机械工程学院毕业设计链传动设计.docx
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机械工程学院毕业设计链传动设计
链传动设计
一、链传动概述
链传动由两个链轮和绕在两轮上的中间挠性件——链条所组成。
靠链条与链轮之间的啮合来传递两平行轴之间的运动和动力,属于具有啮合性质的强迫传动。
其中,应用最普遍的是滚子链传动。
图链传动简图图链条实物
链传动的特点
与带传动、齿轮传动相较,链传动的要紧特点是:
没有弹性滑动和打滑,能维持准确的平均传动比,传动效率较高(封锁式链传动传动效率=0.95~0.98);链条不需要象带那样张得很紧,因此压轴力较小;传递功率大,过载能力强;能在低速重载下较好工作;能适应恶劣环境如多尘、油污、侵蚀和高强度场合。
但链传动也有一些缺点:
瞬时链速和瞬时传动比不为常数,工作中有冲击和噪声,磨损后易发生跳齿,不宜在载荷转变专门大和急速反向的传动中应用。
链条的种类
通常将链条划分为传动链、输送链、曳引链和专用链四大类。
作为传动链要紧有短节矩周密滚子链,简称为滚子链;短节矩周密套筒链,简称套筒链;齿形链,也称无声链和成型链。
目前应用最广的是滚子链,它已经被标准化了。
图滚子链结构
链传动的应用
作为主机的重要配件,链传动市一中应用钢钒的重机械基础件。
目前,我国年产各类滚子链约5000万米,产值近10亿元。
要紧用于农业机械、石油机械、起重运输机械、冶金矿山机械、工程机械与进程装备等机械设备中。
现代链传动技术已使滚子链能传递几千马力,线速度达30m/s,效率达98%。
高速齿形链的平安利用速度已达40m/s,效率可达99%。
摘要:
链传动、滚子链、特点、种类、应用
二、滚子链和链轮
滚子链的结构形式、大体参数和要紧尺寸
滚子链由内链板一、外链板二、销轴3、套筒4和滚子5组成。
销轴3与外链板2、套筒4与内链板1别离用过盈配合联接。
而销轴3与套筒4、滚子5与套筒4之间那么为间隙配合,因此,当链条与链轮轮齿啮合时,滚子与轮齿间大体上为转动摩擦。
套筒与销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。
链板一样做成8字形,以使各截面接近等强度,并可减轻重量和运动时的惯性。
图双排滚子链结构
图连接链节及过渡链节
链传动的利用范围是:
传动功率一样为100kW以下,效率在之间,传动比i不超过7,传动速度一样小于15m/s。
滚子链是标准件,其要紧参数是:
链节距p,它是指链条上相邻两销轴中心间的距离。
规定滚子链分A、B两个系列。
表中的链号数乘以即为节距值,表中的链号与相应的国际标准一致。
滚子链的标记方式为:
链号-排数×链节数,标准编号。
例如16A-1×,即为按本标准制造的A系列、节距25.4mm、单排、80节的滚子链。
链条除接头和链节外,各链节都是不可分离的。
链的长度用链节数表示,为了使链条连成环形时,正好是外链板与内链板相连接,因此链节数最好为偶数。
表 滚子链的规格及要紧参数(摘自)
链号
节距p/mm
排距p1/mm
滚子外径d1/mm
内链节链宽b1/mm
销轴直径d2/mm
内链板高度h2/mm
极限拉伸载荷(单排)Q/N
每米质量(单排)q/(kg/m)
05B
06B
08A
08B
10A
12A
16A
20A
24A
28A
32A
40A
48A
4400
8900
13800
17800
21800
31100
55600
86700
124600
169000
222400
347000
500400
注:
(1)极限拉伸载荷也可用kgf表示,取;
滚子链链轮
链轮的大体尺寸及参数
链轮的大体参数是配合链条参数:
节距P、滚子或套筒外径d1,排距P1,,及齿数z。
2链轮齿形
滚子链与链轮的啮合属非共轭啮合,其链轮齿形的设计能够有较大的灵活性。
GB1244-85仅规定了最大齿槽形状和最小齿槽形状,即只规定润虚的齿形变更范围,而不是规定某一种确信的齿形。
实验和利用说明,这种齿形在一样情形下对链传动性能可不能有专门大阻碍,各类标准齿形的链轮能够进行互换。
链轮材料及结构
链轮材料应保证有足够的强度及耐磨性,故齿面要通过热处置。
小链轮的啮合次数比大链轮多,所受冲击力也大,故所用材料一样优于大链轮。
小直径链轮可制成实心式,中等直径的链轮可制成孔板式,直径较大的链轮可制成组合式,轮缘与轮芯可选用不同材料,便于改换。
三、链传动的运动分析和受力分析
链传动的运动不均匀性
