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第九章 鏈傳動(dòng),§9-2 傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),§9-1 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用,§9-3 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,§9-4 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,§9-5 鏈傳動(dòng)的受力分析,§9-6 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,§9-7 鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑,特點(diǎn)及應(yīng)用1,鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用,鏈傳動(dòng)是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。,◆ 與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，徑向壓軸力小，適于低 速情況下工作。 ◆ 與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)安裝精度要求較低，成本低廉，可遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 ◆ 鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比。 ◆ 鏈傳動(dòng)主要用在要求工作可靠、轉(zhuǎn)速不高，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。,,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),傳動(dòng)鏈?zhǔn)擎渹鲃?dòng)中的主要元件，傳動(dòng)鏈有滾子鏈和齒形鏈等類(lèi)型。,◆ 滾子鏈?zhǔn)怯蓾L子、套筒、銷(xiāo)軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成。 ◆ 內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷(xiāo)軸之間為過(guò)盈聯(lián)接； ◆ 滾子與套筒之間、套筒與銷(xiāo)軸之間均為間隙配合。,滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比， 但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過(guò)多。,一、滾子鏈,,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2,鏈條的接頭處的固定形式有：,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),用開(kāi)口銷(xiāo)固定，多用于大節(jié)距鏈,彈簧卡片固定，多用于小節(jié)距鏈,設(shè)計(jì)時(shí)，鏈節(jié)數(shù)以取為偶數(shù)為宜，這樣可 避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，因?yàn)檫^(guò)渡鏈節(jié)會(huì)使鏈的承 載能力下降。,,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3,傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),二、齒形鏈,齒形鏈又稱(chēng)無(wú)聲鏈，它是一組鏈齒板鉸接而成。工作時(shí)鏈齒板與鏈 輪輪齒相嚙合而傳遞運(yùn)動(dòng)。,與滾子鏈相比，齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲承受沖擊性能好，工作可靠， 多用于高速或運(yùn)動(dòng)精度要求較高的傳動(dòng)裝置中。,齒形鏈按鉸鏈結(jié)構(gòu)不同可分為圓銷(xiāo)式、軸瓦式和滾柱式三種。,齒形鏈上設(shè)有導(dǎo)板，以防止鏈條工作時(shí)發(fā)生側(cè)向竄動(dòng)。導(dǎo)板有內(nèi)導(dǎo) 板和外導(dǎo)板之分。內(nèi)導(dǎo)板齒形鏈導(dǎo)向性好，工作可靠；外導(dǎo)板齒形鏈的 鏈輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。,,鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料1,滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,一、鏈輪的參數(shù)和齒形,鏈輪是鏈傳動(dòng)的主要零件，其齒形已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。鏈輪設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是：,鏈輪的基本參數(shù)： ◆ 配用鏈條的節(jié)距 p、滾子的最大外徑 d1、排距 pt、齒數(shù)z。,◆ 確定鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸；,◆ 選擇鏈輪的材料和熱處理方式；,鏈輪的主要尺寸見(jiàn)下圖，鏈輪轂孔的直徑應(yīng)小于其最大許用直徑dkmax。,鏈輪尺寸計(jì)算公式見(jiàn),,鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料2,滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,鏈輪較常用的齒形是一種三圓弧一直 線的齒形（如左圖所示）。圖中，齒廓上 的a-a、a-b、c-d線段為三段圓弧，半徑依 次為 r1、r2和 r3；b-c線段為直線段。,二、鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,◆ 小直徑的鏈輪可制成整體式； ◆ 中等尺寸的鏈輪可制成孔板式； ◆ 大直徑的鏈輪可制成組裝式。,◆ 鏈輪的軸向齒廓及尺寸應(yīng)符合國(guó)標(biāo)GB1244-85的規(guī)定。,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。,,,運(yùn)動(dòng)特性1,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,一、鏈傳動(dòng)的速度 分析,在鏈傳動(dòng)中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上，正多邊形 的邊長(zhǎng)等于鏈條的節(jié)距 p。,鏈的平均速度為：,鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比為：,鏈條鉸鏈A點(diǎn)的前進(jìn)分速度,上下運(yùn)動(dòng)分速度,,,運(yùn)動(dòng)特性2,二、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性,由上述分析可知，鏈傳動(dòng)中，鏈條的前進(jìn)速度和上下抖動(dòng)速度是周期 性變化的，鏈輪的節(jié)距越大，齒數(shù)越少，鏈速的變化就越大。,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,當(dāng)主動(dòng)鏈輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)鏈輪的角速度以及鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比 都是周期性變化的，因此鏈傳動(dòng)不宜用于對(duì)運(yùn)動(dòng)精度有較高要求的場(chǎng)合。,鏈傳動(dòng)的不均勻性的特征，是由于圍繞在鏈輪上的鏈條形成了正多邊 形這一特點(diǎn)所造成的，故稱(chēng)為鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)。