最新机械设计基础教案——第9章链传动
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板书设计或授课提纲课堂教学安排整顿纪律,清点人数。
人员安全教育及预防突发情况的准备在课堂开始之前老师想问大家一个问题,我们家里日常骑的自行车,链轮属于带传动还是链传动?一、链传动的基本知识1.链传动的应用链传动主要用于传递运动和动力,也可用于物料输送。
传动链主要有套筒滚子链和齿形链,使用最广泛的是套筒滚子链2.链传动及其传动比链轮上制有特殊齿形的齿,通过链轮轮齿与链条的啮合来传递运动和动力。
关于其工作的原理可以看ppt上的视频动画。
n1-n2————主、从动链轮的转速,r/minZ1-Z2———主、从动链轮的齿数3.链传动的应用特点1.优点(1)能保证准确的平均传动比(2)传动功率大(3)传动效率高,一般可达0.95~~0.98 (4)可用于两轴中心距较大的场合(5)能在低速、重载和高温条件下,以及粉尘、淋水、淋油等不良环境中工作(6)作用在轴和轴承上的力小老师:我们了解到了链传动的优点那么,大家想一想它的缺点会有哪些?2.缺点(1)瞬时传动比变化,瞬时链速度不是常数,会产生动载荷和冲击,不宜用于要求精密传动的机械上(2)链条磨损后,链条节距变大,链条容易脱落(3)工作时有噪声(4)对安装和维护要求较高(5)无过载保护作用二、滚筒链1.滚筒链1.套筒滚子链的结构(1))销轴与外链板、套筒与内链板间是过盈配合(2)销轴与套筒、滚子与套筒间是间隙配合(3))滚子与链轮相对滚动1—内链板2—外链板3——销轴4——套筒5—滚子2.滚子链的主要参数及标示(1)节距节距:链条相邻两销轴中心线之间的距离(2)节数链条的节数:每一根链条节的总数(3)链条速度链条速度不宜过大,一般不大于15m/s (4)滚子链的标示标示形式:链号—排数16B——1:链号为16B的单排链三、链轮的基础知识(1)齿形一般由三段圆弧组成(2)小链轮齿数一般应大于17,大链轮齿数一般应小于120(3)链轮材料可采用灰铸铁、低碳钢、中碳钢、低碳合金钢、中碳合金钢等。
完整版)认识链传动教案认识链传动》教学设计授课班级:机械类专业授课教材:《数控加工机械基础》授课时间:2课时授课人:XXX本课题在教材中具有重要的地位。
本课时主要研究链传动的概念、组成、分类及滚子链结构,以及链传动的平均传动比计算和对研究链传动的适用场合、选取等的指导作用。
在这个课程教学中,采用小组合作探究、任务驱动问题引导式教学等教学方式,使学生能够轻松掌握链传动的基本知识。
由于学生在日常生活中常见到链传动结构,对此内容比较熟悉,研究兴趣比较浓厚。
但中职学生对单一理论研究兴趣不高,因此采用直观动画、图片、实物等方式来吸引他们的注意力,深化他们的理解能力。
通过理实一体化的教学设计模式,把专业理论课与实验实践结合起来,因此课堂中融入信息化教学及实例教学,提高学生研究的主动性、积极性。
通过情景化、项目化、合作探究的研究过程,让学生体验职业情境,为学生就业打下一定的基础。
教学目标:1.能够说出链传动的概念、组成和分类。
2.能够计算链传动的平均传动比。
3.能指出滚子链的各部分结构名称,并能判断各部分间的配合关系。
教学重点:链传动概念、组成及传动比计算;链传动的结构及其零部件间的配合关系。
教学难点:链传动的结构及其零部件间的配合关系。
授课类型:新授课教学方法:自制教学课件、链节合作探究教学法、任务驱动教学法、理实一体教学法。
教学过程:课前准备:1.按同组异质将学生分六组,每组六人。
2.发放链节和课练,每组一份,每人一份。
任务引入:1.播放生产实际中链传动环节的视频,激发学生兴趣。
2.观察自行车传动部分并讨论分析其各部分组成。
