《機械設計基礎》10 鏈傳動

1、10.1 概述10.2 鏈傳動的結構及標準10.3 鏈傳動的工作情況分析10.4 鏈傳動的合理布置和潤滑10.5 滾子鏈傳動的設計計算與實例分析第10章 鏈傳動一、鏈傳動的組成一、鏈傳動的組成1、組成：主動輪、組成：主動輪鏈鏈從動輪從動輪2、工作：鏈傳動是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。、工作：鏈傳動是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。傳動鏈：滾子鏈傳動鏈：滾子鏈 齒形鏈齒形鏈起重鏈起重鏈曳引鏈曳引鏈10.1 概述概述二、鏈傳動的類型二、鏈傳動的類型 1、優(yōu)點、優(yōu)點 平均傳動比恒定；平均傳動比恒定； 嚙合傳動，工作可靠嚙合傳動，工作可靠無彈滑、打滑。；無彈滑、打滑。； 結構緊

2、湊，承載能力高，對軸的作用力?。唤Y構緊湊，承載能力高，對軸的作用力小； 適應遠距離、惡劣環(huán)境（油污、灰塵、高溫）。適應遠距離、惡劣環(huán)境（油污、灰塵、高溫）。 2、缺點、缺點 瞬時傳動比不恒定，高速時有噪聲；瞬時傳動比不恒定，高速時有噪聲； 不適合于載荷波動大，急速正反向傳動；不適合于載荷波動大，急速正反向傳動； 只限于平行軸傳動。只限于平行軸傳動。 3、鏈傳動應用：、鏈傳動應用： 適于兩軸相距較遠、工作條件惡劣等、中低速傳動適于兩軸相距較遠、工作條件惡劣等、中低速傳動 傳動比傳動比8，P100KW，V12-15m/s 農(nóng)業(yè)機械、建筑機械、石油機械、采礦、起重、金屬切削機床、摩托農(nóng)業(yè)機械、建筑機

3、械、石油機械、采礦、起重、金屬切削機床、摩托 車、自行車等。車、自行車等。三、鏈傳動的特點及應用三、鏈傳動的特點及應用10.1 概述概述10.2 鏈傳動的結構和標準鏈傳動的結構和標準滾子鏈是由滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成；滾子鏈是由滾子、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；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。滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈（排數(shù)不宜過多一般不超過滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈（排數(shù)不宜過多一般不超過4排）排）一、滾子鏈的結構一、滾子

4、鏈的結構單排滾子鏈單排滾子鏈雙排滾子鏈雙排滾子鏈鏈條的接頭處的固定形式有：鏈條的接頭處的固定形式有：10.2 鏈傳動的結構和標準鏈傳動的結構和標準鏈節(jié)數(shù)一般情況下最好用偶數(shù)節(jié)，避免使用奇數(shù)節(jié)。鏈節(jié)數(shù)一般情況下最好用偶數(shù)節(jié)，避免使用奇數(shù)節(jié)。二、二、 滾子鏈的標準滾子鏈的標準1、滾子鏈的基本參數(shù)、滾子鏈的基本參數(shù) (表表10.1)2、套筒滾子鏈的標記、套筒滾子鏈的標記10.2 鏈傳動的結構和標準鏈傳動的結構和標準（1）鏈節(jié)距）鏈節(jié)距p鏈傳動基本參數(shù)，鏈傳動基本參數(shù)，p越大，承載能力越強；越大，承載能力越強；（2）滾子直徑）滾子直徑d（3）內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬）內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1（4）多排鏈排距）多排鏈排距pt鏈

5、號鏈號排數(shù)鏈節(jié)數(shù)排數(shù)鏈節(jié)數(shù) 國標號國標號08A180 GB/T 12432006u 滾子鏈的規(guī)格滾子鏈的規(guī)格 規(guī)格：規(guī)格：A、B兩個系列，以節(jié)距規(guī)定鏈號，鏈號數(shù)乘以兩個系列，以節(jié)距規(guī)定鏈號，鏈號數(shù)乘以25.4/16mm為節(jié)距值為節(jié)距值 10.2 鏈傳動的結構和標準鏈傳動的結構和標準表表10.1 A系列套筒滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸（系列套筒滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸（GB/T 1243-2006) )三、滾子鏈鏈輪三、滾子鏈鏈輪(1)基本要求：基本要求：鏈條順利嚙入、退出；鏈條順利嚙入、退出； 加工方便、受力均勻、加工方便、受力均勻、不易脫鏈；不易脫鏈；1、鏈輪齒形、鏈輪齒形( (2) )齒形齒形端面

