn)入松邊、緊邊，承受交變應(yīng)力作用。循環(huán)次數(shù)達(dá)到變應(yīng)力作用。循環(huán)次數(shù)達(dá)到(d do)一定值后，鏈板出一定值后，鏈板出現(xiàn)疲勞斷裂、滾子和套筒出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕及疲勞裂紋。現(xiàn)疲勞斷裂、滾子和套筒出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕及疲勞裂紋。決定鏈傳動(dòng)的承載能力的主要因素決定鏈傳動(dòng)的承載能力的主要因素第1頁(yè)/共55頁(yè)第二頁(yè)，共55頁(yè)。鏈條鏈條(lintio)鉸鏈的

2、磨損鉸鏈的磨損 鏈條中間隙配合部位因相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)且又承受較大壓力，易引起鏈條中間隙配合部位因相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)且又承受較大壓力，易引起磨損。磨損會(huì)導(dǎo)致節(jié)距變大，影響運(yùn)動(dòng)特性，松邊垂度加大，增磨損。磨損會(huì)導(dǎo)致節(jié)距變大，影響運(yùn)動(dòng)特性，松邊垂度加大，增大動(dòng)載荷，產(chǎn)生振動(dòng)、跳齒、噪聲大動(dòng)載荷，產(chǎn)生振動(dòng)、跳齒、噪聲(zoshng)等破壞形式。等破壞形式。開(kāi)式鏈傳動(dòng)的主要失效形式開(kāi)式鏈傳動(dòng)的主要失效形式第2頁(yè)/共55頁(yè)第三頁(yè)，共55頁(yè)。第3頁(yè)/共55頁(yè)第四頁(yè)，共55頁(yè)。鏈條鉸鏈部位鏈條鉸鏈部位(bwi)膠膠合合 高速高速(o s)鏈傳動(dòng)中潤(rùn)滑不良時(shí)發(fā)生，鏈傳動(dòng)中潤(rùn)滑不良時(shí)發(fā)生，限制了鏈限制了鏈傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)

3、速鏈條靜強(qiáng)度鏈條靜強(qiáng)度(qingd)破壞破壞低速重載或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)鏈條被拉斷低速重載或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)鏈條被拉斷第4頁(yè)/共55頁(yè)第五頁(yè)，共55頁(yè)。第5頁(yè)/共55頁(yè)第六頁(yè)，共55頁(yè)。鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則對(duì)于中、高速對(duì)于中、高速(o s)鏈傳動(dòng)，按鏈的疲勞強(qiáng)度進(jìn)鏈傳動(dòng)，按鏈的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算；行計(jì)算；對(duì)于低速鏈（對(duì)于低速鏈（v0.6m/s）傳動(dòng)，按鏈的靜強(qiáng)度）傳動(dòng)，按鏈的靜強(qiáng)度(qingd)進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。第6頁(yè)/共55頁(yè)第七頁(yè)，共55頁(yè)。2 滾子滾子(n z)鏈傳動(dòng)的額定功率鏈傳動(dòng)的額定功率功率曲線：各種功率曲線：各種( zhn)不同的失效形式從不同的角度限制了鏈傳不同

4、的失效形式從不同的角度限制了鏈傳動(dòng)的承載能力動(dòng)的承載能力0由鏈板疲勞強(qiáng)度限定由滾子、套筒沖擊疲勞強(qiáng)度限定由銷(xiāo)軸和套筒膠合限定極限極限(jxin)功率功率Plim/kW小鏈輪轉(zhuǎn)速小鏈輪轉(zhuǎn)速n1 /(r/min)極限功率曲線極限功率曲線極限功率曲線極限功率曲線第7頁(yè)/共55頁(yè)第八頁(yè)，共55頁(yè)。0由鏈板疲勞強(qiáng)度限定由滾子、套筒沖擊疲勞強(qiáng)度限定由銷(xiāo)軸和套筒膠合限定極限極限(jxin)功率功率Plim/kW小鏈輪小鏈輪(lin ln)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n1 /(r/min)由圖可見(jiàn)，在中等速度的鏈傳動(dòng)(chundng)中，鏈傳動(dòng)(chundng)的承載能力主要取決于鏈板的疲勞強(qiáng)度；隨著鏈輪轉(zhuǎn)速的增高，鏈傳動(dòng)(ch

