第10講機械設計 鏈傳動

1、 9-5 滾子鏈傳動的設計計算滾子鏈傳動的設計計算1 滾子鏈傳動的主要失效形式滾子鏈傳動的主要失效形式2 滾子鏈傳動的額定功率滾子鏈傳動的額定功率4 滾子鏈傳動的設計步驟和方法滾子鏈傳動的設計步驟和方法3滾子鏈傳動的原始數據及設計內容滾子鏈傳動的原始數據及設計內容5 低速鏈傳動（低速鏈傳動（v0.6m/s)的靜強度計算的靜強度計算1 滾子鏈傳動的主要失效形式滾子鏈傳動的主要失效形式鏈條的疲勞破壞鏈條的疲勞破壞 鏈工作中各鏈節(jié)周期性地進入松邊、緊邊，承受交鏈工作中各鏈節(jié)周期性地進入松邊、緊邊，承受交變應力作用。循環(huán)次數達到一定值后，鏈板出現疲勞斷變應力作用。循環(huán)次數達到一定值后，鏈板出現疲勞斷裂

2、、滾子和套筒出現疲勞點蝕及沖擊疲勞裂紋。裂、滾子和套筒出現疲勞點蝕及沖擊疲勞裂紋。 決定鏈傳動的承載能力的主要因素決定鏈傳動的承載能力的主要因素鏈條鉸鏈的磨損鏈條鉸鏈的磨損 鏈條中間隙配合部位因相對轉動且又承受較大壓力，鏈條中間隙配合部位因相對轉動且又承受較大壓力，易引起磨損。磨損會導致節(jié)距變大，影響運動特性，松易引起磨損。磨損會導致節(jié)距變大，影響運動特性，松邊垂度加大，增大動載荷，產生振動、跳齒、噪聲等破邊垂度加大，增大動載荷，產生振動、跳齒、噪聲等破壞形式。壞形式。開式鏈傳動的主要失效形式開式鏈傳動的主要失效形式)180sin(0zpd )180sin(0zpd鏈節(jié)距增長量與鉸鏈外移量鏈節(jié)

3、距增長量與鉸鏈外移量掉鏈子掉鏈子鏈條鉸鏈部位膠合鏈條鉸鏈部位膠合 高速鏈傳動中潤滑不良時發(fā)生，高速鏈傳動中潤滑不良時發(fā)生，限制了鏈傳限制了鏈傳動的極限轉速動的極限轉速鏈條靜強度破壞鏈條靜強度破壞低速低速（v0.6m/s）重載或嚴重過載時鏈條被拉斷重載或嚴重過載時鏈條被拉斷鏈傳動的設計計算準則鏈傳動的設計計算準則對于中、高速鏈傳動，按鏈的疲勞強度進行計對于中、高速鏈傳動，按鏈的疲勞強度進行計算；算；對于低速鏈（對于低速鏈（v0.6m/s）傳動，按鏈的靜強）傳動，按鏈的靜強度進行計算。度進行計算。2 滾子鏈傳動的額定功率滾子鏈傳動的額定功率功率曲線：各種不同的失效形式從不同的角度限制了鏈傳動功率曲

4、線：各種不同的失效形式從不同的角度限制了鏈傳動的承載能力的承載能力0由鏈板疲勞強度限定由滾子、套筒沖擊疲勞強度限定由銷軸和套筒膠合限定極限極限功率功率Plim/kW小鏈輪轉速小鏈輪轉速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0由鏈板疲勞強度限定由滾子、套筒沖擊疲勞強度限定由銷軸和套筒膠合限定極限極限功率功率Plim/kW小鏈輪轉速小鏈輪轉速n1 /(r/min)由圖可見，在中等速度的鏈傳動中，鏈傳動的承載能力主由圖可見，在中等速度的鏈傳動中，鏈傳動的承載能力主要取決于鏈板的疲勞強度；隨著鏈輪轉速的增高，鏈傳動的多要取決于鏈板的疲勞強度；隨著鏈輪轉速的增高，鏈傳動的

5、多邊形效應增大，傳動能力主要取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強邊形效應增大，傳動能力主要取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強度，當轉速很高時，膠合將限制度，當轉速很高時，膠合將限制鏈傳動的承載能力鏈傳動的承載能力。功率曲線功率曲線實驗條件下滾子鏈的額定功率曲線實驗條件下滾子鏈的額定功率曲線實驗條件：實驗條件：單列、水平布置、載荷平穩(wěn)、單列、水平布置、載荷平穩(wěn)、 Z1=25、Lp=120、h=15000h 推薦潤滑、磨損相對伸長推薦潤滑、磨損相對伸長3%額定功率曲線額定功率曲線 但鏈傳動的實際工作條件不一定與實驗條件一致，但鏈傳動的實際工作條件不一定與實驗條件一致，所以應對額定功率值乘上修正系數：所以應對額定

