滾子鏈和鏈輪

1、滾子鏈和鏈輪一、滾子鏈的結(jié)構(gòu)和規(guī)格滾子鏈由內(nèi)鏈板1、套筒2、銷軸3、外鏈板4和滾子5組成，如圖9-3所示。內(nèi)鏈板和套筒、外鏈板和銷軸用過盈配合固定，構(gòu)成內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)。銷軸和套筒之間為間隙配合，構(gòu)成鉸鏈，將若干內(nèi)外鏈節(jié)依次鉸接形成鏈條。滾子松套在套筒上可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈輪輪齒與滾子之間的摩擦主要是滾動(dòng)摩擦。鏈條上相鄰兩銷軸中心的距離稱為節(jié)距, 圖9-4 雙排滾子鏈圖9-3滾子鏈用p表示，節(jié)距是鏈傳動(dòng)的重要參數(shù)。節(jié)距p越大，鏈的各部分尺寸和重量也越大,承 載能力越高，且在鏈輪齒數(shù)一定時(shí)，鏈輪尺寸和重量隨之增大。因此，設(shè)計(jì)時(shí)在保證承載能力的前提下，應(yīng)盡量采取較小的節(jié)距。載荷較大時(shí)可選用雙排鏈（圖9-4

2、）或多排鏈，但排數(shù)一般不超過三排或四排，以免由于制造和安裝誤差的影響使各排鏈?zhǔn)茌d不均。鏈條的長(zhǎng)度用鏈節(jié)數(shù)表示，一般選用偶數(shù)鏈節(jié)，這樣鏈的接頭處可采用開口銷或彈簧卡片來固定，如圖9-5a、b）所示，前者用于大節(jié)距鏈，后者用于小節(jié)距鏈。當(dāng)鏈節(jié)為奇數(shù)時(shí)，需采用過渡鏈節(jié)如圖9-5c）所示。由于過渡鏈節(jié)的鏈板受附加彎矩的作用，一般應(yīng)避免采用。 GB/T1243-97規(guī)定滾子鏈分為A、B系列，其中A系列較為常用，其主要參數(shù)如表9-1所示。表中鏈號(hào)和相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)號(hào)一致，鏈號(hào)乘以25.4/16mm即為節(jié)距值。 a) b) c) 圖9-5 滾子鏈接頭形式 表9-1 A系列滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸 (GB/T12

3、43-97)鏈 號(hào)節(jié)距p(mm)排距Pt(mm)滾子外徑d1(mm)內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1(mm)銷軸直徑d2(mm)內(nèi)鏈板高度h2(mm)單排極限拉伸載荷FQ（KN）單排每米質(zhì)量q(kg/m)08A12.7014.387.927.853.9812.0713.80.6010A15.87518.1110.169.405.0915.0921.81.0012A19.0522.7811.9112.575.9618.0831.11.5016A25.4029.2915.8815.757.9424.1355.62.6020A31.7535.7619.0518.909.5430.1886.73.8024A38.104

4、5.4422.2325.2211.1136.20124.65.6028A44.4548.8725.4025.2212.7142.24169.07.5032A50.8058.5528.5831.5514.2948.26222.410.1040A63.5071.5539.6837.8519.8560.33347.016.1048A76.2087.8347.6347.3523.8172.39500.422.60滾子鏈的標(biāo)記為：鏈號(hào)排數(shù)鏈節(jié)數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。例如：16A182 GB/T124397表示：A系列滾子鏈、節(jié)距為25.4mm、單排、鏈節(jié)數(shù)為82、制造標(biāo)準(zhǔn)GB/T124397。二、滾子鏈鏈輪1.鏈輪