5、undng)的多邊形效應(yīng)增大，傳動(dòng)(chundng)能力主要取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度，當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，膠合將限制鏈傳動(dòng)(chundng)的承載能力。第8頁(yè)/共55頁(yè)第九頁(yè)，共55頁(yè)。功率功率(gngl)曲線曲線第9頁(yè)/共55頁(yè)第十頁(yè)，共55頁(yè)。實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件(tiojin)下滾子鏈的額定功率曲線下滾子鏈的額定功率曲線實(shí)驗(yàn)條件：實(shí)驗(yàn)條件：?jiǎn)瘟小⑺讲贾?、載荷平穩(wěn)、單列、水平布置、載荷平穩(wěn)、 Z1=25、Lp=120、h=15000h 推薦潤(rùn)滑、磨損相對(duì)推薦潤(rùn)滑、磨損相對(duì)(xingdu)伸長(zhǎng)伸長(zhǎng)3%額定功率額定功率( dn n l)曲曲線線第10頁(yè)/共55頁(yè)第十一頁(yè)，共55頁(yè)。第11頁(yè)/共5

6、5頁(yè)第十二頁(yè)，共55頁(yè)。 但鏈傳動(dòng)的實(shí)際工作條件不一定但鏈傳動(dòng)的實(shí)際工作條件不一定(ydng)與實(shí)驗(yàn)條件一與實(shí)驗(yàn)條件一致，所以應(yīng)對(duì)額定功率值乘上修正系數(shù)：致，所以應(yīng)對(duì)額定功率值乘上修正系數(shù)：Kz（小鏈輪齒數(shù)系數(shù)）、（小鏈輪齒數(shù)系數(shù)）、Kp（多排鏈系數(shù)）、（多排鏈系數(shù)）、KA（工作情（工作情況系數(shù)）況系數(shù)）如果如果(rgu)潤(rùn)滑狀況與推薦的方式不同應(yīng)對(duì)潤(rùn)滑狀況與推薦的方式不同應(yīng)對(duì)P0進(jìn)行修進(jìn)行修正。正。當(dāng)實(shí)際工作壽命小于當(dāng)實(shí)際工作壽命小于15000小時(shí)時(shí)，按有限壽命原則，允小時(shí)時(shí)，按有限壽命原則，允許傳遞高一些許傳遞高一些(yxi)的功率的功率第12頁(yè)/共55頁(yè)第十三頁(yè)，共55頁(yè)。3 滾子滾子(

7、n z)鏈傳動(dòng)的原始數(shù)據(jù)及設(shè)鏈傳動(dòng)的原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)內(nèi)容 原始數(shù)據(jù)：傳動(dòng)的功率P，大、小鏈輪的轉(zhuǎn)速(zhun s) n1、n2（或i），原動(dòng)機(jī)種類(lèi)，載荷性質(zhì)以及傳動(dòng)用途。設(shè)計(jì)內(nèi)容：大、小鏈輪的齒數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容：大、小鏈輪的齒數(shù)z1、z2 ，鏈的類(lèi)型，鏈條，鏈的類(lèi)型，鏈條(lintio)的節(jié)距的節(jié)距 p、排數(shù)、排數(shù)n ，鏈節(jié)數(shù)，鏈節(jié)數(shù) Lp，兩鏈輪中心距，兩鏈輪中心距 a 。第13頁(yè)/共55頁(yè)第十四頁(yè)，共55頁(yè)。4 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟(bzhu)和方法和方法選取選取(xunq)鏈輪齒鏈輪齒數(shù)數(shù)z1、z2小鏈輪小鏈輪(lin ln)齒數(shù)的選取齒數(shù)的選取過(guò)?。憾噙呅涡?yīng)、鉸鏈磨

8、損、有效拉力過(guò)?。憾噙呅涡?yīng)、鉸鏈磨損、有效拉力過(guò)大：尺寸和質(zhì)量大、發(fā)生跳齒和掉鏈現(xiàn)象過(guò)大：尺寸和質(zhì)量大、發(fā)生跳齒和掉鏈現(xiàn)象第14頁(yè)/共55頁(yè)第十五頁(yè)，共55頁(yè)。zdp180sin第15頁(yè)/共55頁(yè)第十六頁(yè)，共55頁(yè)。 小鏈輪的齒數(shù)應(yīng)適當(dāng)取較大值，以增加(zngji)傳動(dòng)的平穩(wěn)性和工作壽命。一般一般(ybn)鏈輪的齒數(shù)在鏈輪的齒數(shù)在17114之間。之間。第16頁(yè)/共55頁(yè)第十七頁(yè)，共55頁(yè)。大鏈輪大鏈輪(lin ln)的齒數(shù)的齒數(shù)z2大鏈輪大鏈輪(lin ln)的齒數(shù)的齒數(shù) z2 是由是由 z1 及傳動(dòng)比及傳動(dòng)比 i 確確定的定的Z2=iZ1120 奇數(shù)奇數(shù)(j sh)因?yàn)殒湽?jié)數(shù)常為偶數(shù)，為使