6、齒形端面齒形三圓弧、一直線三圓弧、一直線 軸面齒形軸面齒形圓弧、直線組合圓弧、直線組合 10.2 鏈傳動的結構和標準鏈傳動的結構和標準2、主要幾何尺寸、主要幾何尺寸1 1）分度圓直徑）分度圓直徑 d dzpdo180sin10.2 鏈傳動的結構和標準鏈傳動的結構和標準2 2）齒頂圓直徑）齒頂圓直徑 d da ao180(0.54tan)adpcz3 3）齒根圓圓直徑）齒根圓圓直徑 d df f1fddd 鏈輪的結構如上圖。鏈輪的直徑小時通常制成實心式，直徑較大時制鏈輪的結構如上圖。鏈輪的直徑小時通常制成實心式，直徑較大時制成孔板式，直徑很大時，制成組合式。成孔板式，直徑很大時，制成組合式。3、

7、鏈輪的結構、鏈輪的結構10.2 鏈傳動的結構和標準鏈傳動的結構和標準表表10 - 2 10 - 2 鏈輪材料及齒面硬度鏈輪材料及齒面硬度 鏈輪輪齒應有足夠的接觸強度和耐磨性，小鏈輪的材料應優(yōu)于大鏈輪，鏈輪輪齒應有足夠的接觸強度和耐磨性，小鏈輪的材料應優(yōu)于大鏈輪，4 4、鏈輪材料、鏈輪材料10.2 鏈傳動的結構和標準鏈傳動的結構和標準10.3 鏈傳動的工作情況分析鏈傳動的工作情況分析一、鏈傳動的運動不均勻性一、鏈傳動的運動不均勻性鏈的平均速度為：鏈的平均速度為：1000601000602211pnzpnzv鏈傳動的平均傳動為：鏈傳動的平均傳動為：1221zznni1、平均傳動比、平均傳動比設：主

8、動邊處于水平位置，主動輪上設：主動邊處于水平位置，主動輪上A A點速度點速度11rvA 上下鏈速上下鏈速水平鏈速水平鏈速 sinsin coscos1111 rvvrvvvAAA2 2、瞬時傳動比、瞬時傳動比瞬時瞬時i10.3 鏈傳動的工作情況分析鏈傳動的工作情況分析11360z 單單個個鏈鏈節(jié)節(jié)對對應應中中心心角角：鏈鏈速速變變化化規(guī)規(guī)律律：maxmaxminmaxmin11v 0 v vvvv v20 2 ：鉛鉛垂垂速速度度：水水平平速速度度：銷銷軸軸位位置置角角 coscoscoscos12212211rrirrv 瞬瞬時時瞬瞬時時傳傳動動比比：瞬瞬時時鏈鏈速速：121(1),(2)(3

9、) Cvipz瞬 時結 論 ：即 使鏈 速 對 應 一 個 鏈 節(jié) 周 期 性 變 化從 動 輪 角 速 度與 水 平 鏈 速 同 周 期 波 動不 恒 定 ，大 （大 、 小 ） 速 度 波 動 大 ，高 速 時 選 小 節(jié) 距 鏈 。10.3 鏈傳動的工作情況分析鏈傳動的工作情況分析二、鏈傳動的動載荷二、鏈傳動的動載荷1、鏈速波動引起動載、鏈速波動引起動載2、從動輪角速度波動引起動載、從動輪角速度波動引起動載3、鏈條與鏈輪繞入沖擊、鏈條與鏈輪繞入沖擊三、鏈傳動的多邊形效應三、鏈傳動的多邊形效應鏈傳動的固有屬性鏈傳動的固有屬性多邊形效應：鏈與輪嚙合呈正多邊形運動，導致鏈速及瞬時傳動比多邊形效