知识链接:链传动:1.概念:通过链条和具有特殊齿形的链轮组成的传递运动和动力的一种机械运动。
2.组成:链条、链轮、轴承、链轮轴等。
3.分类:平面链传动、滚子链传动、牙形链传动等。
任务探究:1.通过小组合作研究,掌握链传动的基本知识。
2.通过理实一体、任务驱动研究,更快更轻松地掌握本节课的重点难点。
《机械基础》项目教学教案一链传动一、教学目标:1.理解链传动的原理和结构;2.掌握链传动的工作原理和运动规律;3.能够设计链传动系统,根据需要选择合适的链条和齿轮;4.能够分析链传动系统的传动比和速度比。
二、教学内容:1.链传动的概念和分类;2.链传动的工作原理和结构;3.链传动系统的应用及优缺点;4.链传动的设计原则和计算方法。
三、教学重点和难点:1.链传动的工作原理和结构;2.链传动系统的设计原则和计算方法。
四、教学方法:1.讲授相结合的方式,引导学生理解链传动的原理和结构;2.实例分析,让学生能够解决实际问题。
五、教学流程:1.教师简单介绍链传动的概念,引导学生思考链传动的应用;2.讲解链传动的分类和结构,通过图片和动画展示链传动的工作原理;3.分析链传动系统的应用,让学生了解不同种类的链传动在工程实践中的应用;4.分析链传动的优缺点,让学生了解链传动系统的特点;5.讲解链传动的设计原则和计算方法,通过实例分析让学生能够熟练计算链传动系统的传动比和速度比;6.结合实际案例,引导学生设计一个链传动系统,并分析其传动比和速度比;7.总结教学内容,澄清学生疑惑,鼓励学生思考链传动的未来发展方向。
六、教学评估:1.实验报告:设计一个链传动系统,并计算传动比和速度比;2.课堂作业:解答链传动系统设计中的难点问题;3.课堂讨论:分组进行链传动系统设计,总结成果并进行汇报。
七、教学资源:1.课本资料:《机械设计基础》;2.实验器材:链传动模型;3.多媒体教学设备:电脑、投影仪。
八、教学反思:在教学过程中,要注重培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。
通过实例分析和实验操作,让学生能够真正理解链传动的原理和结构,掌握链传动系统的设计原则和计算方法。
同时,通过课堂讨论和实验报告评估,及时发现学生存在的问题,帮助他们提高学习效率,提升实践能力。
最终达到教学目标,使学生能够熟练运用链传动技术解决实际工程问题。
机械设计基础链传动链传动是一种通过链条将主动轴的旋转运动传递到从动轴,实现动力传递的机械传动方式。
因其结构简单、可靠、使用维护方便等特点,链传动广泛应用于各种机械设备中。
本文将探讨链传动的机械设计基础。
一、链传动的组成链传动主要由主动链轮、从动链轮和链条组成。
链条通常由一系列的链节通过销轴连接而成,链节之间具有一定的间隙,以允许链条在运行中具有一定的弹性。
主动链轮通过驱动链节,将旋转运动传递到从动链轮。
二、链传动的分类根据链条的结构和使用的场合,链传动可以分为滚子链传动和齿形链传动。
滚子链传动的链条由一系列的滚子节组成,滚子节之间通过销轴连接,具有较高的承载能力和较低的噪声。
齿形链传动的链条由一系列的齿形节组成,齿形节之间通过销轴连接,具有较高的承载能力和较高的耐磨性。
三、链传动的机械设计基础1、链条的选择:根据使用场合和负载大小,选择合适的链条类型和规格。
滚子链和齿形链的规格通常以链条节距表示,节距越大,链条越粗,承载能力越强。
2、链轮的设计:链轮的设计是链传动的关键部分。
链轮的齿数、齿形和材料等都会影响传动的平稳性和使用寿命。
在设计时,应根据负载、转速和结构要求来确定链轮的参数。
3、链条的张紧:为了保证链条与链轮的正常啮合,需要将链条张紧。
常用的张紧方法有自动张紧、定期张紧和弹簧张紧等。
根据使用场合和要求选择合适的张紧方法。