5、的基本參數(shù)及主要尺寸鏈輪的基本參數(shù)為：鏈輪的齒數(shù)z、配用鏈條的節(jié)距p、滾子外徑d1及排距pt。鏈輪的主要尺寸及計(jì)算公式如表9-2所示。表9-2 滾子鏈鏈輪主要尺寸 （mm）名 稱代 號(hào)計(jì) 算 公 式備 注分度圓直徑齒頂圓直徑 可在damax、damin范圍內(nèi)任意選取，但選用damax時(shí)，應(yīng)考慮采用展成法加工時(shí)有發(fā)生頂切的可能性。分度圓弦齒高 ha是為簡(jiǎn)化放大齒形圖的繪制而引入的輔助尺寸（見表9-3） hamax相應(yīng)于damax hamin相應(yīng)于damin齒根圓直徑df = dd1齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑h2內(nèi)鏈板高度（見表9-1）注：da、dg值取整數(shù)，其他尺寸精確到0.01mm.2.鏈輪的齒

6、形鏈輪的齒形應(yīng)能保證鏈節(jié)平穩(wěn)而自由地進(jìn)入和退出嚙合，不易脫鏈，且形狀簡(jiǎn)單便于加工。GB/T1243-97規(guī)定了滾子鏈鏈輪的端面齒形（表9-3）和軸面齒形（表9-4），由于滾子表面齒廓與鏈輪齒廓為非共軛齒廓，故鏈輪齒形設(shè)計(jì)有較大的靈活性，即在最大、最小范圍內(nèi)均可使用。若鏈輪采用標(biāo)準(zhǔn)齒形，在鏈輪工作圖上可不繪制出端面齒形，只須注明按GB/T1243-97制造即可。但為了車削毛坯，需將軸面齒形畫出。3.鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料鏈輪的結(jié)構(gòu)如圖9- 6所示。直徑小的鏈輪常制成實(shí)心式（圖a）;中等直徑的鏈輪常制成輻板式（圖b）；大直徑（ d 200mm）的鏈輪常制成組合式，可將齒圈焊接在輪轂上（圖d）或采用螺栓聯(lián)

7、接（圖c）。表9-3 滾子鏈鏈輪的齒槽尺寸計(jì)算公式名 稱單 位計(jì) 算 公 式最 大 齒 槽 形 狀最 小 齒 槽 形 狀齒面圓弧半徑remm齒溝圓弧半徑rimm齒溝角()注：鏈輪的實(shí)際齒槽形狀，應(yīng)在最大齒槽形狀和最小齒槽形狀范圍內(nèi)表9-4滾子鏈鏈輪軸向齒廓尺寸名 稱代 號(hào)計(jì) 算 公 式備 注p12.7p12.7齒寬單排雙排、三排四排以上bf10.93 b10.91 b10.88 b10.95 b10.93 b10.93 b1P12.7時(shí)，經(jīng)制造廠同意亦可使用P12.7時(shí)的齒寬。b1內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬（見表9-1）倒 角 寬倒 角 半 徑倒 角 深圓 角 半 徑鏈 輪 齒 總 寬barxhrabfmba

8、 = (0.10.15) prx ph = 0.5 pra 0.04 pbfm = ( m 1) pt+ bf1 m排數(shù)僅適用于B型鏈輪的材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，齒面要經(jīng)過熱處理。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)多，受沖擊也比較大，因此所用材料應(yīng)優(yōu)于大鏈輪。鏈輪所用材料及熱處理工藝見表9-5。a) b) c) d)圖9-6 鏈輪的結(jié)構(gòu) 表9-5 鏈輪材料及熱處理材 料熱 處 理齒 面 硬 度應(yīng) 用 范 圍15、20滲碳淬火、回火5060HRCz25有沖擊載荷的鏈輪35正 火160200HBSz 25的主、從動(dòng)鏈輪45、5045Mn、ZG310-570淬火、回火4050HRC無