9、鏈條及鏈輪磨損均勻，鏈輪齒因?yàn)殒湽?jié)數(shù)常為偶數(shù)，為使鏈條及鏈輪磨損均勻，鏈輪齒數(shù)常取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)數(shù)常取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)第17頁(yè)/共55頁(yè)第十八頁(yè)，共55頁(yè)。計(jì)算計(jì)算(j sun)單排鏈的額定功率單排鏈的額定功率PcaPKKKppzAcaKA工況系數(shù)工況系數(shù)(xsh)Kz主動(dòng)主動(dòng)(zhdng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kp多排鏈系數(shù)，雙排鏈時(shí)，多排鏈系數(shù)，雙排鏈時(shí)， Kp =1.75； 三排鏈時(shí)，三排鏈時(shí)，Kp =2.5第18頁(yè)/共55頁(yè)第十九頁(yè)，共55頁(yè)。輸輸入入動(dòng)動(dòng)力力種種類(lèi)類(lèi)工工 況況內(nèi)內(nèi)燃燃機(jī)機(jī)液液力力傳傳動(dòng)動(dòng)電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)或或汽汽輪輪機(jī)機(jī)內(nèi)內(nèi)燃燃機(jī)機(jī)機(jī)機(jī)械械傳傳動(dòng)動(dòng)平平穩(wěn)穩(wěn)載

10、載荷荷1.01.01.2中中等等沖沖擊擊1.21.31.4嚴(yán)嚴(yán)重重沖沖擊擊1.41.51.7第19頁(yè)/共55頁(yè)第二十頁(yè)，共55頁(yè)。第20頁(yè)/共55頁(yè)第二十一頁(yè)，共55頁(yè)。確定確定(qudng)鏈條的型號(hào)和鏈節(jié)距鏈條的型號(hào)和鏈節(jié)距p根據(jù)根據(jù)(gnj)Pca、 n1值由圖值由圖9-11選取鏈號(hào)選取鏈號(hào)第21頁(yè)/共55頁(yè)第二十二頁(yè)，共55頁(yè)。設(shè)計(jì)原則：保證足夠的承載能力條件下，盡量用小節(jié)距設(shè)計(jì)原則：保證足夠的承載能力條件下，盡量用小節(jié)距單排鏈，高速單排鏈，高速(o s)重載時(shí)選用小節(jié)距多排鏈。一般重載時(shí)選用小節(jié)距多排鏈。一般在傳動(dòng)中心距較小、傳動(dòng)比較大時(shí)，選用小節(jié)距多排鏈在傳動(dòng)中心距較小、傳動(dòng)比較大

11、時(shí)，選用小節(jié)距多排鏈，中心距較大，傳動(dòng)比較大時(shí)，可用大節(jié)距單排鏈。，中心距較大，傳動(dòng)比較大時(shí)，可用大節(jié)距單排鏈。第22頁(yè)/共55頁(yè)第二十三頁(yè)，共55頁(yè)。鏈號(hào)鏈號(hào) 鏈條鏈條(lintio)節(jié)距節(jié)距第23頁(yè)/共55頁(yè)第二十四頁(yè)，共55頁(yè)。計(jì)算計(jì)算(j sun)鏈節(jié)數(shù)和中心距鏈節(jié)數(shù)和中心距初選初選(ch xun)中心距：中心距：一般可取一般可取a0=(3050)p ，有張緊裝置時(shí)取，有張緊裝置時(shí)取a0max=80p，中心距不可，中心距不可(bk)調(diào)整時(shí)，取調(diào)整時(shí)，取a0=30p 。過(guò)?。哼^(guò)小：N疲勞、疲勞、 易跳齒，掉鏈易跳齒，掉鏈過(guò)大：松邊下垂大，顫動(dòng)。過(guò)大：松邊下垂大，顫動(dòng)。第24頁(yè)/共55頁(yè)第

