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1、機械工程學院機械設計系 課件 1 2021年 4月 11日 機 械 原理及設計 （ ） 第九章 鏈傳動 機械工程學院機械設計系 課件 2 9-1 概 述 9-2 傳動鏈的結構特點 9-3 鏈傳動的工作情況分析 9-4 滾子鏈傳動的失效形式及功率曲線圖 9-5 滾子鏈傳動的設計計算 9-6 滾子鏈鏈輪的結構設計 9-7 鏈傳動的布置、張緊和潤滑 第九章 鏈傳動 機械工程學院機械設計系 課件 3 一工作原理 :嚙合傳動 二優(yōu)缺點 優(yōu)點 ： 1適于遠距離傳動，重量輕尺寸小。 2 i平 (=n1/n2)為定值，效率高。 3壓軸力小。 4在溫度高、濕度大等惡劣環(huán)境下工作 。 缺點 ： 1 i瞬 (=w1

2、/w2)不為常數(shù)，易產(chǎn)生動載荷 2兩軸只能平行放置 3制造成本稍高 9-1 概 述 機械工程學院機械設計系 課件 4 機械工程學院機械設計系 課件 5 三分類 傳動鏈 起重鏈 輸送鏈 套筒滾子鏈 (滾子鏈 ) 齒形鏈 機械工程學院機械設計系 課件 6 機械工程學院機械設計系 課件 7 機械工程學院機械設計系 課件 8 一滾子鏈 1結構：滾子 1、套筒 2、銷軸 3、內(nèi)鏈板 4、外鏈條板 5 9-2 傳動鏈的結構特點 機械工程學院機械設計系 課件 9 機械工程學院機械設計系 課件 10 兩對間隙配合 滾子 1與套筒 2 套筒 2與銷軸 3 兩對過盈配合 內(nèi)鏈板 4與與套筒 2 外鏈板 5與銷軸

3、3 機械工程學院機械設計系 課件 11 2基本參數(shù)： 節(jié)距 p、 滾子外徑 d1、 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 b1 3接頭形式： 連接鏈節(jié) 當鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時， 過渡鏈節(jié) 當鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時。 （ 過渡鏈節(jié) 缺點 ：附加彎曲應力作用） 4標記： 例： 08A 1 88 G1243.1 83 鏈號 排數(shù) 鏈節(jié)數(shù) 標準編號 p=08 25.4/16=12.7(mm) 機械工程學院機械設計系 課件 12 機械工程學院機械設計系 課件 13 二齒形鏈 (無聲鏈 ) 1結構形式：一組帶有兩個齒的鏈板左右交錯 排列，鏈齒的外側邊是直邊，工作時外側邊與鏈 輪輪齒嚙合實現(xiàn)傳動。齒形鏈上設有導板（外導 板、內(nèi)導板），防止鏈條在工

4、作時側向竄動。 3特點：傳動平穩(wěn)、無噪音、承受沖擊性 能好、工作可靠。（與套筒鏈相比） 2鉸鏈形式 圓銷式 軸瓦式 滾柱式 機械工程學院機械設計系 課件 14 一運動不均勻性 固有特性 1平均鏈速和平均傳動比 常數(shù) 1 2 1 2 2 1 2111 Z Z pZ pZ n n i sm 100060 pZn 100060 pZn v 9-3 鏈傳動的工作情況分析 機械工程學院機械設計系 課件 15 機械工程學院機械設計系 課件 16 2瞬時鏈速和瞬時傳動比 假設： 緊邊位于上面水平位置。 A主動輪： 水平方向 vx=v1cos=R1w1cos=鏈速 V 垂直方向 vy1= v1sin= R1w

5、1sin 1 11 1 11 1 1 1111 1 11 111 18 0 s i n0 18 0 s i n 18 0 c o s 18 0 c o s 18 018 0 0 18 0 Z wR Z wRv Z wRwR Z wRv ZZZ AAA oo y oo ooo 的變化 的變化 之間介于的變化 鉸鏈位置 機械工程學院機械設計系 課件 17 一個鏈節(jié)中鏈速 v由小 大 小變化，垂直 vy1由減速上升后又作加速下降。每過一個鏈節(jié) 就重復一次，導致鏈產(chǎn)生有規(guī)律的振動。 的整數(shù)倍為 常數(shù)為常數(shù)的條件使 常數(shù) paZZ )1( w w i c o sR c o sR w w i c o sR

