第9章鏈傳動課件

第9章鏈傳動§9-1鏈傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用§9-2傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)§9-6滾子鏈傳動的計(jì)算§9-4鏈傳動的運(yùn)動特性§9-7鏈傳動的布置、張緊和潤滑§9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料§9-5鏈傳動的受力分析湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制§9-1鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用組成：鏈輪、環(huán)形鏈條作用：鏈與鏈輪輪齒之間的嚙合實(shí)現(xiàn)平行軸之間的同向傳動。湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授特點(diǎn)：與帶傳動相比1.

鏈輪傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比；2.需要的張緊力小，作用在軸上的壓力小，可減少軸承的摩擦損失

；3.結(jié)構(gòu)緊湊；4.能在高溫，有油污等惡劣環(huán)境下工作；與傳齒輪動相比5.制造和安裝精度較低，中心距較大時其傳動結(jié)構(gòu)簡單。缺點(diǎn)：

瞬時轉(zhuǎn)速和瞬時傳動比不是常數(shù)，傳動的平穩(wěn)性較差，有一定的沖擊和噪聲。應(yīng)用：

廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、石油機(jī)械、機(jī)床及摩托車中。湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授工作范圍：傳動比：i

≤8中心距：a≤5~6m傳遞功率：P

≤100kw圓周速度：v

≤15m/s傳動效率：η

≈0.95~0.98

湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制銷軸與外鏈板鉚牢，分別稱為內(nèi)外鏈節(jié)。內(nèi)外鏈節(jié)構(gòu)成一個鉸鏈。當(dāng)鏈條嚙入嚙出時，內(nèi)外鏈節(jié)作相對轉(zhuǎn)動。同時滾子沿鏈輪鏈齒滾動，可減少鏈條與輪齒的磨損。內(nèi)外鏈板均做成8字形，以減輕重量，并保持各橫截面的強(qiáng)度大致相等§9-2傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、鏈條類型滾子鏈的組成：滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板、外鏈板。齒形鏈滾子鏈套筒與銷軸、滾子與套筒均為間隙配合潘存云教授研制銷軸滾子外鏈板套筒內(nèi)鏈板內(nèi)鏈板緊壓在套筒兩端，稱為內(nèi)鏈節(jié)。潘存云教授研制湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授鏈條材料：碳素鋼或合金鋼，經(jīng)熱處理，以提高強(qiáng)度和耐磨性。套筒滾子鏈的剖面結(jié)構(gòu)：潘存云教授研制滾子套筒銷軸內(nèi)鏈板外鏈板湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)表示。鏈節(jié)數(shù)最好取偶數(shù)，以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接。若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則采用過渡鏈節(jié)，在鏈條受拉時，過度鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，通常應(yīng)避免采用。潘存云教授研制滾子鏈的標(biāo)記：標(biāo)記實(shí)例：08A-1×88GB1243.1—83

A系列，節(jié)距12.7mm,單排，88節(jié)鏈號國標(biāo)號排數(shù)鏈節(jié)數(shù)×過渡鏈節(jié)湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授齒形鏈板的兩側(cè)是直邊，工作時鏈板的側(cè)邊與鏈輪齒廓相嚙合。鏈板的成形孔內(nèi)裝入棱柱，兩棱柱相互滾動，可減小摩擦和磨損。齒形鏈?zhǔn)怯稍S多齒形鏈板用鉸鏈連接而成。優(yōu)點(diǎn)：與滾子鏈相比，齒形鏈運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、承受沖擊載荷的能力高。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、比較重。應(yīng)用場合：多應(yīng)用于高速（鏈速可達(dá)40m/s）或運(yùn)動精度要求較高的場合。p潘存云教授研制直邊直邊O60?

潘存云教授研制湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授應(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湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授(一)基本參數(shù)及主要尺寸

滾子鏈鏈輪的參數(shù)齒側(cè)圓弧半徑：re

齒溝圓弧半徑：

ri

齒溝角：α

鏈輪的節(jié)距：p

——弦長分度圓直徑：潘存云教授研制d1dda各種鏈輪的實(shí)際斷面齒形介于最大最小齒槽形狀之間。這樣處理使鏈輪齒廓曲線設(shè)計(jì)具有很大的靈活性。但齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入或推出嚙合，并便于加工。鏈輪主要尺寸計(jì)算公式：§9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料reriαdf360?z

p湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制表9-2鏈輪轂孔最大許用直徑dkmax/mm11131517192123258.0010131620252831349.525111520242933374212.70182228344147515715.875223037455159657319.05273646536272808825.4038516174849510912031.755064809310812213715238.1060799511212914816518444.45719111113215317519621750.808010512915217720022424963.5010313216319322425427831076.20127163201239276311343372zP/mm湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制表9-3鏈輪主要尺寸計(jì)算公式一覽名稱代號計(jì)算公式備注分度圓直徑

d

d=p/sin(180/z)齒頂圓直徑

da

damax=d+1.25p-d1

damin=d+(1-1.6/z)p-d1

da=p[0.54+cot(180/z)]若為三圓弧一直線齒形，則有：分度圓弦齒高

ha

hamax=(0.625-0.8/z)p-0.5d1

hamin=0.5(p-d1)z

若為三圓弧一直線齒形，則有：ha=0.27p

齒根圓直徑

df

df=d-d1齒側(cè)凸緣圓直徑或排間槽dz

≤

pcot(180/z)-1.04h2-0.76mmdgh2——內(nèi)鏈板高度ha是為簡化放大齒形的繪制而引入的輔助尺寸hamin相應(yīng)damin

hamax相應(yīng)damax

可在damax、damin范圍內(nèi)任意選取，但選用damax時，應(yīng)考慮才用展成法加工有發(fā)生頂切的可能性。注：da、dg取整數(shù)，其它尺寸精確到0.01mm湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授表9-4鏈輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式倒角寬

ba

ba=(0.1~0.15)p

倒角半徑

rx

rx

≥

p

名稱代號計(jì)算公式備注齒寬

雙排、三排

bn0.91b10.93b1

單排0.93b10.95b1

四排以上0.88b10.93b1

鏈輪齒總寬

bfn

bfn

=(n-1)pt+bf1

倒角深

h

h=0.5p

齒側(cè)凸緣（或排間距）圓角半徑ra

ra

≈0.04

p

p≤12.7mmp≥12.7mmP>12.7mm時，經(jīng)制造廠同意，也可以使用p≤12.7mm時的齒寬。b1為內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬。僅適用于B型n——排數(shù)潘存云教授研制bf1bf2bf3ptptr5湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制d180?z

滾子鏈鏈輪端面齒形（二）鏈輪齒形這種三圓弧一直線齒形基本上符合標(biāo)準(zhǔn)齒槽形狀范圍，且具有較好的嚙合性能，并便于加工。r2bdcr3r1aa端面齒形：三圓弧一直線湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制bg(h)r5g潘存云教授研制bB2B3ptptr5軸面齒形：圓弧+直線便于進(jìn)入或退出嚙合單排鏈輪軸面齒形多排鏈輪軸面齒形材料與熱處理：碳素鋼、鑄鐵、重要鏈輪可用合金鋼。齒面需經(jīng)熱處理以提高接觸強(qiáng)度和耐磨性。直線指采用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工r4湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制鏈輪的結(jié)構(gòu)實(shí)心式——小直徑潘存云教授研制湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授孔板式——中等直徑潘存云教授研制潘存云教授研制鏈輪的結(jié)構(gòu)實(shí)心式——小直徑潘存云教授研制潘存云教授研制湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制組合式——大直徑，齒圈可更換。潘存云教授研制孔板式——中等直徑鏈輪的結(jié)構(gòu)實(shí)心式——小直徑潘存云教授研制潘存云教授研制湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授鏈輪的材料鏈輪的材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度，由于小鏈輪的工作情況較大鏈輪的惡劣些，故小鏈輪通常采用較好的材料制造。材料熱處理熱處理后硬度應(yīng)用范圍15、2050~60HRCz<25，有沖擊載荷的主從動輪35正火160~200HBS在正常工作條件下，齒數(shù)Z>25的鏈輪40、50、ZG310-570淬火、回火40~50HRC無劇烈振動及沖擊的鏈輪15Cr、20Cr50~60HRC滲碳、淬火、回火有動載荷及傳遞角大功率的重要鏈輪Z<25Q235、Q23735SiMn、焊接后退火140HBS中等速度、傳遞較大功率的鏈輪35SiMn、40Cr35CrMo淬火、回火40~50HRC使用優(yōu)質(zhì)鏈條、重要的鏈輪灰鑄鐵(HT150以上)淬火、回火260~280HBSz>50的從動鏈輪滲碳、淬火、回火功率小于6kW、速度較高、要求傳動平穩(wěn)和噪聲小的臉輪夾布膠木湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授β一、鏈傳動的速度分析鏈條的平均線速度：平均傳動比為：R1ω1ω1分度圓瞬時線速度：鏈條的瞬時線速度沿AB方向，νAB鏈條進(jìn)入鏈輪后形成折線，因此鏈傳動相當(dāng)于一對多邊形輪之間的傳動。其大小為：§9-4鏈傳動的運(yùn)動特性R1鏈條的瞬時線速度沿垂直方向的分量為：湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授β為相位角：鏈輪每轉(zhuǎn)過一齒，鏈速時快時慢變化一次。由此可知，當(dāng)鏈輪等速回轉(zhuǎn)時，瞬時鏈速和順時傳動比都作周期性變化。變化范圍ββνxAB180?z1180?z1潘存云教授研制R1R1ω1鏈速分量作周期性變化，從而使鏈條上下抖動。鏈速分量:ω1湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授同理，對于從動輪，也有：ββνxAB180?z1180?z1潘存云教授研制R1R1ω1上式表明，當(dāng)主動鏈輪作等速轉(zhuǎn)動時，從動鏈輪隨γ、β的變化作周期性的變速轉(zhuǎn)動。鏈傳動的瞬時傳動比：鏈速分量作周期性變化，從而使鏈條上下抖動。由于鏈速是變化的，鏈傳動在工作時，鏈的瞬時傳動比是變化的。會產(chǎn)生振動和動載荷！這種特性被稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。ω1湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授二、鏈傳動的動載荷鏈傳動中的多邊形效應(yīng)造成鏈條和鏈輪都是周期性的變速運(yùn)動，從而引起動載荷。鏈條前進(jìn)的加速度引起的動載荷為：從動鏈輪的角加速度引起的動載荷為：沖擊力為：湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授為保證松邊垂度不至過大，安裝鏈傳動時，應(yīng):f潘存云教授研制作用在鏈上的力有圓周拉力:離心拉力:懸垂拉力:F=1000P/vNFc=qv2