由于链条是刚性链节用铰轴铰接而成,当链与链轮啮合后便形成折线,链传动相当一对多边形链转动。
设z一、z2两链轮的齿数,P为节距,n一、n2为两链轮的转速,那么平均链速及平均传动比为
事实上即便主动链轮的角速度ω1为常数,链速ν和从动轮角速度ω2都是转变的。
正确啮合的连跳与链轮,销轴中心位于链轮分度圆上,当主动链轮以角速度ω1转动时,销轴A的圆周速度νA=r1ω1。
若是令链条的紧边始终位于水平位置。
如此νA可分为沿着链条方向的分速度和垂直链条方向的分速度,其值分为
其中,β为啮入进程中销轴在主动轮上的相位角,β的转变范围是
(
)。
当β=0°时,链速最大,
;
时,链速最小,
即链轮每转过一个齿,瞬时链速、瞬时传动比都作周期性转变。
同理,链条在垂直链速方向的分速度v’也作周期必转变。
这种链条速度v忽快忽慢的转变,v’忽上忽下的转变的现象称之为多边形效应。
链速的转变不可幸免的要产生震动与动载荷。
链传动的受力分析
若是不计各类附加动载荷,传动链条的紧边拉力F1由有效圆周力FC、离心拉力FC及松边垂度引发的悬垂拉力Fy三部份组成。
松边拉力F2那么由FC及Fy两部份组成,即
有效圆周力
式中P------传动功率,kW;
V----链速,m/s
离心力引发的拉力
式中q-----链条每米长质量,kg/m.
松边垂度引发的张力
式中
垂度系数,可接中心连线对水平线的夹角y从下表2-3-22当选取。
a-----中心距,mm
作用在轴上的力
四、链传动的设计计算
链传动的失效形式
链条是链传动的易损件,一样链轮的寿命是链条的2--3倍,故研究链传动的失效形式主若是针对链条的失效。
链条的失效形式要紧有以下几种。
链板的疲劳损坏
链条在工作中不断受力紧边、松边变载荷的作用,通过必然的循环次数,就会在版孔双侧发生疲劳破坏。
关于中低速闭式链传动(润滑密封良好),链板疲劳比较常见。
套筒、滚子的冲击疲劳
当链条与链轮啮入时会产生冲击,滚子和套筒受到反复多次的冲击载荷,套筒与滚子会发生冲击疲劳破坏。
在中高速闭式传动中,这种失效形式比较常见。
销轴与套筒的胶合
链条铰链向链轮齿入进程中,销轴与套筒产生相对转动,并以冲击方式与齿轮啮合。
在高速重载工况下,链条的摩擦表面会严峻发烧,产生局部黏着,致使销轴与套筒工作表面的胶合。
这在必然程度上限制了链传动的极限速度。
链条铰链的磨损
销轴与套筒工作表面既经受压力又产生相对转动,在润滑不良或荷载较大时,会产生严峻摩损,随着磨损量的不断增大,链条总长增加,发生松边跳动、跳齿及脱链。
磨损是开式传动、润滑不良的要紧失效形式。
链条的静强度破坏
低速重载的链条当过载时,易发生静强度拉断。
反复起动、制动、正反转和重复冲击,滚子、套筒和销轴也易产生静强度冲击破坏。
额定功率曲线
链条的每一种失效形式,都在必然条件下限定着链传动的承载能力(额定功率P0)。
关于每一种失效形式,可通过实验做出额定功率曲线。
1是正常润滑条件下,铰链磨损限定的功率曲线;2是链板疲劳限定的功率曲线;3是套筒、滚子冲击疲劳限定的功率曲线;4是铰链胶合限定的功率曲线。
虚线为恶略工作环境或不良润滑条件下的功率曲线,应幸免这种情形发生。
图中的阴影部份为平安区。
以磨损失效为基础并综合考虑上述其他失效形式而制定出国产十种A系列滚子链的额定功率曲线图。
该曲线是在以下实验条件制定的:
主、从动轮安装在水平平行轴上;小链轮齿数z1=19;链长LP=120节,单排链;载荷平稳;利用寿命15000h;磨损引发的链条相对伸长率
按推荐的润滑方式润滑。
链传动的设计计算
链传动的设计计算一样是依照所传递的功率P、载荷性质、工作条件和链轮转速n一、n2或传动比i,先选定齿轮齿数z一、z2,然后确信链条排数及节距p、中心距a及链长Lp,,给出润滑方式,最后绘制链轮零件工作图。
链条是标准件,选定型号及链长后外购。
链传动的设计是以耐磨损为前提,抗疲劳为中心的避免多种失效形式的设计方式。
按额定功率曲线来选定链条规格。
低速链(V)传动尚需验算静强度。
中、高速链传动的设计计算
链轮齿数
为减少链传动的运动不均匀性,小链轮的齿数z1不宜过少。
关于滚子链可按传动比选定z1=29-2i。
然后按传动比确信大链轮齿数,z2=iz1。
但齿数过量,会使转动装置尺寸增大,还会发生跳齿、脱链现象。
当链条铰链磨损后,销轴与套筒之间的间隙增加,链条的实际节距增加△P,链节沿齿槽向齿轮方向移动,链轮节圆直径增加为d+△d。
可见△P一按时,齿轮越多△d越大,也越容易发生跳齿与脱链。
因此大齿轮数不宜过量,一样应使Z2≤120.
