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第九章 鏈傳動,§9-2 傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,§9-1 鏈傳動的特點及應(yīng)用,§9-3 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,§9-4 鏈傳動的運動特性,§9-5 鏈傳動的受力分析,§9-6 滾子鏈傳動的設(shè)計計算,§9-7 鏈傳動的布置、張緊和潤滑,特點及應(yīng)用1,鏈傳動的特點及應(yīng)用,鏈傳動是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。,◆ 與帶傳動相比，鏈傳動能保持準確的平均傳動比，徑向壓軸力小，適于低 速情況下工作。 ◆ 與齒輪傳動相比，鏈傳動安裝精度要求較低，成本低廉，可遠距離傳動。 ◆ 鏈傳動的主要缺點是不能保持恒定的瞬時傳動比。 ◆ 鏈傳動主要用在要求工作可靠、轉(zhuǎn)速不高，且兩軸相距較遠，以及其它不 宜采用齒輪傳動的場合。,,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點1,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,傳動鏈是鏈傳動中的主要元件，傳動鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型。,◆ 滾子鏈是由滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成。 ◆ 內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈聯(lián)接； ◆ 滾子與套筒之間、套筒與銷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)不宜過多。,一、滾子鏈,,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點2,鏈條的接頭處的固定形式有：,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,用開口銷固定，多用于大節(jié)距鏈,彈簧卡片固定，多用于小節(jié)距鏈,設(shè)計時，鏈節(jié)數(shù)以取為偶數(shù)為宜，這樣可 避免使用過渡鏈節(jié)，因為過渡鏈節(jié)會使鏈的承 載能力下降。,,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點3,傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點,二、齒形鏈,齒形鏈又稱無聲鏈，它是一組鏈齒板鉸接而成。工作時鏈齒板與鏈 輪輪齒相嚙合而傳遞運動。,與滾子鏈相比，齒形鏈傳動平穩(wěn)無噪聲承受沖擊性能好，工作可靠， 多用于高速或運動精度要求較高的傳動裝置中。,齒形鏈按鉸鏈結(jié)構(gòu)不同可分為圓銷式、軸瓦式和滾柱式三種。,齒形鏈上設(shè)有導(dǎo)板，以防止鏈條工作時發(fā)生側(cè)向竄動。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,鏈輪是鏈傳動的主要零件，其齒形已經(jīng)標準化。鏈輪設(shè)計的主要內(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。,鏈輪尺寸計算公式見,,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)符合國標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。,,,運動特性1,鏈傳動的運動特性,一、鏈傳動的速度 分析,在鏈傳動中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上，正多邊形 的邊長等于鏈條的節(jié)距 p。,鏈的平均速度為：,鏈傳動的平均傳動比為：,鏈條鉸鏈A點的前進分速度,上下運動分速度,,,運動特性2,二、鏈傳動的運動不均勻性,由上述分析可知，鏈傳動中，鏈條的前進速度和上下抖動速度是周期 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。,鏈傳動的運動特性,當(dāng)主動鏈輪勻速轉(zhuǎn)動時，從動鏈輪的角速度以及鏈傳動的瞬時傳動比 都是周期性變化的，因此鏈傳動不宜用于對運動精度有較高要求的場合。,鏈傳動的不均勻性的特征，是由于圍繞在鏈輪上的鏈條形成了正多邊 形這一特點所造成的，故稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。,因為從動鏈輪的角速度為：,所以鏈傳動瞬時傳動比為：,,,運動特性3,鏈傳動的運動特性,三、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動，從而 引起動載荷。,鏈輪的轉(zhuǎn)速越高、節(jié)距越大、齒數(shù)越少，則傳動的動載荷就越大。鏈 節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對速度，也將引起沖擊和動載荷。鏈節(jié)距越大，鏈 輪的轉(zhuǎn)速越高，則沖擊越強烈。,鏈條前進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：,當(dāng)鏈節(jié)嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運動 的鏈節(jié)鉸鏈和以角速度ω作圓周運動的鏈輪輪 齒，將以一定的相對速度突然相互嚙合，從而 使鏈條和鏈輪受到?jīng)_擊，并產(chǎn)生附加動載荷。,,,受力分析1,鏈傳動的受力分析,鏈傳動在安裝時，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力，張緊的目的主要是使松 邊不致過松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產(chǎn)生振動、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的布置方式有關(guān)。,,,設(shè)計計算1,滾子鏈傳動的設(shè)計計算,一、失效形式和額定功率,鏈傳動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。,上圖示為潤滑良好的單排鏈的額定功率曲線圖。由圖可見，在中等速 度的鏈傳動中，鏈傳動的承載能力主要取決于鏈板的疲勞強度；隨著鏈輪 轉(zhuǎn)速的增高，鏈傳動的多邊形效應(yīng)增大，傳動能力主要取決于滾子和套筒 的沖擊疲勞強度，轉(zhuǎn)速越高，傳動能力就越低，并會出現(xiàn)鉸鏈膠合現(xiàn)象， 使鏈條迅速失效。,,設(shè)計計算2,滾子鏈傳動的設(shè)計計算,二、滾子鏈傳動的設(shè)計方法和步驟,1．鏈輪齒數(shù),通常限制鏈傳動的傳動比i≤6，推薦的傳動比i＝2~3.5。,選擇小鏈輪齒數(shù)Z1 ─→計算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1。,小鏈輪齒數(shù)Z1過少─→運動不平穩(wěn)嚴重。 小鏈輪齒數(shù)Z1過大─→增大了傳動的尺寸和質(zhì)量 。,2．確定計算功率,計算功率Pca是根據(jù)傳遞的額定功率P，并考慮工作情況來確定的。,KA為鏈傳動的工作情況系數(shù)。,3．鏈的節(jié)距,鏈的節(jié)距越大，承載能力就越高，但傳動的多邊形效應(yīng)也要增大， 振動沖擊和噪聲也越嚴重。設(shè)計一般盡量選取小節(jié)距的鏈。,,,設(shè)計計算3,滾子鏈傳動的設(shè)計計算,考慮到鏈傳動的實際工作條件與標準實驗條件的不同，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．鏈傳動的中心距和鏈節(jié)數(shù),鏈傳動的中心距過大或過小對傳動都會造成不利影響。設(shè)計時一般 取中心距a0=(30～50)p，最大取a0max=80p。,,設(shè)計計算4,滾子鏈傳動的設(shè)計計算,鏈條的長度以鏈節(jié)數(shù)Lp來表示，鏈節(jié)數(shù)為：,計算出的Lp應(yīng)圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)，鏈傳動的中心距為：,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)重新選擇鏈傳動的參數(shù)。,6．低速鏈傳動的靜力強度計算,對于鏈速v＜0.6m/s的低速鏈傳動，因抗拉靜力強度不夠而破壞 的可能性很大，故應(yīng)進行抗拉靜力強度計算。,,,布置張緊和潤滑1,鏈傳動的布置、張緊和潤滑,一、鏈傳動的布置,鏈傳動一般應(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)盡量保持鏈傳動的兩個鏈輪共面，否則工作中容易脫鏈 。,二、鏈傳動的張緊,鏈傳動張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的垂度過大時產(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。,,布置張緊和潤滑2,三、鏈傳動的潤滑,鏈傳動的布置、張緊和潤滑,,鏈傳動中銷軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會伸長，這是影響鏈傳動 壽命的最主要因素。因而，潤滑是延長鏈傳動壽命的最有效的方法。潤滑 的作用對高速重載的鏈傳動尤為重要。,,