4、润滑和维护:链传动需要定期润滑以减小摩擦和磨损。
同时,也需要定期检查和维护,及时更换损坏的链条或链轮,保持传动系统的正常运行。
四、结语链传动作为机械设计中重要的组成部分,其设计和使用直接影响到机械设备的性能和可靠性。
因此,在实际设计和使用中,应充分考虑各种因素,选择合适的链条和链轮参数,保证链传动的正常运行和使用寿命。
也需要注意维护和保养,及时发现并解决可能出现的问题,保证机械设备的稳定性和可靠性。
机械设计基础齿轮传动齿轮传动是机械设计中不可或缺的重要环节,它广泛应用于各种机械设备中,如汽车、飞机、机床等。
第 9 章链传动一)教学要求1、了解套筒滚子链结构、掌握链运动的不均匀性2、掌握链传动失效形式3、了解链传动的设计计算方法二)教学的重点与难点1、链传动的多边形效应2、链传动的失效形式3、链传动的设计方法三)教学内容9.1概述链传动工作原理与特点1、工作原理:(至少)两轮间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动。
但非共轭曲线啮合,靠三段圆弧和一直线啮合。
其磨损、接触应力冲击均小,且易加工。
2、组成;主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等。
3、特点(与带、齿轮传动比较)优点:①平均速比i m准确,无滑动;②结构紧凑,轴上压力Q小;③传动效率高η=98%;④承载能力高P=100KW ;⑤可传递远距离传动a max=8mm ;⑥成本低。
缺点:①瞬时传动比不恒定i;②传动不平衡;③传动时有噪音、冲击;④对安装粗度要求较高。
4、应用:适于两轴相距较远,工作条件恶劣等,如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。
中低速传动:i≤8(I=2~4),P≤100KW,V≤12-15m/s,无声链V max=40m/s。
(不适于在冲击与急促反向等情况下采用)9.2传动链的结构特点链传动的主要类型1)按工作特性分:起重链——用于提升重物——V ≤0.25m/s;牵(线)引链——运输机械——V ≤ 2~4m/s;传动链——用于传递运动和动力——V ≤12~15m/s。
优点:结构简单、重量轻、价廉、适于低速、寿命长、噪音小、应用广。
2)传动链接形式分:套筒链;(套筒)滚子链—属标准件选用、合理确定链轮与链条尺寸,—短节距精密滚子链;齿形链;成型链四种。
①套筒滚子链(结构与特点)动配合,可相对运动,相当于活动铰链,承压面积A(投影)——宽×长投影组成:5 滚子;4 套筒;3 销轴;2 外链板;1 内链板动配合。
当链节进入、退出啮合时,滚子沿齿滚动,实现滚动摩擦,减小磨损。
套筒与内链板、销轴与外链板分别用过盈配合(压配)固联,使内、外链板可相对回转。
为减轻重量、制成“ 8”字形,亦有弯板。
这样质量小,惯性小,具有等强度。
磨损:——主要指滚子与销轴截面之间磨损。
而内、外板之间留有间隙,保证润滑油进入,此润滑降低磨损。
表9-1,P 越大,承载能力越高。
参数:P—节距,b1—内链板间距,C—板厚,d1—滚子直径,d2—销轴直径,P—排距当低速时也可以不用滚子——称套筒链多排链——单排链用销轴并联——称多排链(或双排链)排数↑→承载能力↑ 但排↑→制造误差↑→受力不均↑一般不超过3~4 列为宜链接头型式:链节数为偶数(常用)——内链板与外链板相接——弹性锁片(称弹簧卡)或大节距(称开口销)——受力较好弹性锁片——端外链板与错轴为间隙配合链节数为奇数——用过渡链节固联——(如图9-4b)产生附加弯矩——受力不利,尽量不用。