9、劇烈沖擊振動(dòng)和要求耐磨的主、從動(dòng)鏈輪15Cr、20Cr滲碳淬火、回火5560HRCz 50的從動(dòng)鏈輪及外形復(fù)雜或強(qiáng)度要求一般的鏈輪夾布膠木P 6KW, 速度較高，要求傳動(dòng)平穩(wěn)和噪聲小的鏈輪鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比及運(yùn)動(dòng)的不均勻性 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況和繞在多邊形輪子上的帶很相似，如圖9-7所示。多邊形邊長(zhǎng)相當(dāng)于鏈節(jié)距p,邊數(shù)相當(dāng)于鏈輪的齒數(shù)z。鏈輪每轉(zhuǎn)過一周，鏈條轉(zhuǎn)過的長(zhǎng)度為pz，當(dāng)兩鏈輪的轉(zhuǎn)速分別為n1和n2時(shí)，鏈條的平均速度為： （m/s） (9-1)由上式得鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比為： (9-2) 雖然鏈傳動(dòng)的平均速度和平均傳動(dòng)比不變，但它們的瞬時(shí)值卻是周期性變化的。為便于分析，設(shè)鏈的緊邊（主動(dòng)邊）在傳動(dòng)時(shí)

10、總處于水平位置，圖9-7a）中鉸鏈已進(jìn)入嚙合。主動(dòng)輪以角速度1回轉(zhuǎn)，其圓周速度v1=r11，將其分解為沿鏈條前進(jìn)方向的分速度v和垂直方向的分速度則： (9-3) (9-4)式中：1為主動(dòng)輪上鉸鏈A的圓周速度方向與鏈條前進(jìn)方向的夾角。當(dāng)鏈節(jié)依次進(jìn)入嚙合時(shí)1角在180/z1范圍內(nèi)變動(dòng)，從而引起鏈速v相應(yīng)作周期性變化。當(dāng)1=180/ z1時(shí)圖9-7b、d）鏈速最小，;當(dāng)1=0時(shí)（圖9-7C）鏈速最大，vmax=r11。故即使1為常數(shù)，鏈輪每送走一個(gè)鏈節(jié)，其鏈速v也經(jīng)歷“最小-最大-最小”的周期性變化。同理鏈條在垂直方向的速度也作周期性變化，使鏈條上下抖動(dòng)。（圖9-7b、c、d）。 用同樣的方法對(duì)從動(dòng)

11、輪進(jìn)行分析可知，從動(dòng)輪角速度2也是變化的，故鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比（i12=1/2）也是變化的。 鏈速和傳動(dòng)比的變化使鏈傳動(dòng)中產(chǎn)生加速度，從而產(chǎn)生附加動(dòng)載荷、引起沖擊振動(dòng)，故鏈傳動(dòng)不適合高速傳動(dòng)。為減小動(dòng)載荷和運(yùn)動(dòng)的不均勻性，鏈傳動(dòng)應(yīng)盡量選取較多的齒數(shù)z1和較小的節(jié)距p（這樣可使1減小），并使鏈速在允許的范圍內(nèi)變化。a）b) c) d) 圖9-7 鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)分析 滾子鏈的額定功率曲線鏈傳動(dòng)的工作能力受到鏈條各種失效形式的限制。通過試驗(yàn)可獲得鏈條在一定條件下所能傳遞的功率P0。圖9-8所示的A系列滾子鏈額定功率曲線圖制定條件為：z1=19；Lp=100節(jié)；i = 3；a = 40p；滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)壽

12、命為15000h；兩輪端面共面；采用推薦的潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑。當(dāng)鏈傳動(dòng)不能按推薦的方式潤(rùn)滑時(shí)，圖中規(guī)定的功率P0應(yīng)降低取下列數(shù)值：v1.5m/s時(shí),取(0.30.6)P0；1.5m/sv7m/s潤(rùn)滑不良時(shí)傳動(dòng)不可靠，不宜采用。圖9-8 A系列滾子鏈額定功率曲線當(dāng)要求實(shí)際工作壽命低于15000h時(shí)，可按有限壽命設(shè)計(jì)，此時(shí)允許傳遞的功率高些。 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的原始條件為：傳動(dòng)的工作情況，原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)的種類；傳遞的功率P；主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n1、n2或傳動(dòng)比i；中心距大小，傳動(dòng)的布置等。鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容包括：鏈條的型號(hào)、節(jié)距、排數(shù)和節(jié)數(shù)；鏈輪的齒數(shù)、尺寸、結(jié)構(gòu)和材料；中心距a；作用在軸上的力

