機械設(shè)計 鏈傳動

第10章鏈傳動計劃學(xué)時：2h制作人：馬兆允基本要求及重點、難點10.1概述10.2滾子鏈的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)10.3鏈傳動的運動特性和參數(shù)選擇10.4鏈傳動的設(shè)計計算基本要求:1)

掌握鏈傳動的特點和應(yīng)用。2)

了解傳動鏈和鏈輪。3)

掌握鏈傳動運動特性并了解其參數(shù)。4)

了解鏈傳動的主要失效形式。重點：1)

鏈傳動的特點和應(yīng)用。2)

鏈傳動運動特性。難點：1)

鏈傳動運動特性。作業(yè):

10.1110.1

概述10.1.1鏈傳動的組成

主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條。鏈條作為中間撓性件，通過鏈節(jié)與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。

10.1.2鏈傳動的特點和應(yīng)用

應(yīng)用：鏈傳動廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、礦山、冶金、建筑、運輸、起重機和石油等各種機械中。

通常鏈傳動傳遞的功率P≤100kW，鏈速≤15m／s，傳動比i≤6，常用i=2～3.5為宜。

10.1.3鏈的類型

按用途不同，鏈可分為：①傳動鏈——在各種機械傳動裝置中用于傳遞運動和動力；②起重鏈——主要用在起重機械中提升重物；③曳引鏈——在運輸機械中用于移動重物。按鏈條形式不同，鏈可分為：①滾子鏈；②套筒鏈；③彎板滾子鏈④齒形鏈⑤鉸卷式平頂鏈⑥焊接彎板鏈⑦板式鏈

少一個滾子，套筒宜磨損，用于2m/s的低速傳動。10.2滾子鏈傳動的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)

10.2.1滾子鏈的結(jié)構(gòu)

組成：內(nèi)鏈板l、外鏈板2、銷軸3、套筒4及滾子5。

配合：銷軸與外鏈板，套筒與內(nèi)鏈板分別用過盈配合聯(lián)接。滾子與套筒，套筒與銷軸之間為間隙配合。

內(nèi)外鏈板均制成∞字形以使它的各個橫剖面具有接近等強度，同時也減輕了鏈條的質(zhì)量和運動時的慣性力。節(jié)距——鏈條上相鄰兩銷軸的中心距稱為鏈的節(jié)距，用P表示，它是鏈傳動的主要參數(shù)之一。

傳遞功率較大時，可采用較大節(jié)距的鏈條或多排鏈。最常用的多排鏈?zhǔn)请p排鏈。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，鏈條的兩端正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相聯(lián)接，在此處可用彈簧卡片或開口銷來固定。一般前者用于小節(jié)距，后者用于大節(jié)距；當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則需要采用過渡鏈節(jié)，過渡鏈節(jié)的鏈板受有附加彎短，應(yīng)盡量避免使用。滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，分為A，B兩系列，常用的是A系列。A系列滾子鏈的主要參數(shù)見表10.1。10.2.2滾子鏈的鏈輪

國標(biāo)(GBl244—85)規(guī)定了齒形，其端面齒形、軸向齒廓如圖所示。目前最流行的齒形為三弧一直線齒形。aa,ab,cd為圓弧，cb為直線。當(dāng)選用這種齒形時，鏈輪齒形在零件圖上不畫出，按標(biāo)準(zhǔn)齒形只需注明鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸，如齒數(shù)z、節(jié)距p、滾子直徑d、分度圓直徑dl、齒頂圓直徑d

a及齒根圓直徑df，并注明“齒形按3RGBl244—85制造”。分度圓——鏈輪上能被鏈條節(jié)距p等分的圓稱為鏈輪的分度圓。

分度圓直徑鏈輪的結(jié)構(gòu)：1）整體式——適用于小直徑的鏈輪；2）孔板式——適用于中等尺寸的鏈輪；3）組合式——大直徑的鏈輪常采用可更換的齒圈，齒圈可以焊接或用螺栓聯(lián)接在輪芯上。

10.3鏈傳動的工作情況分析

10.3.1鏈傳動的運動不均勻性

鏈條的平均速度：

因為鏈?zhǔn)怯射撔枣湽?jié)通過銷軸鉸接而成，當(dāng)鏈條與鏈輪嚙合時，鏈條便呈一多邊形分布在鏈輪上。設(shè)z1，z2，nl，n2分別為小輪、大輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速，p為鏈條節(jié)距鏈傳動的平均傳動比：材料要求：鏈輪材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強度。傳動中因小鏈輪的嚙合次數(shù)多于大鏈輪，磨損較嚴(yán)重，所選用的材料應(yīng)優(yōu)于大鏈輪。