6、功率值乘上修正系數：Kz（小鏈輪齒數系數）、（小鏈輪齒數系數）、Kp（多排鏈系數）、（多排鏈系數）、KA（工作（工作情況系數）情況系數）如果潤滑狀況與推薦的方式不同應對如果潤滑狀況與推薦的方式不同應對P0進行修正。進行修正。當實際工作壽命小于當實際工作壽命小于15000小時時，按有限壽命原小時時，按有限壽命原則，允許傳遞高一些的功率則，允許傳遞高一些的功率3 滾子鏈傳動的原始數據及設計內容滾子鏈傳動的原始數據及設計內容 原始數據：傳動的功率原始數據：傳動的功率P，大、小鏈輪的轉速，大、小鏈輪的轉速 n1、n2（或（或i），原動機種類，載荷性質以及傳動用途。），原動機種類，載荷性質以及傳動用途。

7、設計內容：大、小鏈輪的齒數設計內容：大、小鏈輪的齒數z1、z2 ，鏈的類型，鏈，鏈的類型，鏈條的節(jié)距條的節(jié)距 p、排數、排數n ，鏈節(jié)數，鏈節(jié)數 Lp，兩鏈輪中心距，兩鏈輪中心距 a 。4 滾子鏈傳動的設計步驟和方法滾子鏈傳動的設計步驟和方法選取鏈輪齒數選取鏈輪齒數z1、z2小鏈輪齒數小鏈輪齒數z1的選取的選取過?。憾噙呅涡?、鉸鏈磨損、有效拉力過?。憾噙呅涡?、鉸鏈磨損、有效拉力過大：尺寸和質量大、發(fā)生跳齒和掉鏈現象過大：尺寸和質量大、發(fā)生跳齒和掉鏈現象)180sin(0zpd dz eFdT2CTd eF )180sin(0zpd )180sin(0zpd鏈節(jié)距增長量與鉸鏈外移量鏈節(jié)距增長

8、量與鉸鏈外移量 小鏈輪的齒數應適當取較大值，以增加傳動的小鏈輪的齒數應適當取較大值，以增加傳動的平穩(wěn)性和工作壽命。平穩(wěn)性和工作壽命。一般鏈輪的齒數在一般鏈輪的齒數在17114之間。之間。 因為鏈節(jié)數常為偶數，為使鏈條及鏈輪磨損均勻，因為鏈節(jié)數常為偶數，為使鏈條及鏈輪磨損均勻，鏈輪齒數常取與鏈節(jié)數互為質數的奇數。鏈輪齒數常取與鏈節(jié)數互為質數的奇數。大鏈輪的齒數大鏈輪的齒數z2大鏈輪的齒數大鏈輪的齒數 z2 是由是由 z1 及傳動比及傳動比 i 確定的確定的Z2=iZ1120圓整為奇整數圓整為奇整數計算單排鏈的額定功率計算單排鏈的額定功率PcaPKKKppzAcaKA工況系數工況系數Kz主動鏈輪齒

9、數系數主動鏈輪齒數系數Kp多排鏈系數，雙排鏈時，多排鏈系數，雙排鏈時， Kp =1.75； 三排鏈時，三排鏈時，Kp =2.5輸輸入入動動力力種種類類工工 況況內內燃燃機機液液力力傳傳動動電電動動機機或或汽汽輪輪機機內內燃燃機機機機械械傳傳動動平平穩(wěn)穩(wěn)載載荷荷1.01.01.2中中等等沖沖擊擊1.21.31.4嚴嚴重重沖沖擊擊1.41.51.7工況系數工況系數KA確定鏈條的型號和鏈節(jié)距確定鏈條的型號和鏈節(jié)距p根據根據Pca、 n1值由圖值由圖9-11選取鏈號選取鏈號設計原則：保證足夠的承載能力條件下，盡量用設計原則：保證足夠的承載能力條件下，盡量用小節(jié)距單排鏈，高速重載時選用小節(jié)距多排鏈。小節(jié)

10、距單排鏈，高速重載時選用小節(jié)距多排鏈。一般在傳動中心距較小、傳動比較大時，選用小一般在傳動中心距較小、傳動比較大時，選用小節(jié)距多排鏈，中心距較大，傳動比較大時，可用節(jié)距多排鏈，中心距較大，傳動比較大時，可用大節(jié)距單排鏈。大節(jié)距單排鏈。鏈號鏈號 鏈條節(jié)距鏈條節(jié)距計算鏈節(jié)數和中心距計算鏈節(jié)數和中心距初選中心距初選中心距a0 ：一般可取一般可取a0=(3050)p ，有張緊裝置時取，有張緊裝置時取a0max=80p，中心距不可調整時，取，中心距不可調整時，取a0=30p 。過小：過?。篘疲勞、疲勞、 易跳齒，掉鏈易跳齒，掉鏈過大：松邊下垂大，顫動。過大：松邊下垂大，顫動。計算鏈節(jié)數計算鏈節(jié)數0212