13、FQ等。根據(jù)鏈速的大小，鏈傳動(dòng)的計(jì)算方法有以下兩種：1.中、高速鏈傳動(dòng)（v0.6m/s）的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：鏈條在中、高速條件下，可能發(fā)生磨損、鏈板疲勞破壞、滾子和套筒點(diǎn)蝕以及套筒和銷軸膠合失效，所以應(yīng)按功率曲線設(shè)計(jì)計(jì)算。(1)選擇鏈輪的齒數(shù)z1、z2。為減少運(yùn)動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷，小鏈輪的齒數(shù)不宜過少，通常zmin=17（鏈速極低時(shí)最少可到9），可按鏈速由表9-6選取z1。大輪齒數(shù)z2= iz1，z2不宜過多，z2過多不僅使傳動(dòng)的尺寸和重量增加，而且鏈節(jié)伸長(zhǎng)后易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象，通常z2max 8z11517192123(2)初定中心距a0。中心距a小，結(jié)構(gòu)緊湊，但鏈節(jié)數(shù)少，當(dāng)鏈速一定時(shí)，單位

14、時(shí)間內(nèi)每一鏈節(jié)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多,加快了疲勞和磨損。中心距a大,鏈節(jié)數(shù)多，使用壽命長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)尺寸增大。當(dāng)中心距過大時(shí)，會(huì)使鏈條松邊垂度過大，發(fā)生顫動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)性下降。一般?。篴0=(3050)p (9-5)amax= 80p,采用張緊裝置時(shí)a0可大于80p 。(3)確定鏈節(jié)距p。鏈傳動(dòng)傳遞的功率P與特定條件下鏈條的額定功率P0之關(guān)系為： P0 （9-6）式中：KA為鏈傳動(dòng)的工作情況系數(shù)，見表9-7；KZ為小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，即考慮z119時(shí)的系數(shù)，見表9-8，當(dāng)鏈傳動(dòng)的工作區(qū)在額定功率曲線（圖9-8）頂點(diǎn)左側(cè)時(shí)查KZ、在右側(cè)時(shí)查KZ；Km為鏈的多排系數(shù)，見表9-9。表9-7鏈傳動(dòng)的工作情況系數(shù)K

15、A載 荷 種 類工 作 機(jī) 械 舉 例原 動(dòng) 機(jī)電動(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)內(nèi) 燃 機(jī)載 荷 平 穩(wěn)液體攪拌機(jī)、離心泵、離心式鼓風(fēng)機(jī)、紡織機(jī)械、輕型運(yùn)輸機(jī)、鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)、發(fā)電機(jī)1.01.2中 等 沖 擊一般機(jī)床、壓氣機(jī)、木工機(jī)械、食品機(jī)械、印染紡織機(jī)械、一般造紙機(jī)械、大型鼓風(fēng)機(jī)1.31.4較 大 沖 擊鍛壓機(jī)械、礦山機(jī)械、工程機(jī)械、石油鉆井機(jī)械、振動(dòng)機(jī)械、橡膠攪拌機(jī)1.51.7根據(jù)式9-6求得的P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1，由圖9-8查得鏈的型號(hào)以及節(jié)距p。在滿足傳動(dòng)功率的前提下，應(yīng)盡量取較小的節(jié)距。對(duì)高速（v8m/s時(shí)）重載的鏈傳動(dòng)可選取小節(jié)距多排鏈。表9-8小鏈輪的齒數(shù)系數(shù)KZZ11719212325272931

