鏈傳動-機械設計-課件-09

第九章

鏈傳動——

具有中間撓性件的嚙合傳動§9-1鏈傳動的類型、特點及應用一、組成工作原理：靠鏈條和鏈輪的嚙合來傳遞運

動和動力。二、特點（與帶傳動相比）優(yōu)點：1.↑i平=n1/n2=c2.壓軸力小3.安裝方便，成本低廉4.a↑缺點：1.平行軸，同向傳動2.i瞬=1/2≠c運動不均勻，噪聲,3.不宜用于載荷變化大，急速轉向處。三、應用：P≤100kWv<15m/s

i=2~4(可達8)：開式：0.90~0.93

閉式：0.97~0.98用于a大，i平

=c工作條件惡劣（溫度高、灰塵大、淋油、淋水）不宜用帶、齒輪的場合。四、種類：按用途：

傳動鏈

套筒滾子鏈

起重鏈

齒型鏈

曳引鏈§9-2傳動鏈一、滾子鏈1.結構：五部分：滾子1，套筒2，

銷軸3，內鏈板4，外鏈板5。接頭型式：

開口銷：大節(jié)距

彈簧卡片：小節(jié)距（開口與運動

方向相反）主要參數：p(承載能力)、d1、b1(內鏈 板內寬),Pt（排距）

排數：單排、雙排、多排（3，4）鏈節(jié)數Lp：偶數（避免過渡鏈節(jié)）2.型號、規(guī)格精度A級：一般傳動B級：重載、高速、重要傳動標記：p=鏈號×25.4/16(mm)鏈號排數鏈節(jié)數標準編號×例：10A——1×86GB1243.1——83p=15.875二、齒型鏈(無聲鏈）：嚙合傳動防軸向竄動:內導板：導向性好，高速重載。外導板：導向性差，簡單。

60op≥9.525mm70op<9.525mm齒楔角鉸鏈形式圓銷式：簡單,比壓大,磨損大。軸瓦式：軸瓦長,磨損較大。滾柱式：以滾代滑,磨損小。特點：優(yōu)點：傳動平穩(wěn)，噪聲小，↑

0.95~0.98

適宜高速沖擊。缺點：復雜，價高?！?-3滾子鏈鏈輪一、結構：三部分輪轂、輪輻——按帶輪結構設計輪緣（齒型）1.端面齒型標準齒形：三圓弧——直線凹形齒，采用標準滾刀加工。標注：“齒形按3RGB1244—85規(guī)定

制造”2.軸面齒形：按表9-6畫。二、鏈輪材料材料：一般：45調質。重要：45、40Cr齒面淬火。沖擊一般：15、20滲碳淬火重要：15Cr、20Cr滲碳

淬火要求：耐磨、耐沖擊、強度高。§9-4鏈傳動的運動特性運動不均勻性：

v瞬≠c

i瞬≠c

動載荷：沖擊、振動、噪聲運動特性原因：多邊形效應。改善措施。力學模型：邊長=p、邊數=Z、d=Zp平均鏈速：設：鏈水平

1=C，分度圓半徑R。一、鏈傳動的不均勻性1.瞬時速度

v瞬慢—快—慢向上↑0向下↓2.瞬時傳動比

i瞬二、動載荷

（原因）1.水平鏈速的變化2.垂直鏈速vy

的變化3.鏈條與鏈輪嚙合產生沖擊結論：鏈傳動多邊形效應引起運動不均勻性和產生動載荷——固有特性。措施：較小P，較多Z，限制

1§9-5鏈傳動的受力分析與帶傳動類似離心拉力懸重拉力

Fc=qv2q——單位長度鏈條長度，見表

9-1取大值Ff重度系數：f/a、查圖

9-11§9-6滾子鏈傳動的設計計算一、鏈輪的失效形式鏈輪壽命為鏈條的兩倍額定功率P02314小鏈輪轉速n1V>0.6m/s1.鏈條疲勞破壞2.滾子、套筒沖擊疲勞破壞3.鉸鏈的膠合破壞4.帳篷曲線V<0.6m/s低速——靜力強度破壞。二、額定功率P0A級滾子鏈的額定功率是在實驗條件下得出。實驗條件：單列、水平布置、載荷平穩(wěn)、