12、二十五頁(yè)，共55頁(yè)。計(jì)算計(jì)算(j sun)鏈節(jié)鏈節(jié)數(shù)數(shù)0212210222apzzzzpaLp計(jì)算計(jì)算(j sun)出的鏈節(jié)數(shù)圓整為整出的鏈節(jié)數(shù)圓整為整偶數(shù)偶數(shù)第25頁(yè)/共55頁(yè)第二十六頁(yè)，共55頁(yè)。鏈傳動(dòng)的最大中心鏈傳動(dòng)的最大中心(zhngxn)距：距：)(2211zzLpfapf1中心中心(zhngxn)距計(jì)算系數(shù)距計(jì)算系數(shù)第26頁(yè)/共55頁(yè)第二十七頁(yè)，共55頁(yè)。第27頁(yè)/共55頁(yè)第二十八頁(yè)，共55頁(yè)。計(jì)算計(jì)算(j sun)壓軸力壓軸力FP PF PFeKFKFP-壓軸力系數(shù)壓軸力系數(shù)(xsh)，鏈傳動(dòng)水平布置時(shí)取，鏈傳動(dòng)水平布置時(shí)取1.15，垂直布置，垂直布置 時(shí)取時(shí)取1.05Fe鏈傳動(dòng)

13、有效圓周力，即工作拉力鏈傳動(dòng)有效圓周力，即工作拉力第28頁(yè)/共55頁(yè)第二十九頁(yè)，共55頁(yè)。5 低速鏈傳動(dòng)（低速鏈傳動(dòng)（v0.6m/s)的靜強(qiáng)度的靜強(qiáng)度(qingd)計(jì)算計(jì)算lim1F48c aAnSKF校核校核(xio h)安全系數(shù)安全系數(shù)Flim單排鏈極限拉伸載荷單排鏈極限拉伸載荷(zi h)，n排數(shù)排數(shù)KA工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)F1鏈的緊邊工作拉力，鏈的緊邊工作拉力，F(xiàn)1=F+Fc+Ff第29頁(yè)/共55頁(yè)第三十頁(yè)，共55頁(yè)。9-6 鏈傳動(dòng)的布置鏈傳動(dòng)的布置(bzh)、張緊與、張緊與潤(rùn)滑潤(rùn)滑1 鏈傳動(dòng)的布置鏈傳動(dòng)的布置(bzh)2 鏈傳動(dòng)的張緊鏈傳動(dòng)的張緊3 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑(rn

14、hu)第30頁(yè)/共55頁(yè)第三十一頁(yè)，共55頁(yè)。1 鏈傳動(dòng)的布置(bzh)鏈傳動(dòng)合理布置鏈傳動(dòng)合理布置(bzh)的原則的原則：（1）兩鏈輪回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一）兩鏈輪回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一(tngy)垂直平面內(nèi)，并保持兩垂直平面內(nèi)，并保持兩輪軸線相互平行。輪軸線相互平行。第31頁(yè)/共55頁(yè)第三十二頁(yè)，共55頁(yè)。（2）兩鏈輪中心連線最好是水平的，若因工作需要不能處于水平）兩鏈輪中心連線最好是水平的，若因工作需要不能處于水平狀態(tài)，則應(yīng)使兩鏈輪中心連線與水平線夾角盡量小于狀態(tài)，則應(yīng)使兩鏈輪中心連線與水平線夾角盡量小于45，應(yīng)避免，應(yīng)避免(bmin)垂直傳動(dòng)布置。垂直傳動(dòng)布置。第32頁(yè)/共55頁(yè)第三十三頁(yè)，共55

15、頁(yè)。（3）鏈傳動(dòng)最好是緊邊在上，松邊在下，以便防止當(dāng)松邊下垂）鏈傳動(dòng)最好是緊邊在上，松邊在下，以便防止當(dāng)松邊下垂(xi chu)量過(guò)大時(shí)，鏈條與鏈輪輪齒發(fā)生干涉（咬鏈）或松邊量過(guò)大時(shí)，鏈條與鏈輪輪齒發(fā)生干涉（咬鏈）或松邊與緊邊相碰。與緊邊相碰。錯(cuò)誤錯(cuò)誤(cuw)正確正確(zhngqu)第33頁(yè)/共55頁(yè)第三十四頁(yè)，共55頁(yè)。2 鏈傳動(dòng)的張緊鏈傳動(dòng)的張緊通常通常(tngchng)張緊方法張緊方法有：有：調(diào)整調(diào)整(tiozhng)中心距中心距中心距不能調(diào)節(jié)中心距不能調(diào)節(jié)(tioji)時(shí)，可采用張緊輪時(shí)，可采用張緊輪中心距不可調(diào)時(shí)，可采用壓板、托板調(diào)整中心距不可調(diào)時(shí)，可采用壓板、托板調(diào)整鏈節(jié)磨損變長(zhǎng)

