機(jī)械設(shè)計(jì)第九章

1、第九章第九章 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)9-1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用9-2傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料9-4鏈傳動(dòng)的工作情況分析9-5滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算9-6鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑特點(diǎn)及應(yīng)用19-1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用 鏈傳動(dòng)依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。與帶相比：無(wú)滑動(dòng)，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確張緊力小，徑向壓軸力小金屬鏈條，尺寸小耐溫耐濕與齒輪相比安裝精度要求低成本低廉可遠(yuǎn)距離傳動(dòng)動(dòng)畫(huà)缺點(diǎn)：只能平行軸，瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定用途：要求工作可靠、轉(zhuǎn)速不高，兩軸相距較遠(yuǎn)，不 宜采用齒輪時(shí)舉例：礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、石油機(jī)械、機(jī)床及摩托車(chē)中按用途分類(lèi)：傳動(dòng)鏈、輸送鏈、起重鏈工作范圍：

2、 傳動(dòng)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(dòng)效率： 0.950.98 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)19-2傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外鏈板內(nèi)鏈板套筒滾子銷(xiāo)軸一、滾子鏈滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比，但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過(guò)多。雙排鏈三排鏈傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2鏈條的接頭處的固定形式有：開(kāi)口銷(xiāo)固定多用于大節(jié)距鏈彈簧卡片固定多用于小節(jié)距鏈鏈節(jié)數(shù)取偶數(shù)為宜，可避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，因?yàn)檫^(guò)渡鏈節(jié)會(huì)使鏈的承載能力下降。鏈條的主要尺寸參數(shù)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

3、能傳遞的功率也越大。滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，分為A、B兩個(gè)系列，常用A。見(jiàn)表9-1滾子直徑d1內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1銷(xiāo)軸直徑d2排距pt節(jié)距p滾子鏈的標(biāo)記：標(biāo)記實(shí)例： 08A-1- 88 GB1243-2006A系列，節(jié)距12.7mm，單排，88節(jié)滾子鏈鏈號(hào)國(guó)標(biāo)號(hào)排數(shù)鏈節(jié)數(shù)- - -應(yīng)用實(shí)例：潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制二、齒形鏈結(jié)構(gòu)：由一組鏈齒板鉸接而成 特點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)，用于高速、大傳動(dòng)比，小中心距等 場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。 內(nèi)導(dǎo)板導(dǎo)向性好，工作可靠，需開(kāi)槽外導(dǎo)板板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，導(dǎo)向性差內(nèi)導(dǎo)板齒形鏈外導(dǎo)板齒形鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料19-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料(

4、一)鏈輪齒形 國(guó)標(biāo)GB/T1243-2006中沒(méi)有規(guī)定具體的鏈輪齒形，僅僅規(guī)定了最小和最大齒槽形狀及其極限參數(shù)。 實(shí)際齒槽形狀取決于加工輪齒的刀具和加工方法，并應(yīng)使其位于最小和最大齒槽形狀之間。p、d1、z為已知量p節(jié)距d1滾子直徑z齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑1min)6 . 11 (dzpdda1dddf)180sin(zpd1max25. 1dpdda滾子直徑 齒高最大凸緣直徑)(5 . 01mindphazpdpha8 . 05 . 0625. 01max76. 004. 1180cot2hzpdg內(nèi)鏈板高度整體式鏈輪小直徑孔板式鏈輪中等直徑 組合式鏈輪大直徑 (三)鏈輪的結(jié)構(gòu)(

5、四)鏈輪的材料 鏈輪的材料足夠的耐磨性和強(qiáng)度 小鏈輪的工作情況較惡劣材料較好夾布膠木運(yùn)動(dòng)特性19-4鏈傳動(dòng)的工作情況分析鏈傳動(dòng)的工作情況分析(一)鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性在鏈傳動(dòng)中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長(zhǎng)等于鏈條的節(jié)距 p。 鏈的平均速度為：1000601000602211pnzpnzv鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比為：1221zznniA點(diǎn)的前進(jìn)分速度cos11RvxA點(diǎn)的上下分速度111sinyvR111802zz1越多，速度波動(dòng)越小1越高，速度波動(dòng)越大值的上下限開(kāi)始接觸脫離接觸從動(dòng)鏈輪的角速度為：coscoscos21122RRRvx瞬時(shí)傳動(dòng)比為：coscos1221RRi

