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鏈傳動(dòng)工作情況分析 |
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鏈傳動(dòng)的運動(dòng)分析 1.鏈傳動(dòng)的運動(dòng)不均勻性 鏈條進(jìn)入鏈輪后形成折線(xiàn),因此鏈傳動(dòng)的運動(dòng)情況和繞在正多邊形輪子上的帶傳動(dòng)很相似,見(jiàn)圖1。邊長(cháng)相當于鏈節距p,邊數相當于鏈輪齒數z。鏈輪每轉一周,鏈移動(dòng)的距離為zp,設z1、z2為兩鏈輪的齒數,p為節距(mm),n1、n2為兩鏈輪的轉速(r/min), 則鏈條的平均速度v(m/s)為 v=z1pn1/60*1000=z2pn2/60*1000 由上式可得鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比 i=n1/n2=z2/z1 事實(shí)上,鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比都是變化的。分析如下:設鏈的緊邊在傳動(dòng)時(shí)處于水平位置,見(jiàn)圖1。設主動(dòng)輪以等角速度ω1轉動(dòng),則其分度圓周速度為R1ω1。當鏈節進(jìn)入主動(dòng)輪時(shí),其銷(xiāo)軸總是隨著(zhù)鏈輪的轉動(dòng)而不斷改變其位置。當位于β角的瞬時(shí),鏈水平運動(dòng)的瞬時(shí)速度 等于銷(xiāo)軸圓周速度的水平分量。即鏈速v v=cosβR1ω1 角的變化范圍在±φ1/2之間,φ1=360。/z1。當β=0時(shí),鏈速最大,vmax=R1ω1;當β=±φ1/2時(shí),鏈速最小,vmin=R1ω1cos(φ1/2) 。因此,即使主動(dòng)鏈輪勻速轉動(dòng)時(shí),鏈速v也是變化的。每轉過(guò)一個(gè)鏈節距就周期變化一次,見(jiàn)圖2。 同理,鏈條垂直運動(dòng)的瞬時(shí)速度v`=R1ω1sinβ也作周期性變化,從而使鏈條上下抖動(dòng)。圖2 鏈速變化規律從動(dòng)鏈輪由于鏈速v≠常數和γ角的不斷變化(圖1),因而它的角速度ω2=v/R2cosγ也是變化的。 鏈傳動(dòng)比的瞬時(shí)傳動(dòng)比i為 i=ω1/ω2=R2cosγ/R1cosβ 顯然,瞬時(shí)傳動(dòng)比不能得到恒定值。因此鏈傳動(dòng)工作不穩定。 2.鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷 鏈傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生動(dòng)載荷的主要原因是: (1) 鏈速和從動(dòng)鏈輪角速度周期性變化,從而產(chǎn)生了附加的動(dòng)載荷。鏈的加速度愈大,動(dòng)載荷也將愈大。鏈的加速度為 可見(jiàn),鏈輪轉速愈高、鏈節距愈大、鏈輪齒數愈少,動(dòng)載荷都將增大。 (2) 鏈沿垂直方向分速度 也作周期性地變化,使鏈產(chǎn)生橫向振動(dòng),這也是鏈傳動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)載荷的原因之一。 (3) 鏈節進(jìn)入鏈輪的瞬時(shí),鏈節與鏈輪輪 齒以一定的相對速度嚙合,鏈與輪齒將受到?jīng)_擊,并產(chǎn)生附加動(dòng)載荷。如圖3所示,根據相對運動(dòng)原理,把鏈輪看作靜止的,鏈節就以角速度-w 進(jìn)入輪齒而產(chǎn)生沖擊。這種現象,隨著(zhù)鏈輪轉速的增加和鏈節距的加大而加劇。使傳動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。 (4) 若鏈張緊不好、鏈條松弛,在起動(dòng)、制動(dòng)、反轉、載荷變化等情況下,將產(chǎn)生慣性沖擊,使鏈傳動(dòng)產(chǎn)生很大的動(dòng)載荷。 由于鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷效應,鏈傳動(dòng)不宜用于高速。 鏈傳動(dòng)的受力分析 安裝鏈傳動(dòng)時(shí),只需不大的張緊力,主要是使鏈松邊的垂度不致過(guò)大,否則會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)振動(dòng)、跳齒和脫鏈。若不考慮傳動(dòng)中的動(dòng)載荷,作用在鏈上的力有:圓周力(即有效拉力)F、離心拉力FC和懸垂拉力Fy 。如圖所示。鏈在傳動(dòng)中的主要作用力有: (1)鏈的緊邊拉力為 F1=F+FC+Fy (N) (2)鏈的松邊拉力為 F2=FC+Fy (N) (3)圍繞在鏈輪上的鏈節在運動(dòng)中產(chǎn)生的離心拉力 FC=qv2 (N) 式中:q為鏈的每米長(cháng)質(zhì)量,Kg/m; v為鏈速m/s 。 (4)懸垂拉力 可利用求懸索拉力的方法近似求得 Fv=Kvqga (N) 式中: a為鏈傳動(dòng)的中心距,m ; g為重力加速度,g=9.81m/s2 Kv為下垂量y=0.02a時(shí)的垂度系數,與安裝角β有關(guān)(圖12.12),見(jiàn)表。鏈作用在軸上的壓力FQ可近似地取為FQ=(1.2~1.3)F,有沖擊和振動(dòng)時(shí)取大值。 |
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