11、210222apzzzzpaLp計算出的鏈節(jié)數圓整為整偶數計算出的鏈節(jié)數圓整為整偶數鏈傳動的最大中心距：鏈傳動的最大中心距：)(2211zzLpfapf1中心距計算系數中心距計算系數計算壓軸力計算壓軸力FP PF PFeKFKFP-壓軸力系數，鏈傳動水平布置時取壓軸力系數，鏈傳動水平布置時取1.15，垂直布置，垂直布置 時取時取1.05Fe鏈傳動有效圓周力，即工作拉力鏈傳動有效圓周力，即工作拉力5 低速鏈傳動（低速鏈傳動（v0.6m/s)的靜強度計算的靜強度計算lim1F48c aAnSKF校核安全系數校核安全系數Flim單排鏈極限拉伸載荷，單排鏈極限拉伸載荷，n排數排數KA工作情況系數工作情

12、況系數F1鏈的緊邊工作拉力，鏈的緊邊工作拉力，1ecfFFFF9-6 鏈傳動的布置、鏈傳動的布置、張張緊與潤滑緊與潤滑1 鏈傳動的布置鏈傳動的布置2 鏈傳動的張緊鏈傳動的張緊3 鏈傳動的潤滑鏈傳動的潤滑1 鏈傳動的布置鏈傳動的布置鏈傳動合理布置的原則：鏈傳動合理布置的原則：（1）兩鏈輪回轉平面應在同一垂直平面內，并保持兩）兩鏈輪回轉平面應在同一垂直平面內，并保持兩輪軸線相互平行。輪軸線相互平行。（2）兩鏈輪中心連線最好是水平的，若因工作需要不能）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)，則應使兩鏈輪中心連線與水平線夾角盡處于水平狀態(tài)，則應使兩鏈輪中心連線與水平線夾角盡量小于量小

13、于45，應避免垂直傳動布置。，應避免垂直傳動布置。（3）鏈傳動最好是緊邊在上，松邊在下，以便防止當）鏈傳動最好是緊邊在上，松邊在下，以便防止當松邊下垂量過大時，鏈條與鏈輪輪齒發(fā)生干涉（咬鏈）松邊下垂量過大時，鏈條與鏈輪輪齒發(fā)生干涉（咬鏈）或松邊與緊邊相碰?；蛩蛇吪c緊邊相碰。錯誤錯誤正確正確2 鏈傳動的張緊鏈傳動的張緊通常張緊方法有：通常張緊方法有：調整中心距調整中心距中心距不能調節(jié)時，可采用張緊輪中心距不能調節(jié)時，可采用張緊輪中心距不可調時，可采用壓板、托板調整中心距不可調時，可采用壓板、托板調整鏈節(jié)磨損變長后，取掉幾節(jié)鏈節(jié)鏈節(jié)磨損變長后，取掉幾節(jié)鏈節(jié)常見張緊裝置：常見張緊裝置： 彈簧自動張緊

14、 吊重自吊重自動張緊動張緊 偏心定偏心定期張緊期張緊螺旋定期張緊螺旋定期張緊 壓板和托板壓板和托板張緊張緊3 鏈傳動的潤滑鏈傳動的潤滑鏈傳動潤滑方式鏈傳動潤滑方式潤滑的目的：減輕磨損，緩和沖擊潤滑的目的：減輕磨損，緩和沖擊人工定期潤滑人工定期潤滑壓力噴油潤滑壓力噴油潤滑潤滑方式的選擇潤滑方式的選擇根據鏈速根據鏈速v和鏈號，由圖和鏈號，由圖9-14選擇選擇1 12260 100060 1000n z pn z pv 潤滑劑的選擇潤滑劑的選擇 潤滑油推薦采用牌號為：潤滑油推薦采用牌號為： L-AN32L-AN32、L-AN46L-AN46、L-L-AN68AN68等全損耗系統(tǒng)用油。等全損耗系統(tǒng)用油。潤滑油潤滑油潤滑脂潤滑脂潤滑劑潤滑劑1鏈傳動的主要失效形式有哪幾種？設計準則是什么？2鏈傳動的額定功率曲線是在什么條件下得到的，在實際使用中要進行哪些項目的修正？3為什么鏈節(jié)距p是決定鏈傳動承載能力的重要參數？根據什么條件來確定它的大?。?低速鏈傳動（v0.6 ms）的主要失效形式及設計準則是什么？ 例題例題 設計拖動某帶式運輸機用設計拖動某帶式運輸機用的鏈傳動。已知：電動機功率的鏈傳動。已知：電動機功率P=10kW，轉速，轉速n=970r/min，電動機，電動機軸頸軸頸D=42mm，傳動比，傳動比i=3，載荷平，載荷平穩(wěn)，鏈傳動中心距不小