NF’f

=Kf

qa×10-2

N

q——米長質(zhì)量a——為中心距，Kf——為垂度系數(shù)其值與鏈輪中心線與水平夾角有關(guān),見下頁適當(dāng)張緊n1n2——有效拉力§9-5鏈傳動的受力分析F”f=(Ky

+sinα)qa×10-2

N

Ff=[F’f

F”f]

maxF’fF”fαa湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制0.30.511.523510302015105321.510.50.3f/α/(%)KfFf”aF’ffα

緊邊拉力為：F1=F

+Fc+Ff

N松邊拉力為：F2=Fc+Ff

Nn1n2F1F1F2F280?

60?

α=0?

20?

40?

70?

垂度系數(shù)Kf取值湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制實(shí)際使用區(qū)域§9-6滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算一、失效形式1.鏈板疲勞破壞；2.滾子、套筒的沖擊疲勞破壞；3.銷軸與套筒鉸鏈的膠合；4.鏈條鉸鏈磨損；5.過載拉斷。二、功率曲線圖4321極限功率曲線n1P對應(yīng)每種失效形式，可得出一個極限功率表達(dá)式。常用線圖表示。曲線1——正常潤滑條件下，鏈條鉸鏈磨損限定的極限功率；曲線2——鏈板疲勞強(qiáng)度限定的極限功率；曲線3——滾子、套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度限定的極限功率；曲線4——鉸鏈膠合限定的極限功率。其極限功率急劇下降；密封潤滑不良其極限功率急劇下降；湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授潘存云教授研制10152040608010015020040060080010001500200040006000小鏈輪轉(zhuǎn)速n1/(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率P0/kW48A單排A系列滾子鏈的功率曲線鏈號節(jié)距08A12.710A15.87512A19.0516A25.420A31.7524A38.128A44.4532A50.840A63.548A76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授上述功率曲線的特定條件:1.兩輪共面;2.小鏈輪的齒數(shù)z1=193;鏈節(jié)數(shù)Lp=100;4.載荷平穩(wěn);7.鏈條因磨損而引起的相對伸長量不大于3%。5.按推薦的潤滑方式;6.工作壽命為15000h；當(dāng)潤滑不良或不能采用推薦的潤滑方式時，應(yīng)將p0值降低。鏈速v/(m/s)≤1.5v>7

而又潤滑不當(dāng)p0降低30%~60%傳動不可靠！1.5~715%~30%推薦的潤滑方式0.20.30.40.60.812345681020鏈速v/(m/s)50.844.4538.131.7525.419.0515.87512.7鏈節(jié)距p/mmΙ—人工定期潤滑ΙΠ—滴油潤滑Π潘存云教授研制Ш—油浴或飛濺潤滑ШⅣ—壓力噴油滑潤Ⅳ

湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授1.鏈輪的齒數(shù)和傳動比大鏈輪的齒數(shù):

z2=iz1鏈條鉸鏈磨損后，節(jié)距將邊長，鏈輪節(jié)圓將向齒頂移動。一般?。?/p>

z2≤120因?yàn)槎噙呅涡?yīng)，為使鏈傳動運(yùn)動平穩(wěn)，小鏈輪齒數(shù)不宜過少。d分度圓直徑節(jié)距增長量,節(jié)圓外移量三、滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)步驟和方法表9-5小鏈輪的齒數(shù)z1鏈速v/(m/s)0.63~33~8≥8>25齒數(shù)z1≥17≥21≥25≥35z1過少→運(yùn)動不平穩(wěn)↑；z1過大→結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量

↑湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授一般

鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)，為使磨損均勻，鏈輪齒數(shù)最好取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)。優(yōu)選數(shù)列：17、19、21、23、25、38、57、76、95,114傳動比：i≤6

——一般情況下2≤

i≤3.5

——推薦值6≤

i

≤10

——當(dāng)v<2m/s且載荷平穩(wěn)時湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授2.確定計(jì)算功率計(jì)算功率：Pca=KAP，KA為工況系數(shù)，P為名義傳遞功率。表9-6工況系數(shù)KA液體攪拌機(jī)，中小型離心式鼓風(fēng)機(jī)，發(fā)電機(jī)離心式壓縮機(jī)，谷物機(jī)械，均勻載荷輸送機(jī)，均勻載荷不反轉(zhuǎn)一般機(jī)械。半液體攪拌機(jī)，三缸以上往復(fù)壓縮機(jī)，大型或不均勻載荷輸送機(jī)，中型起重機(jī)和升降機(jī)，重載天軸傳動，金屬切削機(jī)床，食品機(jī)械，木工機(jī)械，印染紡織機(jī)械，大型風(fēng)機(jī)，中等載荷不反轉(zhuǎn)一般機(jī)械。船用螺旋槳，單、雙缸往復(fù)壓縮機(jī)，挖掘機(jī)，振動式輸送機(jī)，破碎機(jī)，重型起重機(jī)，石油鉆井機(jī)械，鍛壓機(jī)械，線材拉拔機(jī)械，沖床，嚴(yán)重沖擊、有反轉(zhuǎn)的機(jī)械。嚴(yán)重沖擊中等沖擊平穩(wěn)載荷工況輸入動力種類內(nèi)燃機(jī)--液力機(jī)械電動機(jī)或汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)--機(jī)械傳動1.01.01.21.21.31.41.41.51.7湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授3.鏈的節(jié)距節(jié)距越大，承載能力高，但嚙合瞬間的沖擊也越大。ω-ωp（2）高速重載時，應(yīng)選用小節(jié)距多排鏈。鏈的節(jié)距越大，其承載能力越高。根據(jù)相對原理，當(dāng)鏈輪以ω運(yùn)動時，鏈節(jié)以－ω進(jìn)入輪齒而產(chǎn)生沖擊。潘存云教授研制d1確定節(jié)距的原則：（1）為使傳動結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長，應(yīng)盡量選用較小節(jié)距的單排鏈；（3）中心距小，傳動比大時，應(yīng)選用小節(jié)距多排鏈。從經(jīng)濟(jì)上考慮（4）中心距大，傳動比小時，應(yīng)選用大節(jié)距單排鏈。湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授一般?。?/p>

a=(30~50)p4.計(jì)算中心距和鏈節(jié)數(shù)

amax=80p鏈條節(jié)數(shù)：中心距：

計(jì)算結(jié)果應(yīng)圓整，并取偶數(shù)！為便于安裝和調(diào)節(jié)張緊程度，中心距一般應(yīng)設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的。按帶傳動公式導(dǎo)出此式若中心距不能調(diào)整，而又沒有張緊裝置時，應(yīng)將計(jì)算中心距減小2~5mm,這樣可使鏈條有小的初垂度，保持蓮傳動的張緊。湖南科技大學(xué)專用作者：潘存云教授一、鏈傳動的布置布置原則：(1)鏈傳動一般應(yīng)布置在鉛垂面內(nèi)§9-7鏈傳動的布置、張緊和潤滑(2)中心線一般宜水平或接近水平布置，鏈傳動的緊邊在上方或在下方都可以，但在上方好一些。(3)鏈傳動的兩軸應(yīng)平行，應(yīng)盡量保持鏈傳動