16、后，取掉幾節(jié)鏈節(jié)鏈節(jié)磨損變長(zhǎng)后，取掉幾節(jié)鏈節(jié)第34頁(yè)/共55頁(yè)第三十五頁(yè)，共55頁(yè)。第35頁(yè)/共55頁(yè)第三十六頁(yè)，共55頁(yè)。第36頁(yè)/共55頁(yè)第三十七頁(yè)，共55頁(yè)。常見(jiàn)(chn jin)張緊裝置： 彈簧(tnhung)自動(dòng)張緊 吊重自動(dòng)吊重自動(dòng)(zdng)張緊張緊第37頁(yè)/共55頁(yè)第三十八頁(yè)，共55頁(yè)。 偏心偏心(pinxn)定期定期張緊張緊螺旋螺旋(luxun)定期張緊定期張緊 壓板壓板(y bn)和托和托板張緊板張緊第38頁(yè)/共55頁(yè)第三十九頁(yè)，共55頁(yè)。3 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑(rnhu)鏈傳動(dòng)潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)潤(rùn)滑(rnhu)方式方式潤(rùn)滑的目的：減輕磨損，緩和潤(rùn)滑的目的：減輕磨損，緩和(h

17、unh)沖沖擊擊第39頁(yè)/共55頁(yè)第四十頁(yè)，共55頁(yè)。第40頁(yè)/共55頁(yè)第四十一頁(yè)，共55頁(yè)。人工人工(rngng)定定期潤(rùn)滑期潤(rùn)滑第41頁(yè)/共55頁(yè)第四十二頁(yè)，共55頁(yè)。第42頁(yè)/共55頁(yè)第四十三頁(yè)，共55頁(yè)。第43頁(yè)/共55頁(yè)第四十四頁(yè)，共55頁(yè)。第44頁(yè)/共55頁(yè)第四十五頁(yè)，共55頁(yè)。壓力壓力(yl)噴油噴油潤(rùn)滑潤(rùn)滑第45頁(yè)/共55頁(yè)第四十六頁(yè)，共55頁(yè)。第46頁(yè)/共55頁(yè)第四十七頁(yè)，共55頁(yè)。潤(rùn)滑潤(rùn)滑(rnhu)方式的選擇方式的選擇根據(jù)根據(jù)(gnj)鏈速鏈速v和鏈號(hào)，由圖和鏈號(hào)，由圖9-14選擇選擇1 12260 100060 1000n z pn z pv 第47頁(yè)/共55頁(yè)第四十八

18、頁(yè)，共55頁(yè)。第48頁(yè)/共55頁(yè)第四十九頁(yè)，共55頁(yè)。潤(rùn)滑劑的選擇潤(rùn)滑劑的選擇(xunz)第49頁(yè)/共55頁(yè)第五十頁(yè)，共55頁(yè)。1鏈傳動(dòng)的主要失效形式有哪幾種？設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？2鏈傳動(dòng)的額定功率曲線是在什么條件下得到的，在實(shí)際使用中要進(jìn)行哪些項(xiàng)目的修正？3為什么鏈節(jié)距p是決定鏈傳動(dòng)承載能力的重要(zhngyo)參數(shù)？根據(jù)什么條件來(lái)確定它的大小？4低速鏈傳動(dòng)（v0.6 ms）的主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？第50頁(yè)/共55頁(yè)第五十一頁(yè)，共55頁(yè)。 例題例題 設(shè)計(jì)拖動(dòng)某帶式運(yùn)輸機(jī)用設(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)功率的鏈傳動(dòng)。已知：電動(dòng)機(jī)功率P=10kW，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=970r/min，電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)軸頸軸頸D=42mm，傳動(dòng)比，傳動(dòng)比i=3，載荷平，載荷平穩(wěn)穩(wěn)(pngwn)，鏈傳動(dòng)中心距不小于，鏈傳動(dòng)中心距不小于550mm（水平布置）。（水平布置）。解解 采用采用(ciyng)滾子鏈傳動(dòng)，設(shè)計(jì)滾子鏈傳動(dòng)，設(shè)計(jì)步驟及方