1、第九章 鏈傳動,9-1 鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用 9-2 傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 9-3 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 9-4 鏈傳動的工作情況分析 9-5 滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 9-6 鏈傳動的布置、張緊和潤滑與防護(hù),9-1 鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用,鏈傳動是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運(yùn)動和動力。,1、鏈傳動的組成 鏈傳動由主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條組成。,9-1 鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用,2、鏈傳動的特點(diǎn) 1）優(yōu)點(diǎn)：（1）與帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，工作可靠，具有準(zhǔn)確的平均傳動比，傳動效率較高；在傳遞相同功率的情況下，結(jié)構(gòu)較為緊湊；鏈條張緊力小，作用于鏈輪軸上的力也較小，故鏈傳動能夠在低速重載及溫度較高

2、的條件下使用。（2）與齒輪傳動相比，鏈傳動制造和安裝精度要求較低；在遠(yuǎn)距離傳動中，鏈傳動的結(jié)構(gòu)簡單而輕便。 2）缺點(diǎn)：不能保持恒定的瞬時傳動比，傳動中有周期性的動載荷和嚙合沖擊，不適合載荷變化很大和急速反向轉(zhuǎn)動的場合。,9-1 鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用,3、鏈傳動的應(yīng)用場合 主要用于要求工作可靠，傳動中心距較大，但對傳動平穩(wěn)性要求不高的場合。 4、鏈傳動的分類 1）按用途鏈可分為傳動鏈、起重鏈和牽引鏈（牽引鏈）三種。起重鏈和牽引鏈用于起重運(yùn)輸機(jī)械，在一般的機(jī)械傳動中，常用的是傳動鏈。 傳動鏈的主要類型有：短節(jié)距精密滾子鏈（簡稱滾子鏈）和齒形鏈。 5、傳動鏈的應(yīng)用范圍是：傳遞功率P100kW，傳動比i

3、8,鏈速v15m/s。 本章著重介紹傳動鏈中滾子鏈傳動的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動特性和一般設(shè)計(jì)問題。,9-2傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),傳動鏈?zhǔn)擎渹鲃又械闹饕?，傳動鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型。 一、滾子鏈 二、齒形鏈,一、滾子鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn),滾子鏈的組成： 滾子鏈?zhǔn)怯蓾L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。,一、滾子鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn),滾子鏈的分類 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、滾子鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（鏈條接頭和鏈規(guī)格）,鏈條的接頭處的固定形式有：,用

4、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(jì)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?yàn)檫^渡鏈節(jié)會使鏈的承載能力下降。,滾子鏈的規(guī)格和主要參數(shù)P165 表9-1,一、滾子鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（主要參數(shù)）,滾子鏈的主要參數(shù) 1）節(jié)距p 滾子鏈上相鄰滾子外圓中心的距離稱為節(jié)距。P大，鏈條中各零件尺寸大。 2）節(jié)數(shù) 表示鏈條的長度。 3）滾子外徑d1 4）內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1 5）多排鏈的排距pt 節(jié)距值=鏈號*25.4/16mm,一、滾子鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（主要尺寸和標(biāo)記方法）,滾子鏈的主要尺寸和標(biāo)記方法 滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化（GB/G 1243.1-1983）。鏈條分為A系列和B系列兩種。本章僅介

5、紹機(jī)械中常用的A系列滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)。 滾子鏈的標(biāo)記方法是：鏈號排數(shù)整鏈鏈節(jié)數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)編號。 例 08A1*88 GB123483 表示：A系列、節(jié)距12.7mm、單排、88節(jié)的滾子鏈。 （08*25.4/16）,一、滾子鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（滾子鏈的外形）,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(yùn)動。,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。,二、齒形鏈,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。,與滾子鏈相比，齒形鏈傳動平穩(wěn)無噪聲承受沖擊性能好，

6、工作可靠，多用于高速或運(yùn)動精度要求較高的傳動裝置中。,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(biāo)準(zhǔn)化。鏈輪設(shè)計(jì)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(jì)算公式見,9-3 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,9-3 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料,9-4 鏈傳動的工作情況分析,一、鏈傳動的運(yùn)動不均勻性（多邊形效應(yīng)） 二、鏈傳動的動載荷 三、鏈傳動的力分析,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