Z1=19、Lp=100、h=15000h

推薦潤滑、磨損相對伸長

≤3%注意：1.設計時修正2.不符合潤滑方式時功率P0應下降到下列數值：(2)當

1.5m/s<v<7m/s，

潤滑不良時，降至(0.15~0.3)P0(3)當

v>7m/s，

潤滑不良時，則傳動不可靠，

不宜采用。(1)當

v≤1.5m/s，

潤滑不良時，降至(0.3~0.6)P0

無潤滑時，降至0.15P0

（壽命不能保證15000h）三、滾子鏈傳動的設計步驟和方法輸入：P、n1、n2(i)、工作條件輸出：

鏈條：p、排數Z、Lp

鏈輪：材料，幾何尺寸，工作圖

張緊裝置，中心距

潤滑方式中、高速鏈傳動設計

v>0.6m/s

1.鏈輪齒數（影響運動特性、壽命）Z1——表9-8Z2=iZ1<120奇數過?。憾噙呅涡q鏈磨損、

有效拉力。過大：尺寸大、1↓2.傳動比i≤6,推薦

i=2~4過大：尺寸大、1↓3.鏈節(jié)距p（主要參數）運動，壽命，承載能力盡量：小節(jié)距，單排鏈高速、大功率a小，i大小節(jié)距，多排鏈i小——大節(jié)距，單排鏈。按

P0

n1——圖

9-13KA——工作情況系數

（表9-9）KP——多排鏈系數，表9-11KZ——小鏈輪齒數系數（表9-10）凸峰左（鏈板疲勞）；凸峰右（鉸鏈沖擊疲勞）。KL——鏈長系數

（表9-10）凸峰左；凸峰右。4.中心距a、鏈節(jié)數Lpa0=(30~50)pamax=80p過小：N↑疲勞、↓易跳齒，掉鏈過大：下垂大，顫動。5.小鏈輪轂孔最大直徑dKmax由p、Z→表9-4dKmax≥d軸6.壓軸力Q壓軸力系數：水平：KQ=1.15

垂直：KQ=1.05四、低速鏈傳動的靜力強度計算§9-7鏈傳動的布置、預緊與潤滑一、布置合理傳動工作能力使用壽命表9-12正確錯誤正確錯誤正確錯誤二、張緊方式：調整中心距；取掉鏈節(jié)；張緊輪（松邊，小鏈輪處）；壓板、托板。三、潤滑1.采用圖9-14推薦潤滑方式;表9-13潤滑方法。2.潤滑劑：全損耗系統(tǒng)用油。一般：L—AN32L—AN46 L—AN68低速、重載：添加劑MoS2，

WS2等。

潤滑脂（定期清洗和涂

抹）。

例題

設計拖動某帶式運輸機用的鏈傳動。已知：電動機功率P=10kW，轉速n=970r/min，電動機軸頸D=42mm，傳動比i=3，載荷平穩(wěn)，鏈傳動中心距不小于550mm（水平布置）。[解]采用滾子鏈傳動，設計步驟及方法如下：1.選擇鏈輪齒數

Z1Z22.計算功率Pca5.確定鏈長L及中心距a6.驗算鏈速7.驗算小鏈輪轂孔dk8.作用在軸上的壓軸力3.確定鏈條鏈節(jié)數Lp4.確定鏈條的節(jié)距p計算機輔助設計

(ComputerAidedDesign,CAD)

一

CAD簡介定義：在人參與下利用計算機自動進行

最佳設計。提出：1963年春，美MIT設想。80年代

初第二屆國際CAD會議提出。

內容：1.科學計算

2.圖形

3.信息處理

4.產品分析

5.技術管理系統(tǒng)：硬件：主機、顯示器、掃描儀、

鼠標器、打印機、繪圖儀、數

字化儀。軟件：數學庫、方法庫

、CAD、優(yōu)化、

可靠性、有限元、動態(tài)分析。數據庫：工程數據庫、繪圖軟件包、管

理軟件包。二

應用和發(fā)展

1.發(fā)展階段：由第一代----第五代（人工智能）2.國家CAD總目標

3.機械工業(yè)CAD總目標特點：高效率、高精度、高可靠性、

低成本。機械設計綜合作業(yè)