16、3335KzKz0.8870.8461.001.001.111.161.231.331.341.511.461.691.581.891.702.081.822.291.932.50表9-9多排鏈系數(shù)Km排 數(shù)1234Km1.01.72.53.3(4)校核鏈速v，確定潤(rùn)滑方式。鏈速計(jì)算值為 （9-7）v應(yīng)符合選取z1時(shí)所假定的鏈速范圍，并由圖9-9確定潤(rùn)滑方式。圖9-9 推薦使用的潤(rùn)滑方式 (5)確定鏈條節(jié)數(shù)Lp。鏈條節(jié)數(shù)Lp的計(jì)算值為 (9-8)計(jì)算得到的Lp應(yīng)圓整為相近的整數(shù)，并盡可能取偶數(shù)。 （6）計(jì)算實(shí)際中心距a。 由式9-8得： mm (9-9)為使鏈條松邊具有合理的垂度，以利鏈與鏈輪

17、順利嚙合，安裝時(shí)應(yīng)使實(shí)際中心距較理論中心距a小25mm。(7)計(jì)算軸壓力FQ。軸壓力按下式計(jì)算： （9-10）式中：為鏈所承受的圓周力，N。(8)計(jì)算鏈輪端面和軸面尺寸，繪制鏈輪工作圖。 由表9-2計(jì)算鏈輪端面尺寸，由表9-4計(jì)算鏈輪的軸向尺寸。按所求尺寸繪制工作圖，并注明齒形標(biāo)準(zhǔn)、齒數(shù)和節(jié)距。2.低速鏈傳動(dòng)（v0.6mm）的靜強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)于低速鏈傳動(dòng)，其主要失效形式為過載拉斷，故應(yīng)按靜強(qiáng)度計(jì)算，校核其靜強(qiáng)度安全系數(shù)s即： 48 （9-11）式中：FQ為單排鏈條的極限拉伸載荷（見表9-1）；m為鏈條排數(shù)。例9-1 試設(shè)計(jì)一鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的滾子鏈傳動(dòng)。已知：傳遞功率P=15KW, 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1=

18、970r/min, 速比i = 3, 載荷平穩(wěn)。解：設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下表所示：計(jì)算項(xiàng)目計(jì) 算 與 說 明計(jì) 算 結(jié) 果1.確定鏈輪的齒數(shù)Z1、Z2假定v=38m/s查表9-6取Z1=21z2=iz1=321=63120z1=21z2=632.初定中心距a0取a0=40pa0=40p3.確定鏈節(jié)距p查表9-7得 KA=1；查表9-8得 KZ=1.11；查表9-9得 Km=1；根據(jù)P0和n1查圖-8得： 選用12A號(hào)鏈條p=19.05 mm 鏈號(hào)12Ap=19.05mm4.驗(yàn)算鏈速確定潤(rùn)滑方式 m/s符合原假設(shè)，由圖9-9知應(yīng)采用油浴或飛濺潤(rùn)滑v=6.47m/s采用油浴或飛濺潤(rùn)滑5.確定鏈條節(jié)數(shù)Lp =123.12 取Lp=124節(jié) Lp=124節(jié)6.確定實(shí)際中心距a理論中心距： = 770.5mm實(shí)際中心距：a= a(25) 取：a= 770.52.05=768mma=768mm7. 計(jì)算軸壓力FQFQ=(1.21.3)Ft圓周力取FQ=1.25Ft=1.252318.39=2897.99NFQ=2897.99N8. 鏈條標(biāo)記12A-1-124 GB/T1243-9712A-1-124GB/ T1243-979. 計(jì)算鏈輪尺寸繪制鏈輪工作圖mmmm其他尺寸計(jì)算和鏈輪工作圖略d1=127.82mmd2=382.18mm標(biāo)準(zhǔn)齒輪各部分名稱、參數(shù)和幾何尺寸