6、221802z瞬間傳動(dòng)比是變化的值的上下限瞬時(shí)傳動(dòng)比計(jì)算實(shí)例假設(shè)1221coscoscoscosRiR2218092z 121220RRzz1118092z =6=0假設(shè)時(shí)，coscoscoscos以零度為X軸零位(二)鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性 鏈條前進(jìn)的加速度引起的動(dòng)載荷為：c1dmaF m-緊邊鏈條的質(zhì)量 ac-鏈條變速運(yùn)動(dòng)的加速度sin)cos(21111cRRdtddtdax2)180sin(211211cmaxpzRa 從動(dòng)鏈輪的角加速度引起的動(dòng)載荷為：tRJFdd222dJ-轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 轉(zhuǎn)速越高、節(jié)距越大、齒數(shù)越少，動(dòng)載荷就越大。 當(dāng)鏈節(jié)嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運(yùn)動(dòng)的鏈節(jié)鉸鏈和以角速度

7、作圓周運(yùn)動(dòng)的鏈輪輪齒，將以一定的相對(duì)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(dòng)載荷。 受力分析1(三)鏈傳動(dòng)的受力分析鏈傳動(dòng)在安裝時(shí)，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力，張緊的目的主要是使松邊不致過(guò)松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產(chǎn)生振動(dòng)、跳齒或脫鏈現(xiàn)象。 鏈的緊邊拉力為： fce1FFFF鏈的松邊拉力為： fc2FFFFe為有效圓周力：vPF1000eFc為離心力引起的拉力：2cqvF Ff為懸垂拉力，與鏈條松邊的垂度和傳動(dòng)的布置方式有關(guān)。P 為傳遞的功率（kW)；v為鏈速(m/s)；q為單位長(zhǎng)度鏈條的質(zhì)量(kg/m)。 02040607080設(shè)計(jì)計(jì)算19-5滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算滾子鏈傳動(dòng)

8、的設(shè)計(jì)計(jì)算(一)鏈傳動(dòng)的失效形式 疲勞破環(huán)、磨損、膠合以及靜力拉斷。(二)鏈傳動(dòng)的額定功率 極限功率曲線額定功率P0/kW小鏈輪轉(zhuǎn)速n1 /(r/min)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 中等速度鏈板的疲勞強(qiáng)度限定 轉(zhuǎn)速較高滾子和套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度限定 轉(zhuǎn)速很高銷(xiāo)軸和套筒膠合限定“先增加后減小”A系列、單排滾子鏈額定功率曲線(三)鏈傳動(dòng)的參數(shù)選擇 1.鏈輪齒數(shù)z1和z2 小鏈輪齒數(shù)z1外廓尺寸 小鏈輪齒數(shù)z1 不均勻性和動(dòng)載荷壽命 zmin=9 一般z117 高速傳動(dòng)或承受沖擊載荷z125+淬硬 zmax=150，一般z180p；若中心距不能調(diào)整，a0max

9、30p4.鏈的節(jié)距P和排數(shù) 節(jié)距P承載能力總體尺寸振動(dòng)沖擊噪聲 結(jié)構(gòu)緊湊、延長(zhǎng)壽命較小節(jié)距的單排鏈 速度高、功率大小節(jié)距的多排鏈 考慮經(jīng)濟(jì)，中心距小、傳動(dòng)比大小節(jié)距的多排鏈 考慮經(jīng)濟(jì)，中心距大、傳動(dòng)比小大節(jié)距的單排鏈若取小節(jié)距，若a080P，需加張緊裝置或托板傳動(dòng)比大，小鏈輪載荷大，多排可減少載荷設(shè)計(jì)計(jì)算2(四)滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)鏈輪齒數(shù)和傳動(dòng)比17齒數(shù)114 (2)計(jì)算功率Pca 根據(jù)傳遞的額定功率P，考慮工作情況來(lái)確定PcaPKKKPpzAca KA 工況系數(shù) Kz 主動(dòng)輪輪齒系數(shù) Kp 多排鏈系數(shù)，雙排=1.75，三排=2.512zzi (3)確定鏈條型號(hào)和節(jié)距p 鏈條型號(hào)根據(jù)

10、Pca、主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1由圖9-11得到。查表時(shí)應(yīng)保證 PcaPc 已知鏈條型號(hào)后查表9-1確定鏈條節(jié)距p (4)計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距a0=(30-50)p，按下式計(jì)算鏈節(jié)數(shù)Lp0201221002()22pazzzzpLpa 為了避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，應(yīng)將計(jì)算出的鏈節(jié)數(shù)Lp0圓整為偶數(shù)Lpmax1p122(zz )af pL中心距計(jì)算系數(shù)max2pLzap當(dāng)兩鏈輪的齒數(shù)相等時(shí)(5)計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式定期人工潤(rùn)滑滴油潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑或油盤(pán)飛濺潤(rùn)滑壓力供油潤(rùn)滑1000601000602211pnzpnzv(6)計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力FP 壓軸力FP 可近似取為FPKFpFe Fe有效

