鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

1、鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)第1頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：沒(méi)有滑動(dòng)；工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較??；效率較高，可以達(dá)到98% ；能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等；需要時(shí)軸間距離可以很大。鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：只能用于平行軸間的傳動(dòng)；瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)；不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動(dòng)中應(yīng)用；工作時(shí)有噪聲；制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高等。鏈傳動(dòng)的應(yīng)用：鏈傳動(dòng)主要用于要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其它不宜采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)中。目前，

2、最大傳遞功率達(dá)到5000 kW，最高速度達(dá)到40m/s，最大傳動(dòng)比達(dá)到15，最大中心距達(dá)到8m。由于經(jīng)濟(jì)及其他原因，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)功率一般小于100 kW，速度小于15m/s，傳動(dòng)比小于8。第2頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三11.1.2 鏈的分類按照工作性質(zhì)的不同：傳動(dòng)鏈、起重鏈、曳引鏈。最常用的是傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈主要用來(lái)傳遞動(dòng)力，通常都在中等速度( 20 m/s)以下工作。起重鏈主要用在起重機(jī)械中提升重物，其工作速度不大于0.25m/s。曳引鏈主要用在運(yùn)輸機(jī)械中移動(dòng)重物，其工作速度不大于2 m/s4 m/s。傳動(dòng)鏈主要分為：套筒鏈、套筒滾子鏈(簡(jiǎn)稱滾子鏈)、齒形鏈和成

3、型鏈。圖 11.3 滾子鏈結(jié)構(gòu) 圖11.4 雙排鏈結(jié)構(gòu)第3頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三滾子鏈的鏈板一般做成8字形，以使它的各個(gè)橫截面具有接近相等的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)也減少了鏈的重量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。節(jié)距P是鏈的基本特性參數(shù)。滾子鏈的節(jié)距是指鏈在拉直情況下，相鄰滾子外圓中心之間的距離。套筒和銷軸間的接觸面積稱為鉸鏈承壓面，它的投影面積 A為當(dāng)傳遞大功率時(shí)，可以用雙排鏈或多排鏈。把一根以上的單列鏈并列、用長(zhǎng)銷軸聯(lián)接起來(lái)的鏈稱為多排鏈。多排鏈的排數(shù)一般不超過(guò)34排，因?yàn)榕艛?shù)的增加會(huì)導(dǎo)致各排受力不均增加。當(dāng)載荷大而要求排數(shù)多時(shí)，可采用兩根或兩根以上的雙排鏈或三排鏈。第4頁(yè)，共

4、31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三鏈的節(jié)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要而定，通過(guò)鏈接頭鏈接。當(dāng)一根鏈的鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)采用連接鏈節(jié)；當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則必須加一個(gè)過(guò)渡鏈節(jié)。過(guò)渡鏈節(jié)的鏈板受有附加彎矩，最好不用，但在重載、沖擊、反向等繁重條件下工作時(shí)，采用全部由過(guò)渡鏈節(jié)構(gòu)成的鏈，柔性較好，能減輕沖擊和振動(dòng)。滾子鏈的標(biāo)記為：鏈號(hào) 排數(shù) 整鏈鏈節(jié)數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 第5頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三11.2.2 齒形鏈齒形鏈又稱無(wú)聲鏈，它是由一組帶有兩個(gè)齒的鏈板左右交錯(cuò)并列鉸接而成；鏈齒外側(cè)是直邊，工作時(shí)鏈齒外側(cè)邊與鏈輪輪齒相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，其嚙合的齒楔角有60 和70兩種，前者

5、用于節(jié)距p9.525mm，后者用于p40HRC；高速、重載、連續(xù)工作的傳動(dòng)，采用低碳鋼、低碳合金鋼表面滲碳淬火(如用15、20Cr、12CrNi3等鋼淬硬至55HRC-60HRC)或中碳鋼、中碳合金鋼表面淬火(如用45、40Cr、45Mn、35SiMn、35CrMo等鋼淬硬到40HRC50HRC)。載荷平穩(wěn)、速度較低、齒數(shù)較多時(shí)，也允許采用 的鑄鐵制造鏈輪。由于小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，因此對(duì)材料的要求也比大鏈輪高。當(dāng)大鏈輪用鑄鐵制造時(shí)，小鏈輪通常都用鋼。第10頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三11.4 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性第11頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23