7、正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距 p。,一、鏈傳動的運(yùn)動不均勻性,一、鏈傳動的運(yùn)動不均勻性,鏈的平均速度為：,鏈傳動的平均傳動比為：,鏈條鉸鏈A點(diǎn)的前進(jìn)分速度,上下運(yùn)動分速度,一、鏈傳動的運(yùn)動不均勻性,由上述分析可知，鏈傳動中，鏈條的前進(jìn)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。,因?yàn)閺膭渔溳喌慕撬俣葹椋?所以鏈傳動瞬時傳動比為：,只有兩鏈輪齒數(shù)相等，且傳動的中心距恰為節(jié)距的整數(shù)倍時（這時和的變化才時時相等），瞬時傳動比才得到恒定值。,一、鏈傳動的運(yùn)動不均勻性,多邊形效應(yīng): 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(diǎn)

8、所造成的，故稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。 應(yīng)用場合： 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(yùn)動精度有較高要求的場合。,二、鏈傳動的動載荷,1、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(yùn)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(qiáng)烈。,鏈條前進(jìn)的加速度引起的動載荷為：,2、從動鏈輪的角加速度引起的動載荷為：,P為鏈節(jié)距,二、鏈傳動的動載荷,3、垂直鏈速周期性變化，引起橫向振動，甚至發(fā)生共振。 4、當(dāng)鏈節(jié)嚙

9、上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運(yùn)動的鏈節(jié)鉸鏈和以角速度作圓周運(yùn)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。,三、 鏈傳動的力分析,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：,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)。,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),取大者,9-5 滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算,一、鏈傳動的失效形式 二、滾子鏈傳動

10、的額定功率 三、滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)步驟和方法 四、低速鏈傳動的靜力強(qiáng)度計(jì)算,一、鏈傳動的失效形式,1、鏈的疲勞破環(huán) 2、鏈條鉸鏈的磨損 3、鏈條鉸鏈的膠合 4、鏈條的多次沖擊破斷 5、鏈條的靜力拉斷。 低速v0.6m/s的鏈條過載，并超過了靜力強(qiáng)度的情況下，鏈條就會被拉斷。,二、滾子鏈傳動的額定功率,1）極限功率曲線 在確定某一鏈傳動所能傳遞的功率時，必須全面考慮各種失效形式對傳動的影響。,二、滾子鏈傳動的額定功率,2）額定功率曲線 圖9-13為標(biāo)準(zhǔn)單排A系列滾子鏈的額定功率曲線圖，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制而成。根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速可在圖上查出該情況下各型號鏈條所能傳遞的功率，也可由所要求傳遞的功率在圖中選定所

11、需鏈條的型號。 當(dāng)所設(shè)計(jì)的鏈傳動與上述實(shí)驗(yàn)條件不符時，應(yīng)引入相應(yīng)的系數(shù)予以修正。,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(qiáng)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(qiáng)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。,A系列滾子鏈的額定功率曲線,實(shí)驗(yàn)條件：z1=25, Lp=120,單排鏈，水平布置，載荷平穩(wěn)，良好潤滑,使用壽命15 000 h ，鏈因磨損引起的相對伸長量小于3%. 實(shí)際使用條件一般與實(shí)驗(yàn)條件不同，需作修正。,由此圖查出鏈條型號確定節(jié)距。,三、滾子

12、鏈傳動的設(shè)計(jì)步驟和方法,原始數(shù)據(jù)：傳動的功率P、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速（或傳動比），原動機(jī)的種類，載荷性質(zhì)以及傳動用途等。 設(shè)計(jì)內(nèi)容：鏈條型號、鏈長、排數(shù)、中心距、鏈輪齒數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸 。 設(shè)計(jì)方法： 1、中高速鏈傳動：用功率曲線進(jìn)行設(shè)計(jì) 2、低速鏈傳動：按靜強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),中、高速鏈傳動 (鏈輪齒數(shù)）,小鏈輪齒數(shù)對傳動的平穩(wěn)性和工作壽命影響很大，因此，在外廓尺寸允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)選擇較多的齒數(shù)，一般情況下其最小齒數(shù)Zmin不應(yīng)小于17。但若選取的齒數(shù)過大，也會縮短鏈條的使用壽命。而傳動尺寸和重量也會隨齒數(shù)的增大而增大。通常限定最大齒數(shù)Zmax150，一般不大于114。 從減小傳動速度不均勻性和動