6、 c o swR c o sR v w c o swRc o svv 21 2 1 s 1 2 2 1 s 2 11 2 2 222 B從動輪 ： 結論： 機械工程學院機械設計系 課件 18 節(jié)距 P 大 (齒數(shù)少 ) 運動不均勻性則明顯 （因為此時 、 變化范圍大） 由上面分析可知，隨著 、 角的不斷變 化，鏈傳動的瞬時傳動比是不斷變化的，即 使主動輪以等角速度回轉，從動輪的角速度 也將周期性地變動。 分析 綜上所述 ：將上述現(xiàn)象稱為鏈傳動的運動不 均勻性，由于此特征是由于圍繞在鏈輪上的 鏈條形成了正多邊形所致，故又稱為鏈傳動 的多邊形效應。 -不可消除 機械工程學院機械設計系 課件 19

7、二動載荷 不可避免 1速度沖擊 2 p w Z 180 is i nwRa s i nwR dt d s i nwR dt dv a c o swRv 1 2 o 11m a x 1 2 111 11 說明 ：轉速 w愈高，節(jié)距 p愈大，齒數(shù) Z 愈少動載荷愈大 2振動沖擊 3嚙合沖擊 4慣性沖擊 機械工程學院機械設計系 課件 20 三受力分析 eQ21 fc2 fce1 2 ff 2 ff 2 e e FKFFQ FFF FFFF N10qas i nKF N10qaKF.3 qvF.2 v P 1000F.1 壓軸力 松邊拉力 緊邊拉力 垂度拉力 離心拉力 有效圓周力 取大者 壓軸系數(shù) 機

8、械工程學院機械設計系 課件 21 一失效形式 1鏈的疲勞破壞：鏈板、套筒、滾子 3鏈的鉸鏈膠合：轉速很高時發(fā)生，限制 極限轉速 2鏈的鉸鏈磨損 4鏈的過載拉斷 9-4滾子鏈傳動的失效形式及功率曲線圖 機械工程學院機械設計系 課件 22 二極限功率曲線圖 4 機械工程學院機械設計系 課件 23 三額定功率曲線圖： P0 （ 圖見書 ） 特定條件： Z1=19， Lp=100節(jié)，單排 Lh=15000h 水平布置，兩輪共面 載荷平穩(wěn) 按推薦潤滑方式潤滑 鏈磨損后的相對伸長量 3% 若為非推薦潤滑方式，應降低 P0值 當與條件不同時，要引入一系列的修正 系數(shù)。 KA 工作情況系數(shù)， Kz 齒數(shù)系數(shù)，

9、 KL 鏈長系 數(shù)， Kp 多排鏈系數(shù)。 機械工程學院機械設計系 課件 24 一原始數(shù)據(jù)： 功率 P、轉速 n1、 n2(或 i)、中心距 a及工作條件等 二設計內(nèi)容： 1選擇鏈號，確定尺寸 (節(jié)距、排數(shù)、長度 ) 2定實際中心距 a 3鏈輪結構設計 9-5 滾子鏈傳動的設計計算 機械工程學院機械設計系 課件 25 三主要參數(shù)選擇 1傳動比 i 一般要求 i(=n1/n2)6 推薦 i=23.5 原因 ： i大 包角小 嚙合齒數(shù)少 易磨損或跳齒 2齒數(shù) Z1和 Z2 Z1： Z1少 結構緊湊 Z1過少 運動不均勻性增加 動載荷增加 鏈節(jié)間相對轉角 增加 鉸鏈易磨損 Fe(=1000P/v)增加

10、 壓力增加 易損壞 Z1不能太小，一般 Zmin17 機械工程學院機械設計系 課件 26 Z2： Z2=i *Z1 Z 過大 結構龐大 易發(fā)生跳齒和脫鏈現(xiàn)象 壽命降低 Z2不能太大， Zmax120 Z p Z p Z pp dddd Z p d ooo o 180 s i n 180 s i n 180 s i n 180 s i n 鏈節(jié)距增長量 P 與嚙合圓外移量 d的關系 機械工程學院機械設計系 課件 27 當 p一定時， Z大 外移量 d大， 故跳齒脫鏈易發(fā)生于大鏈輪 上 Z p Z p Z pp dddd Z p d ooo o 180 s i n 180 s i n 180 s