固联——内(外)链板与内(外)链板相接图9-4c —是板链—弹性好、缓冲、吸振在低速、重载、冲击和经常正反转工作情况。
安全过渡链节(图9-4c)——弯板与销滚子链标记:链号—排数×链节数标准号套筒滚子链规格与主要参数——表9-12、齿形链——如图9-5 各组齿形链板要错排列,通过销轴联接而成。
链板两工作侧边为直边,夹角为60°或70°,由链板工作边与链轮齿啮合实现传动。
齿形链轴可以是圆柱销轴,也可以是其它形式(滚柱式)——图9-6,b——两个链片、c 图为连接两链片的一对棱柱销轴,链节相对转动时,两棱柱可相互滚动。
使铰链磨损减少。
齿形链设导板,以防链条轴向窜动:内导板—导向性好;外导板铰链形式:圆销式;轴互式;滚柱式齿形链的齿形特点:传动平稳、承受冲击好、齿多受力均匀、噪音较小、故称无声链。
允许速度V 高,特殊设计齿形链V=40m/s ,但结构较复杂、价格贵、制造较困难、也较重。
摩托车用链应用于高速机运动精度,要求较高的场合,故目前应用较少。
0.95 ~ 0.98 一般0.98 ~ 0.99 润滑良好9.3滚子链链轮的结构与材料(套筒滚子链)要求掌握:1)链轮齿形的设计要求;2)链轮齿形特点;3)链轮的主要参数;4)链轮的结构型式有哪些;5)对链轮的材料要求及适用情况一、链轮齿表——比较灵活,如表9-5 介于最小齿槽形状与最大齿槽形状之间可稳定1、对齿形要求:①保证链节平稳进入和退出啮合;②减少啮合时冲击和接触应力;③ 链条节距因磨损而增长后,应仍能与链轮很好地啮合;④要便于加工。
2、链轮齿形及特点端面齿形(如图9-6)——是三圆弧一直线,弧aa 、ab 、cd 和一直线bc 优点:接触应力小、冲击小、磨损少,不易跳齿与脱链轴面齿形:两侧呈圆弧状,以利链节的进入和退出啮合(如图9-7)加工方法:标准刀具加工,一般为成型铣刀(只要P相同,Z 不同的所有链轮均能加工)二、链轮的主要参数1、链轮的主要参数,如表9-2三、链轮的结构型式,如图9-101)同轴式(直径较小时)2)整体式(轮齿与轮毂部分成一体),如图9-8a,直径较大时可在胶板上开孔3)孔板式(图9-8b )——中等尺寸4)组合式(如图9-8c)3,43——齿圆与轮毂焊接4——齿圆与轮毂螺栓联接——齿圆材料较硬耐耐磨耐四、链轮的材料要求:1)强度;2)耐磨;3)耐冲击(在冲击载荷时)具体有普通碳素钢,优质碳素钢和合金钢,链轮较大(要求较低时)可用百炼成钢铸铁,小功率传动也可用夹布胶木。
具体的材料及适用场合见表9-7注意:1)有冲击载荷时一般采用低碳钢和低碳合金钢→渗碳淬火→回火。
2)无剧烈冲击,中等速度较大的链轮,一般采用中碳钢和中碳合金钢→淬火、回火。
3)齿数较多(特大)Z>50 的链轮→采用灰铸铁4)中小功率传动→采用普通或优质碳素钢大小功率传动→采用合金钢5)P<6KW,高速链传动→采用夹布胶木,噪音较小,传动平稳6)小链轮的材料与热处理要求应高于大链轮——因为小链轮的啮合次数比大链轮多,∴磨损和冲击比大链轮严重。
9.4链传动的运动特性链传动的运动特性分析(为什么链传动不平稳,噪声大,且有扇动,i 不恒定,不均匀性)(1)链运动的运动不均匀性链传动与挠在正多边形轮子上的带传动极其相似还应注意:链节与轮相对速度也引起冲击。
②链作直线运动,轮作圆周运动,则进入啮合时产生冲击、动负荷。
而且,P↑ ,n↑→冲击↑ ③张紧不适当,松边垂度过大,起动、制动、反向、突然卸载或超载必出现惯性冲击,增大了动负荷。