,因?yàn)閺膭?dòng)鏈輪的角速度為：,所以鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比為：,,,運(yùn)動(dòng)特性3,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,三、鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷,鏈傳動(dòng)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(dòng)，從而 引起動(dòng)載荷。,鏈輪的轉(zhuǎn)速越高、節(jié)距越大、齒數(shù)越少，則傳動(dòng)的動(dòng)載荷就越大。鏈 節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對(duì)速度，也將引起沖擊和動(dòng)載荷。鏈節(jié)距越大，鏈 輪的轉(zhuǎn)速越高，則沖擊越強(qiáng)烈。,鏈條前進(jìn)的加速度引起的動(dòng)載荷為：,從動(dòng)鏈輪的角加速度引起的動(dòng)載荷為：,當(dāng)鏈節(jié)嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運(yùn)動(dòng) 的鏈節(jié)鉸鏈和以角速度ω作圓周運(yùn)動(dòng)的鏈輪輪 齒，將以一定的相對(duì)速度突然相互嚙合，從而 使鏈條和鏈輪受到?jīng)_擊，并產(chǎn)生附加動(dòng)載荷。,,,受力分析1,鏈傳動(dòng)的受力分析,鏈傳動(dòng)在安裝時(shí)，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力，張緊的目的主要是使松 邊不致過(guò)松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產(chǎn)生振動(dòng)、跳齒或脫鏈現(xiàn)象。,鏈的緊邊拉力為：,鏈的松邊拉力為：,其中：Fe為有效圓周力：,Fc為離心力引起的拉力：,在上述各式中，P 為傳遞的功率（kW)；v為鏈速(m/s)；q為單位長(zhǎng)度鏈 條的質(zhì)量(kg/m)。,Ff為懸垂拉力，與鏈條松邊的垂度和傳動(dòng)的布置方式有關(guān)。,,,設(shè)計(jì)計(jì)算1,滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,一、失效形式和額定功率,鏈傳動(dòng)的失效形式有鏈的疲勞破環(huán)、鏈條鉸鏈的磨損、鏈條鉸鏈的膠 合以及鏈條的靜力拉斷。,上圖示為潤(rùn)滑良好的單排鏈的額定功率曲線圖。由圖可見(jiàn)，在中等速 度的鏈傳動(dòng)中，鏈傳動(dòng)的承載能力主要取決于鏈板的疲勞強(qiáng)度；隨著鏈輪 轉(zhuǎn)速的增高，鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)增大，傳動(dòng)能力主要取決于滾子和套筒 的沖擊疲勞強(qiáng)度，轉(zhuǎn)速越高，傳動(dòng)能力就越低，并會(huì)出現(xiàn)鉸鏈膠合現(xiàn)象， 使鏈條迅速失效。,,設(shè)計(jì)計(jì)算2,滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,二、滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和步驟,1．鏈輪齒數(shù),通常限制鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i≤6，推薦的傳動(dòng)比i＝2~3.5。,選擇小鏈輪齒數(shù)Z1 ─→計(jì)算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1。,小鏈輪齒數(shù)Z1過(guò)少─→運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)嚴(yán)重。 小鏈輪齒數(shù)Z1過(guò)大─→增大了傳動(dòng)的尺寸和質(zhì)量 。,2．確定計(jì)算功率,計(jì)算功率Pca是根據(jù)傳遞的額定功率P，并考慮工作情況來(lái)確定的。,KA為鏈傳動(dòng)的工作情況系數(shù)。,3．鏈的節(jié)距,鏈的節(jié)距越大，承載能力就越高，但傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)也要增大， 振動(dòng)沖擊和噪聲也越嚴(yán)重。設(shè)計(jì)一般盡量選取小節(jié)距的鏈。,,,設(shè)計(jì)計(jì)算3,滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,考慮到鏈傳動(dòng)的實(shí)際工作條件與標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件的不同，引入修正系數(shù)， 鏈所需傳遞的功率按下式確定：,式中：,Kz為小鏈輪齒數(shù)系數(shù)；,KL為鏈長(zhǎng)系數(shù)；,KP為多排鏈系數(shù)；,,鏈條節(jié)距 p可根據(jù)功率P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速 n1由額定功率曲線選取。,4．鏈傳動(dòng)的中心距和鏈節(jié)數(shù),鏈傳動(dòng)的中心距過(guò)大或過(guò)小對(duì)傳動(dòng)都會(huì)造成不利影響。設(shè)計(jì)時(shí)一般 取中心距a0=(30～50)p，最大取a0max=80p。,,設(shè)計(jì)計(jì)算4,滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,鏈條的長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)Lp來(lái)表示，鏈節(jié)數(shù)為：,計(jì)算出的Lp應(yīng)圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)，鏈傳動(dòng)的中心距為：,5．小鏈輪轂孔最大直徑,根據(jù)小鏈輪的節(jié)距和齒數(shù)確定鏈輪轂孔的最大直徑dkmax，若dkmax 小于安裝鏈輪處的軸徑，則應(yīng)重新選擇鏈傳動(dòng)的參數(shù)。,6．低速鏈傳動(dòng)的靜力強(qiáng)度計(jì)算,對(duì)于鏈速v＜0.6m/s的低速鏈傳動(dòng)，因抗拉靜力強(qiáng)度不夠而破壞 的可能性很大，故應(yīng)進(jìn)行抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算。,,,布置張緊和潤(rùn)滑1,鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑,一、鏈傳動(dòng)的布置,鏈傳動(dòng)一般應(yīng)布置在鉛垂面內(nèi)，盡可能避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)。 鏈傳動(dòng)的緊邊在上方或在下方都可以，但在上方好一些 。 應(yīng)盡量保持鏈傳動(dòng)的兩個(gè)鏈輪共面，否則工作中容易脫鏈 。,二、鏈傳動(dòng)的張緊,鏈傳動(dòng)張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的垂度過(guò)大時(shí)產(chǎn)生嚙合不 良和鏈條的振動(dòng)現(xiàn)象；同時(shí)也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。,,布置張緊和潤(rùn)滑2,三、鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑,鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑,,鏈傳動(dòng)中銷(xiāo)軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會(huì)伸長(zhǎng)，這是影響鏈傳動(dòng) 壽命的最主要因素。因而，潤(rùn)滑是延長(zhǎng)鏈傳動(dòng)壽命的最有效的方法。潤(rùn)滑 的作用對(duì)高速重載的鏈傳動(dòng)尤為重要。,,