11、圓周力； KFp壓軸力系數(shù)，對(duì)于水平傳動(dòng)KFp=1.15 對(duì)于垂直傳動(dòng)KFp=1.05布置張緊和潤(rùn)滑19-6鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑一、鏈傳動(dòng)的布置 二、鏈傳動(dòng)的張緊 目的：避免嚙合不良和鏈條的振動(dòng)、增加包角 場(chǎng)合：中心距與水平線夾角大于60 a彈簧張緊、b砝碼張緊、c、d定期張緊、e托板張緊布置張緊和潤(rùn)滑2三、鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑 推薦牌號(hào)：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全損耗系統(tǒng)用油。不便用潤(rùn)滑油時(shí)，允許涂抹潤(rùn)滑脂，應(yīng)定期清洗與涂抹。 例題 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)驅(qū)動(dòng)齒輪減速器，然后經(jīng)鏈傳動(dòng)到帶式運(yùn)輸機(jī)。電動(dòng)機(jī)的額定功率P=3kW，主動(dòng)鏈輪

12、轉(zhuǎn)速n1=90r/min，傳動(dòng)比i=3.2，載荷平穩(wěn)，中心線水平布置。1.選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù)z1=21 大鏈輪的齒數(shù)為z2 =iz1=3.221=67.2672.確定計(jì)算功率 由表9-6查得工況系數(shù)KA=1.0，由圖9-13查得主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=1.22，單排鏈，計(jì)算功率為Pca=KAKzP=1.01.223=3.66 kW 1.223.選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù)Pca=3.66kW，n1= 90 r/min和Pca Pc，查圖9-11，可選16A-1。查表9-1，鏈條節(jié)距為P=25.4mmGB/T18150-2006美國(guó)ANSI B29.13.66 90 4.計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初

13、選中心距a0=(3050)p=(3050)25.4 = 7621270mm。取a0=1000mm。相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為2012210022()22100021 67672125.42()125.7225.4221000pazzzzpLpa 取鏈長(zhǎng)數(shù)Lp =126 查表9-8，采用線性插值121126212.286721pLzzz0.246430.244210.24421(2.282)0.24582.42最大中心距amaxmax1p122(zz )0.2458 25.4 2 126(21 67)1024mmaf pL5.計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式1 121 90 2.540.8/60 100060 10

14、00z n pvm s 查表9-14知滴油潤(rùn)滑6.計(jì)算壓軸力 有效圓周力為Fe=1000P/ =10003/0.8=3750N 鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)KFp=1.15，則壓軸力為 Fp =KFpFe=1.153750N=4313N5.計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式1 121 90 2.540.8/60 100060 1000z n pvm s定期人工潤(rùn)滑滴油潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑或油盤(pán)飛濺潤(rùn)滑壓力供油潤(rùn)滑9-2 某鏈傳動(dòng)傳遞的功率P=1kW，主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1=48r/min，從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n2=14r/min，載荷平穩(wěn)，定期人工潤(rùn)滑，試設(shè)計(jì)此鏈傳動(dòng)。1.選擇鏈輪齒數(shù) 常取奇數(shù)，優(yōu)選17、19、21、23、25

15、、38、57、76、95、114。 z1=17 i=n1/n2 =48/14=3.4286 z2=iz1=58.3 取偶數(shù)不好 再取 z1=19 z2=iz1=65.1652.確定計(jì)算功率 KA=11.37 KZ=1.37Pca=KAKzP=1.11.371=1.507 kW3.選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù)Pca=1.507kW，n1=48 r/min和Pca Pc，查圖9-11，可選16A-1。查表9-1，鏈條節(jié)距為P=25.4mm美國(guó)ANSI B29.11.507485.計(jì)算鏈速，驗(yàn)證潤(rùn)滑方式1 160 100019 48 25.460 10000.386/z n pvm s符合定期人工潤(rùn)滑情況5.計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距a0=(3050)p=(3050)25.4 = 7621270mm。取a0=800mm。相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為2012210022()22800196565 1925.42()106.725.422800pazzzzpLpa 取鏈節(jié)數(shù)Lp =106 查