6、點(diǎn)34分，星期三鏈的水平方向的加速度鏈的垂直方向分速度相對(duì)嚙合沖擊動(dòng)能若鏈條松弛，在起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、載荷變化等情況下，將產(chǎn)生慣性沖擊，使鏈傳動(dòng)產(chǎn)生很大的動(dòng)載荷。 第12頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三11.5 鏈傳動(dòng)的受力分析工作拉力 ：離心拉力 ：垂度拉力 ：緊邊總拉力：松邊總拉力：軸上的載荷： 第13頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三11.6 滾子鏈傳動(dòng)的失效形式及計(jì)算方法鏈傳動(dòng)的失效形式有： (1) 鉸鏈元件由于疲勞強(qiáng)度不足而破壞。 (2) 因鉸鏈銷軸磨損使鏈節(jié)距過(guò)度伸長(zhǎng)（在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下允許伸長(zhǎng)率為3%），從而破壞正確嚙合和造成脫鏈現(xiàn)

7、象； (3) 潤(rùn)滑不當(dāng)或轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，銷軸和套筒的摩擦表面易發(fā)生膠合破壞； (4) 經(jīng)常起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)的鏈傳動(dòng)，由于過(guò)載造成沖擊破斷； (5) 低速重載的鏈傳動(dòng)，鉸鏈元件發(fā)生靜強(qiáng)度破壞； (6) 鏈輪輪齒磨損。額定功率曲線 第14頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三額定功率確定方法對(duì)于的低速鏈傳動(dòng)，鏈的主 要失效形式是過(guò)載拉斷，應(yīng) 進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度安 全系數(shù)應(yīng)滿足下列要求試驗(yàn)條件：兩鏈輪安裝在同一個(gè)水平面上，單列鏈水平布置、載荷平穩(wěn)、工作環(huán)境正常、按推薦的潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑、使用壽命15000h；鏈因磨損而引起鏈節(jié)距的相對(duì)伸長(zhǎng)量。第15頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日

8、，23點(diǎn)34分，星期三11.7 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和主要參數(shù)的確定設(shè)計(jì)滾子鏈時(shí)的原始數(shù)據(jù)為：傳動(dòng)的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速（或傳動(dòng)比）、原動(dòng)機(jī)種類、載荷性質(zhì)以及傳動(dòng)用途等。設(shè)計(jì)步驟 ： 1選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2 小鏈輪齒數(shù)對(duì)鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)多或過(guò)少。過(guò)少時(shí)將：1)增加傳動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷；2)增加鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，從而增大功率消耗；3)增加鉸鏈承壓面間的壓強(qiáng)（因齒數(shù)少時(shí)，鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將增加），從而加速鉸鏈磨損等；4)增加鏈傳動(dòng)的圓周力，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞。由于鏈節(jié)數(shù)應(yīng)選用偶數(shù)，所以鏈輪齒數(shù)最好選質(zhì)數(shù)或不能整除鏈節(jié)數(shù)的數(shù)。并優(yōu)先選取1

9、7、19、21、23、25、38、57、76、95、114。 第16頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三 2 確定傳動(dòng)比i 鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般 ，推薦 ，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允許到10（個(gè)別情況可到15）。如傳動(dòng)比過(guò)大，則鏈包在小鏈輪上的包角過(guò)小，嚙合的齒數(shù)太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現(xiàn)跳齒，破壞正常嚙合，通常包角最好不小于 ，傳動(dòng)比在3左右。 3確定計(jì)算功率 4確定鏈節(jié)距：在承載能力足夠條件下，應(yīng)選取較小節(jié)距的單排鏈，高速重載時(shí)，可選用小節(jié)距的多排鏈。一般，載荷大、中心距小、傳動(dòng)比大時(shí)，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動(dòng)比小時(shí)選大節(jié)距單排鏈。 5確