9.5链传动的失效形式及承载能力链传动的失效形式及承载能力一、失效形式1)各元件的疲劳破坏(主要指链板、销轴、套筒、滚子)——正常润滑及速度主要失效形式2)链节磨损后伸长(主要是销轴铰链磨损),造成脱链,跳齿3)冲击破坏(反复起制动、反转或受重多冲击载荷时,动载荷大,经多次冲击、销轴、滚子、套筒最终产生冲击断裂,总循环次数N=10 4)4)胶合(重载高速)(破坏——验算nL )——极限转速5)轮齿过度磨损6)过载拉断——塑性变形(当低速重载V<0.6m/s ,按静强度设计)二、链传动的承载能力1)极限功率曲线, P268,图 9-12 ①良好的润滑条件下,由磨损、破坏限定的极限功率曲线; ②链板疲劳破坏限定的极限功率曲线;③滚子、套筒冲击疲劳破坏限定的功率曲线; ④销轴与套筒胶合限定的极限功率曲线; ⑤良好润滑情况下额定功率曲线;——设计时实际使用的功率曲线; ⑥润滑不好或工况恶劣的极限功率曲线。
较良好的润滑下低得多。
2) A 系列套筒滚子链的实用功率曲线图,图 9-13(先看图再讲)GB1243-83 国产十种套筒滚子链实用功率曲线图, 而避免上述 6项失效, 而经实验确定 数据绘制而成。
9.6 链传动的设计计算已知: P ,载荷性质,工作条件, n 1,n 2 链传动的主要参数选择及步骤1、链的节距和排数1)计算功率 Pca=K A .P (KW )(7-19) K A ——工况系数,表 9-92)要求单排链传递功率 P 0Pca 0 K Z K L K P K Z ——小链轮齿数系数 表 9-10当工作点在图 9-13 曲线顶点左侧时,查表 9-10,KZ ,先假设! 左侧时——表示为链板疲劳(主要外板) 当工作点在图 9-13 曲线顶点右侧时,查表 9-10,K'Z 右侧时——表示套筒与滚子冲击疲劳K P ——多排链系数,表 9-11(当排数为 2 时 K P =1.7,而非 2)K L ——链长系数:曲线 1——链箱疲劳,主要是考虑载荷集中 曲线 2——滚子套筒冲击疲劳3)选型:由 P 0、 n 1 P 图 9-13(160 页) 定链型号 A4)讨论:当 P ↑,结构尺寸↑,如 n 一定,承载力↑,但运动不平稳性,动载、噪音 也严重。
结论;因此,在满足一定功率条件下, P 越小越好,高速链尤其如此。
如再考虑经济性 时: 当功率大( CP ), V 高时, 选节距( P )小,用多排链当 a 小, i 大时 选节距( P )小,用多排链当 a 大, i 小时 选节距( P )大,用单列链2、链轮齿数 Z 1、Z 2及 iZ 1 不能过少, Z 1 应为奇数! 当 Z 少——外壳尺寸小,重量轻 但 Z 过少—— 1)传动不均性和动负荷增大; 2)P 增大后, 角增大,功率损失增加,链绕进,出轮磨损加剧;3)当 P 一定时, Z 少, D 小,但 F t (=2T/D )↑加速轮与链的破坏Z 2 不能过大!Z 2过多——外壳尺寸大、重量加大。
且 Z 多,承载力降低,且 Z 过多容易脱链(Z2 更大) (∵P 小)结论:齿数过多,过少均不好,必须限制齿数,两面限制:求 Z 1、 Z 2 P ,列数, a ,润滑方式等。
7-18)9.7链传动的布置、张紧与润滑一、布置(与常相比)1、链传动只能布置在垂直平面内,不能布置在水平或倾斜平面内2、两轮中心线最好水平或水平面夹角小于45°(尽量避免垂直、传动)3、当属下列情况时,紧边在上:(尽量主动边在上)① a≤ 30P和i≥2时,图a②倾斜角较大时图b P166 ,图9-19③a≥ 60P和i≤1.5 时,Z≤25时,图c 其它情况则不限制。
二、张紧:(方法不同于带)其目的不取决于工作能力,而会由垂度大小决定方法:①移动轮系,以增大中心距a,如a 不能调时;②也可用张紧轮——注意张紧轮应在靠近主动轮的从动边上。
不带齿者可用夹布胶木制成。
宽度比链轮约宽5mm ,且直径应尽量与小轮直径相近。
三、润滑与防护1)润滑润滑有利于缓冲、减小摩擦、降低磨损,润滑良好否对承载能力与寿命大有影响。
润滑方式按图9-14 选取,注意链速越高,润滑方式要求也越高。