10、應：鏈與輪嚙合呈正多邊形運動，導致鏈速及瞬時傳動比 周期變化，引起動載、沖擊。周期變化，引起動載、沖擊。影響因素：影響因素： p p大、大、z z少、少、v v大，多邊形效應明顯大，多邊形效應明顯10.3 鏈傳動的工作情況分析鏈傳動的工作情況分析鏈傳動在安裝時，應使鏈條受到一定的張緊力，張緊的目的主要是使松鏈傳動在安裝時，應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。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。 1、工作拉力、工作拉力F1 ：作用于鏈條緊邊上。：作用于鏈條緊邊上。11000PFv2、離心拉力、離

11、心拉力F2 ：作用于整個鏈條上。：作用于整個鏈條上。22Fqv P 為傳遞的功率（為傳遞的功率（kW)； v為鏈速為鏈速(m/s)； q為單位長度鏈條的質(zhì)量為單位長度鏈條的質(zhì)量(kg/m)。 四、鏈傳動的受力分析四、鏈傳動的受力分析10.3 鏈傳動的工作情況分析鏈傳動的工作情況分析3、懸垂拉力、懸垂拉力F3 ：由鏈條的自重產(chǎn)生的垂度拉力作用于整個鏈條上。：由鏈條的自重產(chǎn)生的垂度拉力作用于整個鏈條上。31248fqga aqgaFK qgaffa10.3 鏈傳動的工作情況分析鏈傳動的工作情況分析f鏈條垂度，鏈條垂度，mm，一般推薦，一般推薦f(0.0150.02)a；a中心距，中心距，mm；Kf

12、垂度系數(shù)；垂度系數(shù)； 當取當取f/a0.02時，時， Kf6.2518fKfa（1）水平傳動時：）水平傳動時：（2）傾斜傳動時：）傾斜傳動時：Kf值查表值查表12.3（P173）10.4 鏈傳動合理布置和潤滑鏈傳動合理布置和潤滑一、一、 鏈傳動的布置（鏈傳動的布置（1）一、一、 鏈傳動的布置（鏈傳動的布置（2）10.4 鏈傳動合理布置和潤滑鏈傳動合理布置和潤滑一、鏈傳動的布置（一、鏈傳動的布置（3）10.4 鏈傳動合理布置和潤滑鏈傳動合理布置和潤滑二、二、 鏈傳動的張緊鏈傳動的張緊彈簧自動張緊 重力自動張緊托架自動張緊張緊輪定期張緊10.4 鏈傳動合理布置和潤滑鏈傳動合理布置和潤滑三、三、 鏈

13、傳動的潤滑鏈傳動的潤滑潤滑油推薦采用牌號為：潤滑油推薦采用牌號為：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全損耗系統(tǒng)用油。等全損耗系統(tǒng)用油。對于開式及重載低速傳動，可在潤滑油中加入對于開式及重載低速傳動，可在潤滑油中加入MoS2、WS2等添加劑。等添加劑。對于不便采用潤滑油的場合，允許涂抹潤滑脂，但應定期清洗與涂抹。對于不便采用潤滑油的場合，允許涂抹潤滑脂，但應定期清洗與涂抹。良好的潤滑可緩和沖擊、減輕磨損、延長鏈條的使用壽命。良好的潤滑可緩和沖擊、減輕磨損、延長鏈條的使用壽命。鏈傳動中銷軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會伸長，這是影響鏈傳動鏈傳動中銷軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會伸長，這是影響

14、鏈傳動壽命的最主要因素。因而，潤滑是延長鏈傳動壽命的最有效的方法。潤滑壽命的最主要因素。因而，潤滑是延長鏈傳動壽命的最有效的方法。潤滑的作用對高速重載的鏈傳動尤為重要。的作用對高速重載的鏈傳動尤為重要。 鏈傳動的潤滑對鏈傳動的工作能力和壽命有重要影響。必須按推薦的鏈傳動的潤滑對鏈傳動的工作能力和壽命有重要影響。必須按推薦的方式進行潤滑方式進行潤滑。推薦的潤滑方式10.4 鏈傳動合理布置和潤滑鏈傳動合理布置和潤滑10.4 鏈傳動合理布置和潤滑鏈傳動合理布置和潤滑10.5 滾子鏈傳動的設計計算與實例分析滾子鏈傳動的設計計算與實例分析一、鏈傳動的失效形式一、鏈傳動的失效形式1)疲勞破壞疲勞破壞鏈板鏈