13、載荷考慮，小鏈輪齒數(shù)應(yīng)受到鏈速的限制；從限定大鏈輪齒數(shù)和減小傳動尺寸出發(fā)，小鏈輪齒數(shù)又受到傳動比的制約。通常在設(shè)計(jì)中，可先按傳動比選定小鏈輪齒數(shù)。 鏈傳動的傳動比，通常限制為i6。推薦的傳動比為i=2-3.5。,1、選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2（或傳動比I）,選擇小鏈輪齒數(shù)Z1 計(jì)算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1。 小鏈輪齒數(shù)Z1過少運(yùn)動不平穩(wěn)嚴(yán)重。 小鏈輪齒數(shù)Z1過大增大了傳動的尺寸和質(zhì)量 。,中、高速鏈傳動（大鏈輪齒數(shù)）,設(shè)p為因磨損造成鏈節(jié)伸長量，鏈輪齒數(shù)越多， d/ p越大，越容易脫鏈。一般 Z2max=150。,因鏈的磨損造成鏈節(jié)伸長，當(dāng)鏈輪齒數(shù)較多時，易于脫鏈。,中、高速鏈傳動,大鏈輪的齒數(shù)為Z

14、2=iZ1（取整數(shù)）。,為使磨損均勻，鏈輪齒數(shù)一般都選取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)，優(yōu)先數(shù)列為17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。,中、高速鏈傳動（計(jì)算功率）,2確定計(jì)算功率 計(jì)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)。,中、高速鏈傳動（鏈的節(jié)距）,3鏈的節(jié)距 （實(shí)際設(shè)計(jì)時，先選排數(shù)，再確定鏈長，然后計(jì)算Pca，確定節(jié)距） 在一定條件下，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(yán)重。因此，在設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量選取較小的鏈節(jié)距。 1）為使結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長，應(yīng)選小節(jié)距多排鏈 2) 速度高、功率大時，

15、選小節(jié)距多排鏈 3) 中心距小、傳動比大時，選小節(jié)距多排鏈 4) 中心距大、傳動比小時，選大節(jié)距單排鏈。,中、高速鏈傳動（鏈的節(jié)距）,鏈節(jié)距可根據(jù)計(jì)算功率和小鏈輪轉(zhuǎn)速由額定功率曲線選定。,中、高速鏈傳動（鏈傳動的中心距和鏈節(jié)數(shù)）,4鏈傳動的中心距和鏈節(jié)數(shù) 1）初定中心距： 中心距過大引起垂度大，造成松邊顫動； 中心距過小鏈條屈伸次數(shù)和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，加劇鏈得磨損和疲勞。 設(shè)計(jì)時一般取中心距a0=(3050)p， 最大取0max=80p。,中、高速鏈傳動（鏈傳動的中心距和鏈節(jié)數(shù),2）確定鏈條長度（鏈節(jié)數(shù)）：鏈條的長度以鏈節(jié)數(shù)Lp來表示，鏈節(jié)數(shù)為：,3）確定鏈傳動的中心距為（鏈傳動中心距可調(diào)）,

16、圓整為整數(shù)，最好為偶數(shù),mm,5計(jì)算鏈速，確定潤滑方式 根據(jù)鏈速由圖914選擇合適的潤滑方式 6、壓軸力FP,中、高速鏈傳動（輪轂孔徑、壓軸力）,式中：Fe鏈傳動的有效圓周力 KFP壓軸力系數(shù)，對于水平傳動KFP=1.15；對于垂直傳動KFP=1.05,低速鏈傳動,低速鏈傳動的靜力強(qiáng)度計(jì)算 對于鏈速v0.6m/s的低速鏈傳動，因抗拉靜力強(qiáng)度不夠而破壞的可能性很大，故應(yīng)進(jìn)行抗拉靜力強(qiáng)度計(jì)算。,式中：Sca鏈的抗拉靜力強(qiáng)度的計(jì)算安全系數(shù) Flim單排鏈的極限拉伸載荷，單位KN n鏈的排數(shù) KA工作情況系數(shù) F1鏈的緊邊拉力,9-6 鏈傳動的布置、張緊、潤滑與防護(hù),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 。,9-6 鏈傳動的布置、張緊、潤滑與防護(hù),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。,9-6 鏈傳動的布置、張緊、潤滑與防護(hù),三、鏈傳動的潤滑