----鏈傳動程序設計一、功能1.能對如下已知條件的鏈傳動進行設計

計算（1）主動鏈輪傳遞的功率P1；（2）主動鏈輪轉速n1；（3）傳動比i；（4）載荷性質。輸入：

2.能自動計算出符合要求的所有的鏈節(jié)距p和相應的鏈排數Z的方案，每一方案還應包括以下結果：（1）鏈節(jié)數Lp;（2）傳動中心距a，齒數Z1、Z2，分度圓直徑d1、d2，齒頂圓直徑da1、da2，齒根圓直徑df1、df2等；

（3）圓周力F，壓軸力Q；（4）潤滑條件；3.當鏈速v>0.6m/s時，按疲勞強度計算；4.當鏈速v<0.6m/s時，按靜力強度計算；

二、要求（一）符號說明表；表1符號說明表開始輸入設計資料輸入P1,N1,I,s,A0選KAJ=1Z1=17Z2=Z1IZ2<=120求KZ,LP,KL

求V求潤滑條件V<0.6V-Z1相應求P0求Z求A,LP,D,DA,DF,Q輸出結果Z=1J=J+1停機Z2=120Z1=Z2/I求F1向大處圓整取Z1NYYYNNNY（二）程序主框圖(三)原始數據

,（如P1,N1,I,NS等）宜用人

機對話形式輸入。以輸入傳動比I為

例：

REALIWRITE(*,*)`I=?INPUTVELOCITYRATIO`READ(*,*)I

(四)自動形成多方案的辦法在疲勞強度計算中，考慮到實驗所得功率曲線值的修正，

其公式為：

(1)可化為：(2)式中

KA—工作情況系數

KZ—小鏈輪齒數系數

KL—鏈長系數

KP—多排鏈系數

P0—

特定條件下，單排鏈所能傳

遞的功率

P1

—小鏈輪輸入功率

程序中，可從最小節(jié)距鏈條開始，逐一按其P0，通

過式（2）計算出所需的KP值，再由[1]表9-11，求得需要的鏈排數Z，直到Z=1，停止計算。在靜強度計算中，應滿足：（3）式中

S—鏈傳動抗拉靜力強度安全系數，

取4—8Q—單排鏈的極限拉伸載荷，查

表9-1F1—鏈的緊邊拉力程序中，也可從最小的鏈節(jié)距開始，逐一由其Q，按式（4）計算出所需的排數Z，直到Z=1，停止計算?？苫癁椋海?）(五)設計資料的存儲與索取在鏈傳動設計中有許多圖表，需要將其存入計算機內，現介紹幾種索取方法，供參考。1.顯示表格，人機對話索取。例如選取工作情況系數

KA,為簡化起見，可只按常用的電動機一項列出菜

單供選擇，程序語句為：REALKAW(*.*)KA=1.1STEADYW(*.*)KA=1.3LIGHTSHOCKW(*.*)KA=1.5HEAVESHOCKW(*.*)KA=?R(*,*)KA程序中W表示WRITE，R表示READ，以下同。2.數組存儲，按序號索取。對于間斷的

數值，可以先確定序號，然后索取

相應的數值，這方法最為簡便。鏈

條的九種節(jié)距可用P(9)存儲，極限

拉伸載荷(單排)可用Q(9)數組存儲。

索取時，只要有確定的元素序號，

便可索取到相應的值。由于設計數

據很多，可將其存于數據文件中，

然后讀入。對于鏈節(jié)距和極限載荷

的存儲與選取，可參考以下形式。C數據說明

DIMENSIONP(8),Q(8)C在8邏輯通道中打開數據文件，文件名ROPEN(8,FILE=`R`,STATUS=`OLD`)C按自由格式讀入三個數組

R(8,*)PR(8,*)QC從最小節(jié)距開始，逐一索取并顯示

DO100J=1,9W(*,*)`J=`,JW(*,*)`P=`,P(J)W(*,*)`Q=`,Q(J)100CONTINUER數據文件內容：12.70,15.875,19.05,25.40,31.75,38.10,44.45,50.80,63.50,13.8,21.8,31.1,55.6,86.7,124.6,169.0,222.4,347.0

