江苏大学机械设计课件4链传动

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1、机械工程学院机械设计系 课件 1 2021年 4月 11日 机 械 原理及设计 ( ) 第九章 链传动 机械工程学院机械设计系 课件 2 9-1 概 述 9-2 传动链的结构特点 9-3 链传动的工作情况分析 9-4 滚子链传动的失效形式及功率曲线图 9-5 滚子链传动的设计计算 9-6 滚子链链轮的结构设计 9-7 链传动的布置、张紧和润滑 第九章 链传动 机械工程学院机械设计系 课件 3 一工作原理 :啮合传动 二优缺点 优点 : 1适于远距离传动,重量轻尺寸小。 2 i平 (=n1/n2)为定值,效率高。 3压轴力小。 4在温度高、湿度大等恶劣环境下工作 。 缺点 : 1 i瞬 (=w1

2、/w2)不为常数,易产生动载荷 2两轴只能平行放置 3制造成本稍高 9-1 概 述 机械工程学院机械设计系 课件 4 机械工程学院机械设计系 课件 5 三分类 传动链 起重链 输送链 套筒滚子链 (滚子链 ) 齿形链 机械工程学院机械设计系 课件 6 机械工程学院机械设计系 课件 7 机械工程学院机械设计系 课件 8 一滚子链 1结构:滚子 1、套筒 2、销轴 3、内链板 4、外链条板 5 9-2 传动链的结构特点 机械工程学院机械设计系 课件 9 机械工程学院机械设计系 课件 10 两对间隙配合 滚子 1与套筒 2 套筒 2与销轴 3 两对过盈配合 内链板 4与与套筒 2 外链板 5与销轴

3、3 机械工程学院机械设计系 课件 11 2基本参数: 节距 p、 滚子外径 d1、 内链节内宽 b1 3接头形式: 连接链节 当链节数为偶数时, 过渡链节 当链节数为奇数时。 ( 过渡链节 缺点 :附加弯曲应力作用) 4标记: 例: 08A 1 88 G1243.1 83 链号 排数 链节数 标准编号 p=08 25.4/16=12.7(mm) 机械工程学院机械设计系 课件 12 机械工程学院机械设计系 课件 13 二齿形链 (无声链 ) 1结构形式:一组带有两个齿的链板左右交错 排列,链齿的外侧边是直边,工作时外侧边与链 轮轮齿啮合实现传动。齿形链上设有导板(外导 板、内导板),防止链条在工

4、作时侧向窜动。 3特点:传动平稳、无噪音、承受冲击性 能好、工作可靠。(与套筒链相比) 2铰链形式 圆销式 轴瓦式 滚柱式 机械工程学院机械设计系 课件 14 一运动不均匀性 固有特性 1平均链速和平均传动比 常数 1 2 1 2 2 1 2111 Z Z pZ pZ n n i sm 100060 pZn 100060 pZn v 9-3 链传动的工作情况分析 机械工程学院机械设计系 课件 15 机械工程学院机械设计系 课件 16 2瞬时链速和瞬时传动比 假设: 紧边位于上面水平位置。 A主动轮: 水平方向 vx=v1cos=R1w1cos=链速 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 的变化 的变化 之间介于的变化 铰链位置 机械工程学院机械设计系 课件 17 一个链节中链速 v由小 大 小变化,垂直 vy1由减速上升后又作加速下降。每过一个链节 就重复一次,导致链产生有规律的振动。 的整数倍为 常数为常数的条件使 常数 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从动轮 : 结论: 机械工程学院机械设计系 课件 18 节距 P 大 (齿数少 ) 运动不均匀性则明显 (因为此时 、 变化范围大) 由上面分析可知,随着 、 角的不断变 化,链传动的瞬时传动比是不断变化的,即 使主动轮以等角速度回转,从动轮的角速度 也将周期性地变动。 分析 综上所述 :将上述现象称为链传动的运动不 均匀性,由于此特征是由于围绕在链轮上的 链条形成了正多边形所致,故又称为链传动 的多边形效应。 -不可消除 机械工程学院机械设计系 课件 19

7、二动载荷 不可避免 1速度冲击 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 说明 :转速 w愈高,节距 p愈大,齿数 Z 愈少动载荷愈大 2振动冲击 3啮合冲击 4惯性冲击 机械工程学院机械设计系 课件 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 压轴力 松边拉力 紧边拉力 垂度拉力 离心拉力 有效圆周力 取大者 压轴系数 机

8、械工程学院机械设计系 课件 21 一失效形式 1链的疲劳破坏:链板、套筒、滚子 3链的铰链胶合:转速很高时发生,限制 极限转速 2链的铰链磨损 4链的过载拉断 9-4滚子链传动的失效形式及功率曲线图 机械工程学院机械设计系 课件 22 二极限功率曲线图 4 机械工程学院机械设计系 课件 23 三额定功率曲线图: P0 ( 图见书 ) 特定条件: Z1=19, Lp=100节,单排 Lh=15000h 水平布置,两轮共面 载荷平稳 按推荐润滑方式润滑 链磨损后的相对伸长量 3% 若为非推荐润滑方式,应降低 P0值 当与条件不同时,要引入一系列的修正 系数。 KA 工作情况系数, Kz 齿数系数,