鏈傳動的運動特性——多邊形效應(yīng)：在鏈傳動中，鏈呈多邊形運動，鏈條速度和瞬時傳動比發(fā)生周期性波動，鏈條忽快忽慢忽上忽下，所造成的運動不平穩(wěn)現(xiàn)象。這種鏈傳動所固有的特性稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。

瞬時鏈速及傳動比的變化，引起鏈傳動的不平衡性及附加動載荷，鏈輪齒數(shù)越少，節(jié)距越大，轉(zhuǎn)速越高，其影響越大。

10.3.2參數(shù)的選擇

1．鏈輪的齒數(shù)z及傳動比i

齒數(shù)：小鏈輪的齒數(shù)愈少，傳動的平穩(wěn)性愈差，引起的動載荷及磨損就愈大，通常Z1min

9。由于鏈節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，為使磨損均勻，故

Z1選用奇數(shù)。大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1，但Z2max120。傳動比：一般少于6，通常取i=23.5。傳動比增大，則鏈條在小鏈輪上的包角減小，使同時嚙合的齒數(shù)減少，這樣單個齒上的載荷就增大，從而加速了磨損。

3.中心距a及鏈條節(jié)數(shù)

LP

中心距：鏈傳動的中心距過小，則小鏈輪上的包角也小，同時受力的齒數(shù)也少，從而使單個齒上的載荷增大。當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)速不變時，單位時間內(nèi)同一鏈節(jié)循環(huán)工作次數(shù)將增多，從而加速鏈條的失效。若中心距過大，由于鏈條重量而產(chǎn)生的垂度也增大，則鏈易發(fā)生顫動，且結(jié)構(gòu)不緊湊。中心距初選值：最大中心距：2．鏈的節(jié)距p

鏈的節(jié)距p使鏈傳動的主要參數(shù)之一。節(jié)距越大，承載能力愈高，但引起的速度不均勻性及動載荷也就越嚴(yán)重。因此在設(shè)計時，應(yīng)在滿足一定的承載能力的前提下盡量選用小節(jié)距的鏈；高速重載時可選用小節(jié)距多排鏈。鏈條的長度——鏈條的長度常以鏈節(jié)數(shù)LP表示

LP必須圓整為整數(shù)，最好為偶數(shù)。

實際中心距

鏈傳動的中心距宜為可調(diào)的，以便安裝和調(diào)節(jié)。若中心距為固定的，則實際中心距應(yīng)比計算中心距少2～5mm，以便安裝及安裝以后使鏈條具有一定垂度。

10.4鏈傳動的設(shè)計計算

10.4.1主要失效型式

①潤滑良好，中等速度以下的鏈傳動，其鏈板首先出現(xiàn)疲勞斷裂。②鏈節(jié)與鏈輪嚙合時，滾子與鏈輪間產(chǎn)生沖擊，在高速時，則由于沖擊載荷較大，使套筒或滾子的表面發(fā)生沖擊疲勞破壞。③潤滑不良或速度過高時銷軸與套筒的工作表面，由于磨擦產(chǎn)生的溫度過高，容易導(dǎo)致銷軸與套筒工作表面產(chǎn)生膠合。④鏈條鉸鏈的銷軸和套筒既承受壓力又要產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，必然引起磨損，使節(jié)距p增大，從而引起跳齒或脫鏈。⑤

在低速（＜0.6m／s）重載或尖峰載荷過大時，鏈條所受拉力超過了鏈條的靜強度時，鏈條將被拉斷。

10.4.2額定功率曲線圖

特定實驗條件

z1=19，LP=100，單排鏈、水平布置、載荷平穩(wěn)、按推薦的潤滑方式潤滑、工作壽命為15000h，鏈條因磨損引起的相對伸長量不超過3％。當(dāng)鏈傳動的工作條件與上述條件不相同時，應(yīng)加以修正。

注意：1）當(dāng)不能保證線圖中推薦的潤滑方式時，額定功率應(yīng)適當(dāng)降低。2）當(dāng)≤1.5m／s時，降至(0.3～0.6)P0；當(dāng)1.5m/s＜≤7m/s時，降至(0.15～0.3)P0；當(dāng)7m／s，而又潤滑不良時，傳動不可靠，不宜采用。虛線部分相應(yīng)于低速鏈≤0.6m/s。10.4.3設(shè)計計算

額定功率：式中：P為傳遞的功率(kW)；KA為工作情況系數(shù)，平穩(wěn)載荷取1.0～1.2，中等沖擊取1.2～1.4，嚴(yán)重沖擊取1.4～1.7；Kz為小齒輪齒數(shù)系數(shù)，KP為排數(shù)系數(shù)。

靜強度校核：當(dāng)鏈速≤0.6m/s,鏈的主要失效型式為靜力拉斷

式中：QB為鏈的極限拉伸載荷；F為圓周力，F(xiàn)=1000P/；[S]為許用安