11、i n 180 s i n 討論 或 當 d 一定時， Z大 允許 增長量 p小， 故跳齒脫鏈易發(fā)生于大鏈輪 上 機械工程學院機械設計系 課件 28 為什么鏈輪齒數(shù)應選與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)齒。 問題 因為鏈節(jié)數(shù)通常為偶數(shù)，為考慮磨損均 勻，故 鏈輪齒數(shù)應選與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù) 的奇數(shù)齒。 機械工程學院機械設計系 課件 29 3節(jié)距 p和排數(shù) p大尺寸大 承載能力大。 p過大 運動不均勻性明顯 動載荷增加 振動噪音增加。 應盡量選 小節(jié)距單排鏈。（小節(jié)距多排鏈） 4中心距 a和鏈節(jié)數(shù) Lp a： a過小 單位時間的屈伸次數(shù)增加 易磨損和疲勞 包角小 同時嚙合的齒數(shù)少 輪齒受載大 a過大 鏈松邊上下

12、抖動 運轉不平穩(wěn) 推薦 a0=(3050)p amax=80p 機械工程學院機械設計系 課件 30 a004.0002.0a aaa 2 ZZ 8 2 ZZ L 2 ZZ L 4 p a 2 ZZ a p p a2 2 ZZ LL 2 12 2 21 p 21 p 2 12 0 021 pp 實際中心距 ： 鏈節(jié)數(shù) Lp與中心距 a0之間的關系 a是為了保證松邊有一個合適的安裝 垂度 f時中心距的減小量。 機械工程學院機械設計系 課件 31 四設計計算 1中高速鏈傳動 (v 0.6 m/s)： pLz A 0 ApLz0 KKK PK P PKKKKP 式中 P0 特定條件的極限功率 P 名義

13、功率 KA 工作情況系數(shù) Kz 齒數(shù)系數(shù) KL 鏈長系數(shù) Kp 多排鏈系數(shù) 2低速鏈傳動 (v0.6m/s) ：靜載荷計算 84 FK nQs 1A ca 式中 Q 單排鏈的極限拉伸載荷 n 鏈排數(shù) F1 緊邊拉力 機械工程學院機械設計系 課件 32 五 設計過程 1選擇鏈輪齒數(shù) Z1、 Z2 2計算功率 Pca 3確定鏈條的鏈節(jié)數(shù) Lp 4計算傳動所需功率 p0（ P0） 5根據(jù)額定功率曲線確定鏈條的型號及鏈條的 節(jié)距 p 6確定鏈長 L、中心距 a及中心距的減小量 a 7驗算鏈速 8演算小鏈輪的輪轂孔 dk （查表 9 4） 9計算在軸上的壓軸力 Q 10必要時校核鏈的靜力強度（防止過載拉

14、 斷） 機械工程學院機械設計系 課件 33 一鏈輪齒形 應滿足的 要求： 形狀 ：三圓弧一直線 aa ab cd 弧 bc線 二鏈輪結構尺寸 整體式 孔板式 組合式 Z 180 s in p d o 三材料 碳素鋼、合金鋼、球墨鑄鐵、灰鑄鐵、夾布膠木 9-6 滾子鏈鏈輪的結構設計 機械工程學院機械設計系 課件 34 機械工程學院機械設計系 課件 35 機械工程學院機械設計系 課件 36 機械工程學院機械設計系 課件 37 機械工程學院機械設計系 課件 38 機械工程學院機械設計系 課件 39 一布置 1宜布置于低速級 2宜采用水平或接近水平布置：一般 45o 3兩鏈輪的回轉平面應在同一平面內(nèi)

15、4宜松邊在下緊邊在上 （與帶傳動比較） 9-7 鏈傳動的布置、張緊和潤滑 二潤滑 人工潤滑、滴油潤滑、油浴潤滑、壓力潤滑 機械工程學院機械設計系 課件 40 三張緊 張緊目的：避免在鏈條垂度過大時產(chǎn)生嚙合不 良和鏈條的振動現(xiàn)象，同時也為了增加鏈條與鏈 輪的嚙合包角。 張緊方法 取走幾節(jié) 調(diào)整中心距 采用張緊輪、壓板等 采用張緊輪時一般 在外側緊壓在松邊靠近 小鏈輪 處，可以是鏈輪，也可以是滾輪，其 直徑與小鏈輪相近。 與帶輪用張緊輪張緊比較，有何不同之處。 比較它們松邊與緊邊的位置。 機械工程學院機械設計系 課件 41 機械工程學院機械設計系 課件 42 機械工程學院機械設計系 課件 43 機械工程學院機械設計系 課件 44 機械工程學院機械設計系 課件 45 本章結束 謝 謝 大 家 ！ 謝 謝 大 家 ！