9、 KL 链长系 数, Kp 多排链系数。 机械工程学院机械设计系 课件 24 一原始数据: 功率 P、转速 n1、 n2(或 i)、中心距 a及工作条件等 二设计内容: 1选择链号,确定尺寸 (节距、排数、长度 ) 2定实际中心距 a 3链轮结构设计 9-5 滚子链传动的设计计算 机械工程学院机械设计系 课件 25 三主要参数选择 1传动比 i 一般要求 i(=n1/n2)6 推荐 i=23.5 原因 : i大 包角小 啮合齿数少 易磨损或跳齿 2齿数 Z1和 Z2 Z1: Z1少 结构紧凑 Z1过少 运动不均匀性增加 动载荷增加 链节间相对转角 增加 铰链易磨损 Fe(=1000P/v)增加

10、 压力增加 易损坏 Z1不能太小,一般 Zmin17 机械工程学院机械设计系 课件 26 Z2: Z2=i *Z1 Z 过大 结构庞大 易发生跳齿和脱链现象 寿命降低 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 链节距增长量 P 与啮合圆外移量 d的关系 机械工程学院机械设计系 课件 27 当 p一定时, Z大 外移量 d大, 故跳齿脱链易发生于大链轮 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 讨论 或 当 d 一定时, Z大 允许 增长量 p小, 故跳齿脱链易发生于大链轮 上 机械工程学院机械设计系 课件 28 为什么链轮齿数应选与链节数互为质数的奇数齿。 问题 因为链节数通常为偶数,为考虑磨损均 匀,故 链轮齿数应选与链节数互为质数 的奇数齿。 机械工程学院机械设计系 课件 29 3节距 p和排数 p大尺寸大 承载能力大。 p过大 运动不均匀性明显 动载荷增加 振动噪音增加。 应尽量选 小节距单排链。(小节距多排链) 4中心距 a和链节数 Lp a: a过小 单位时间的屈伸次数增加 易磨损和疲劳 包角小 同时啮合的齿数少 轮齿受载大 a过大 链松边上下

12、抖动 运转不平稳 推荐 a0=(3050)p amax=80p 机械工程学院机械设计系 课件 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 实际中心距 : 链节数 Lp与中心距 a0之间的关系 a是为了保证松边有一个合适的安装 垂度 f时中心距的减小量。 机械工程学院机械设计系 课件 31 四设计计算 1中高速链传动 (v 0.6 m/s): pLz A 0 ApLz0 KKK PK P PKKKKP 式中 P0 特定条件的极限功率 P 名义

13、功率 KA 工作情况系数 Kz 齿数系数 KL 链长系数 Kp 多排链系数 2低速链传动 (v0.6m/s) :静载荷计算 84 FK nQs 1A ca 式中 Q 单排链的极限拉伸载荷 n 链排数 F1 紧边拉力 机械工程学院机械设计系 课件 32 五 设计过程 1选择链轮齿数 Z1、 Z2 2计算功率 Pca 3确定链条的链节数 Lp 4计算传动所需功率 p0( P0) 5根据额定功率曲线确定链条的型号及链条的 节距 p 6确定链长 L、中心距 a及中心距的减小量 a 7验算链速 8演算小链轮的轮毂孔 dk (查表 9 4) 9计算在轴上的压轴力 Q 10必要时校核链的静力强度(防止过载拉

14、 断) 机械工程学院机械设计系 课件 33 一链轮齿形 应满足的 要求: 形状 :三圆弧一直线 aa ab cd 弧 bc线 二链轮结构尺寸 整体式 孔板式 组合式 Z 180 s in p d o 三材料 碳素钢、合金钢、球墨铸铁、灰铸铁、夹布胶木 9-6 滚子链链轮的结构设计 机械工程学院机械设计系 课件 34 机械工程学院机械设计系 课件 35 机械工程学院机械设计系 课件 36 机械工程学院机械设计系 课件 37 机械工程学院机械设计系 课件 38 机械工程学院机械设计系 课件 39 一布置 1宜布置于低速级 2宜采用水平或接近水平布置:一般 45o 3两链轮的回转平面应在同一平面内

15、4宜松边在下紧边在上 (与带传动比较) 9-7 链传动的布置、张紧和润滑 二润滑 人工润滑、滴油润滑、油浴润滑、压力润滑 机械工程学院机械设计系 课件 40 三张紧 张紧目的:避免在链条垂度过大时产生啮合不 良和链条的振动现象,同时也为了增加链条与链 轮的啮合包角。 张紧方法 取走几节 调整中心距 采用张紧轮、压板等 采用张紧轮时一般 在外侧紧压在松边靠近 小链轮 处,可以是链轮,也可以是滚轮,其 直径与小链轮相近。 与带轮用张紧轮张紧比较,有何不同之处。 比较它们松边与紧边的位置。 机械工程学院机械设计系 课件 41 机械工程学院机械设计系 课件 42 机械工程学院机械设计系 课件 43 机械工程学院机械设计系 课件 44 机械工程学院机械设计系 课件 45 本章结束 谢 谢 大 家 ! 谢 谢 大 家 !

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