15、板2)鉸鏈磨損鉸鏈磨損節(jié)距增大節(jié)距增大(脫鏈脫鏈)3)沖擊疲勞破壞沖擊疲勞破壞套筒與滾子套筒與滾子4)鉸鏈膠合鉸鏈膠合高速或潤滑不良高速或潤滑不良5)過載斷裂過載斷裂低速重載低速重載失效圖例失效圖例二、二、 設計計算準則設計計算準則 1、鏈速、鏈速v0.6m/s（中低速鏈傳動）（中低速鏈傳動） 主要失效形式為疲勞破壞，故設計準則為單排鏈條傳遞的功率值主要失效形式為疲勞破壞，故設計準則為單排鏈條傳遞的功率值 Pc（計算功率）應小于許用功率。（計算功率）應小于許用功率。0ccAPPPK P2、鏈速、鏈速v0.6m/s（低速傳動）（低速傳動） 主要失效形式為鏈條的過載拉斷，因此應進行靜強度計算，即主

16、要失效形式為鏈條的過載拉斷，因此應進行靜強度計算，即lim134 8pAz FSKFF10.5 滾子鏈傳動的設計計算與實例分析滾子鏈傳動的設計計算與實例分析KA工作情況系數(shù)，載荷平穩(wěn)取工作情況系數(shù)，載荷平穩(wěn)取1，中等沖擊取，中等沖擊取1.3，較大沖擊取，較大沖擊取1.5三、單排滾子鏈傳遞的功率三、單排滾子鏈傳遞的功率10.5 滾子鏈傳動的設計計算與實例分析滾子鏈傳動的設計計算與實例分析1、鏈傳動的極限功率曲線、鏈傳動的極限功率曲線10.5 滾子鏈傳動的設計計算與實例分析滾子鏈傳動的設計計算與實例分析在現(xiàn)實當中，在現(xiàn)實當中，P0不能作為不能作為P，因而需要對，因而需要對P0進行修正，即根據(jù)鏈傳動

17、的進行修正，即根據(jù)鏈傳動的工作情況、主動輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動所傳遞的功率工作情況、主動輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動所傳遞的功率P修正為當量的修正為當量的單排鏈的計算功率單排鏈的計算功率 0PKKPKPMZAc2、鏈傳動的額定功率曲線、鏈傳動的額定功率曲線限制鏈傳動的實際工作能力限制鏈傳動的實際工作能力 實驗條件：單列，水平布置，載荷平穩(wěn)，無沖擊；實驗條件：單列，水平布置，載荷平穩(wěn)，無沖擊； Z1=19，鏈長，鏈長100節(jié)節(jié), 預期壽命預期壽命15000h； 環(huán)境清潔，合適潤滑，環(huán)境溫度環(huán)境清潔，合適潤滑，環(huán)境溫度-5+700之間之間Kz為小鏈輪齒數(shù)系數(shù)。（參見表為小鏈輪齒數(shù)系數(shù)。（參見表1

18、0.3，P176）式中：式中： KA為鏈傳動的工作情況系數(shù)。為鏈傳動的工作情況系數(shù)。KP為多排鏈系數(shù)。為多排鏈系數(shù)。10.5 滾子鏈傳動的設計計算與實例分析滾子鏈傳動的設計計算與實例分析圖圖10.11 單排滾子鏈額定功率曲線（單排滾子鏈額定功率曲線（v0.6m/s）四、鏈傳動主要參數(shù)的選擇四、鏈傳動主要參數(shù)的選擇4.鏈的節(jié)距和排數(shù)鏈的節(jié)距和排數(shù)在滿足承載能力的前提下，盡量選用較小節(jié)距的單排鏈，當在高速在滿足承載能力的前提下，盡量選用較小節(jié)距的單排鏈，當在高速大功率時，可選用小節(jié)距的多排鏈。大功率時，可選用小節(jié)距的多排鏈。 2. 2.鏈輪齒數(shù)鏈輪齒數(shù) 為保證傳動平穩(wěn)，減少沖擊和動載荷，小鏈輪齒數(shù)不宜過小，大為保證傳動平穩(wěn)，減少沖擊和動載荷，小鏈輪齒數(shù)不宜過小，大鏈輪齒數(shù)鏈輪齒數(shù)z2=iz1，不宜過多，通常，不宜過多，通常z2120 3.鏈速鏈速v 一般