一样链节数为偶数,而链轮齿数最好取为奇数,如此可使磨损均匀。
链条节距P
链条节距愈大,其承载能力愈高,但运动的不均匀性和冲击也严峻。
因此设计时,在知足传动功率条件下,应尽可能取小的节距,高速重载时可选用末节距多排链。
链的型号和节距,可依照传递的功率P及小链轮转速n1。
由于设计的链传动的实际工作条件与实验条件不完全一致,应将传递功率进行修正,再按修正值查图。
修正值为
式中P----链传递的功率,kW;
KA----工况系统;
K2-----小链轮齿数系数,
KP-----排数系数
中心距和链长
假设链传动的中收据a过小,链在小链轮上的包角减少,同时啮合的齿数减少,链节铰链受力增大,加重链条的磨损。
中心距过大,链条松边的垂度增大,易产生抖动。
设计时,一样初选
链条长度常以链节数LP表示,按带传动求带长公式可导出
由此算出的链节数应圆整为整数,最好取为偶数,然后依照圆整后的链节数,计算实际的中心距a,即
低速链传动的设计计算
关于链速的低速链传动,因其要紧失效形式是链条的静力拉断,故应按静强度条件进行校核计算,校核公式为
式中S------计算平安系数
Q-----极限拉伸载荷,N;
Fc----有效圆周力,N
KA---工况系数
[S]---许用平安系数,[S]=4~8
五、链传动的布置与润滑
链传动的布置
链传动合理布置的原那么:
.两链轮一样应布置在铅锤平面内,并维持两链轮轴线彼此平行。
5.1.1.2.两轮中心连线最好呈水平或与水平线成60°以下的倾角,尽可能幸免垂直布置。
5.1.1.3.关于i=2~3,a30~50p的链传动紧边在上在下均不阻碍传动,但金边在上为宜。
关于i>2,a<30p或i<1.5,a>60p的水平传动,应必然紧边在上松边在下,以避免卡链或松紧边相碰。
链传动的润滑
链传动的额定功率曲线实在正常润滑条件下制定的,润滑不良,链传动的工作能力和利用寿命会大大下降,因此润滑关于链传动是适逢重要的。
链传动的润滑方式有四种,可依照链速和链节距选用。
润滑油可选择L-AN32,L-AN46,L-AN68全损耗系统用油,载荷大环境温度高或节距大取黏度高的润滑油。
当采纳润滑油有困难时,如开式传动,环境温度很高时可采纳润滑脂或固体润滑剂。
润滑剂应加在松边,把油注入内外链板的间隙中和滚子的两头,以便能使油渗入到各摩擦表面之间。
致谢
毕业设计终于圆满的完成了,我感到确实收成不小,三年的所学知识终于取得了实践的机遇。
我通过本次毕业设计,了解了自己原先学的哪些书本知识是远远不够的,只有自己多问多查阅与之相关的书籍和资料,才能做好毕业设计,来解决问题实际问题,进一步丰硕和提高自我解决问题故障的能力水平。
从毕业设计中,我体会到,完成一份毕业设计是何等艰巨,白天在工作单位实习,下了班拿着本就要去学校图书馆,查阅大量资料,夜里常挑灯夜读整合伙料到凌晨一、两点钟。
当我的毕业设计完成之时,也体会到完成的那份喜悦。
在那个地址我要感激咱们的指导教师,是她告知了咱们如何做毕业设计,给了我很多思路,在做毕业设计的进程中李教师也给了咱们专门大的帮忙,常常不似辛苦的指导咱们到深夜。
再此特谢李玉兰教师对我的帮忙。
感激学校能有如此的安排,让咱们把学习的知识总结并合理的运用了出来。
我坚信只要尽力就必然能成功!