10、定中心距和鏈長(zhǎng)第17頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三 6鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速鏈速的提高受到動(dòng)載荷的限制，所以一般最好不超過(guò)12 m/s。如果鏈和鏈輪的制造質(zhì)量很高，鏈節(jié)距較小，鏈輪齒數(shù)較多，安裝精度很高，以及采用合金鋼制造的鏈，則鏈速也允許超過(guò)20m/s30m/s。鏈輪的最佳轉(zhuǎn)速和極限轉(zhuǎn)速。 7計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的力FQ第18頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三11.8齒型鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒形鏈的基本參數(shù)確定方法為：鏈輪齒數(shù)，通常，且宜取奇數(shù)齒；傳動(dòng)比 ，通常取 ，推薦 ；齒型鏈節(jié)距、鏈寬和適用小鏈輪轉(zhuǎn)速范圍；第19頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20

11、日，23點(diǎn)34分，星期三圖 11.19 齒型鏈傳動(dòng)額定功率曲線(b=1mm、z1=21、平穩(wěn)載荷)第20頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三11.9鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)的合理布置兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一垂直平面內(nèi);兩鏈輪中心連線最好是水平的，或與水平面成 以下的傾斜角，盡量避免垂直傳動(dòng)。屬于下列情況時(shí)，緊邊最好布置在傳動(dòng)的上面： 1)中心距 和 的水平傳動(dòng)； 2)傾斜角相當(dāng)大的傳動(dòng)； 3)中心距 、傳動(dòng)比 和鏈輪齒數(shù) 的水平傳動(dòng)。 圖11.20 傳動(dòng)鏈的布置第21頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三鏈傳動(dòng)的張緊方法鏈傳動(dòng)張緊的目的，主要是為

12、了避免由于鏈條垂度過(guò)大產(chǎn)生嚙合不良和鏈條振動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)也為了增加鏈條的包角。張緊力并不決定鏈的工作能力，而只是決定垂度的大小。當(dāng)兩輪中心連線傾角大于60時(shí)，一般都要設(shè)置張緊裝置。最常見(jiàn)的張緊方法是移動(dòng)鏈輪以增大兩輪的中心距。但如中心距不可調(diào)時(shí)，也可以采用張緊輪傳動(dòng)。張緊輪應(yīng)裝在靠近主動(dòng)鏈輪的松邊上。不論是帶齒的還是不帶齒的張緊輪，其分度圓直徑最好與小鏈輪的分度圓直徑相近。不帶齒的張緊輪可以用夾布膠木制成，寬度應(yīng)比鏈約寬5mm。此外還可用壓板或托板張緊。對(duì)于中心距大的鏈傳動(dòng)，用托板控制垂度更為合理。第22頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑、護(hù)罩或鏈條箱 人工

13、定期潤(rùn)滑；滴油潤(rùn)滑；油浴或飛濺潤(rùn)滑；壓力噴油潤(rùn)滑圖11.22 建議使用的潤(rùn)滑油方法第23頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三復(fù)習(xí)思考題1、鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)相比有什么優(yōu)缺點(diǎn)？應(yīng)用范圍如何？2、傳動(dòng)鏈有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？各有何特點(diǎn)？3、鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比及圓周速度不均勻性是怎樣產(chǎn)生的？變化過(guò)程如何？4、鏈傳動(dòng)中產(chǎn)生動(dòng)載荷的原因有哪些？如何對(duì)其進(jìn)行分析？5、鏈傳動(dòng)中的主要作用力有哪幾種？各如何計(jì)算？作用于軸上的力如何計(jì)算？6、鏈傳動(dòng)的失效形式有哪些？極限功率曲線如何獲得？7、在設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比、鏈輪齒數(shù)、鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速、鏈節(jié)距、鏈長(zhǎng)度和中心距等參數(shù)如何選定？8、如何對(duì)鏈傳動(dòng)進(jìn)行合理布置及張緊？9、如何對(duì)鏈傳動(dòng)進(jìn)行潤(rùn)滑？第24頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三SEMINAR TOPIC分析鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)，并由此討論鏈傳動(dòng)這種傳動(dòng)形式在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如何從材料選取、幾何形狀、熱處理工藝、安裝調(diào)試等方面進(jìn)行全面考慮。第25頁(yè)，共31頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)34分，星期三本章作業(yè)13-7，13-8，1