注意：(1)數據文件名自定，由8個或8個以下字母或數字組成，可以有附加名，也可以沒有。邏輯通道號為1—99的任意一整數。(2)讀入語句中的變量或數組元素務必與數據文件中的數據順序對應，每一讀入語句，在數據文件中有相應的一行。(3)STATUS=`OLD`,表示讀文件已建立。3數據存儲，尋查序號。有時序號不能先確定，而是通過一個自變量去查尋另一個應變量的序號。例如，[1]表9-11中，如何從KP值來確定鏈排數Z。由表可見,當1<KP

1.7時，應取Z=2,當1.7<KP

2.5時，應取Z=3等，Z是間斷的整數列，應向大處取值方能滿足強度要求。若將KP數列放入AKP(6)數組并讀入程序后，可采用如下語句選取Z即JZ。

REALKPDO10N=1,6IF(KP?LE?AKP(N)),GOTO2010CONRINUE20JZ=N

有的圖線可以化為數組存儲，再尋查序號。例如[1]圖9-14中，由小鏈輪鏈速尋查潤滑條件時，可將每種節(jié)距鏈速v的潤滑分界值放在數組RH(9,3)中，參看表2。設L=1為人工定期潤滑,L=2為滴油潤滑

,L=3為油浴或飛濺潤滑，L=4為壓力噴油潤滑。當v小于或等于某界值時，即屬于該區(qū)潤滑條件;若大于三個界值時，則為第四種潤滑條件。

表2潤滑條件的鏈速分界值（m/s）程序可編為:REALN1DO100J=1,9V=Z1*N1*P(J)/60000DO30L=1,3IF(V?LE?RH(J,L))GOTO4030CONTINUEL=440IF(L?EQ?1)W(*,*)`ArtificialLubrication`IF(L?EQ?2)W(*,*)`Dropingoil`IF(L?EQ?3)W(*,*)`Ranseintoorstir`IF(L?EQ?4)W(*,*)`Preosuredoil`100CONTINUE4試算處理。如小鏈輪齒數Z1由鏈速v選擇,但v又必須在選定Z1

算出節(jié)距p后方能求出，則應先假定Z1或v再驗算，此方法稱試算法，先要分析Z1--v的關系,鏈速高時采用較大的Z1

，但考慮到結構緊湊，應取v允許下最小值，建議

v=0.6—3m/s時取Z1=17,v=3—8m/s時取

Z1=21,v>8m/s時取Z1=25。程序語句供參考：

REALI，N1Z1=17

20Z2=1*Z1

DO100J=1,9V=Z1*N1*P(J)/60000IF(V?GT?3?AND?V?LE?8)THENZ1=21GOTO20ELSEIF(V?GT?8)THENZ1=25GOTO20ENDIF100CONTINUE5擬合公式法。將圖線或表格化為相擬合的公式，進行計算求值。如[1]圖9-13功率曲線中，可取出小鏈輪轉速拐點

n1`,作為區(qū)分鏈板疲勞強度和滾子、套筒沖擊疲勞強度分界點，放入數組

NIP(9)中，其值見表5。判別后采用不同公式計算滾子鏈額定功率，KZ,KL也按同法處理。擬合公式為：(5)(6)

表3小鏈輪轉速分界點n1(r/min)(六)參數圓整處理（1）四舍五入圓整。如對Z1,Z2的處理可采用下述函數語句。

C建立四舍五入圓整Z的函數語句

IZ(Z)=IFIX(Z+0.5)C圓整Z1為IZ1，并賦值Z1，準備以

后運算用。

IZ1=IZ(Z1)Z1=FLOAT(IZ1)

C計算并圓整Z2為IZ2,賦值Z2備運算

用。

Z2=Z1*IIZ2=IZ(Z2)Z2=FLOAT(IZ2)C若Z2大于120，取Z2=120，并重

算Z1。

IF(IZ2?LE?120)GOTO15IZ2=120Z2=120Z1=120/IIZ1=IZ(Z1)ZI=FLOAT(IZ1)15CONTINUE

（2）向大處圓整。

如為保證強度，鏈排數

Z向大處圓整為JZ，語句：

JZ=IFIX(Z+0.99999)（3）圓整為相近的偶數。如計算出的