14鏈傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)

第14章鏈傳動(dòng)第14章鏈傳動(dòng)（chaintransmission）一、概述1.組成主動(dòng)輪（drivepulley）從動(dòng)輪（drivenpulley）鏈條（chain）2.鏈傳動(dòng)的工作原理依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。主動(dòng)邊在上，從動(dòng)邊在下。二、鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用1、優(yōu)點(diǎn)2）η高3）結(jié)構(gòu)緊湊（相對(duì)于帶傳動(dòng)）4）壓軸力?。▏Ш蟼鲃?dòng)——張緊力?。?。5）可在高溫、潮濕等惡劣環(huán)境下工作。1)平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確6）適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。7）成本低（制造、安裝精度↓）。2、缺點(diǎn)1）只能用于平行軸的傳動(dòng)，瞬時(shí)鏈速不

恒定；2）傳動(dòng)的平穩(wěn)性差，有噪音。

鏈傳動(dòng)主要用在轉(zhuǎn)速不高，兩軸中心距較大，要求平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確的場(chǎng)合。三、應(yīng)用一般：P＜100kW，v＜15m/s，i＜8不宜用于載荷變化大和急促反向的傳動(dòng)。∴廣泛應(yīng)用在自行車(chē)、摩托車(chē)挖掘機(jī)（惡劣工作條件）其它低速重載場(chǎng)合

廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、石油、化工

等行業(yè)中。四、鏈的種類(lèi)傳動(dòng)鏈——

一般機(jī)械傳動(dòng)起重鏈——

提升重物輸送鏈——

移動(dòng)重物，（1）起重鏈——起重機(jī)械中吊起重物，v≤0.25m/s（2）輸送鏈——運(yùn)輸機(jī)械中移動(dòng)重物，v=2～4m/s滾筒式輸送鏈板式輸送鏈鏈?zhǔn)捷斔玩湥?）傳動(dòng)鏈——傳遞動(dòng)力,v≤20m/s滾子鏈齒形鏈1、套筒滾子鏈

結(jié)構(gòu)：自由滾動(dòng)，減小摩擦，磨損內(nèi)、外鏈板呈“8”字形：?

等強(qiáng)度，↓慣性力內(nèi)鏈節(jié)外鏈節(jié)形成鉸鏈滾子鏈的接頭形式開(kāi)口銷(xiāo)聯(lián)接，用于大節(jié)距鏈條彈簧卡片聯(lián)接，用于小節(jié)距鏈條

接頭形式：過(guò)渡鏈節(jié)：產(chǎn)生附加彎矩,承載↓,FQ=0.8FQ∴避免采用奇數(shù)鏈節(jié)。偶數(shù)節(jié)：奇數(shù)節(jié)：↓沖擊和振動(dòng)

主要參數(shù)：1）鏈節(jié)距p——基本參數(shù)p↑——尺寸↑p=鏈號(hào)×25.4/16（mm）2）鏈節(jié)數(shù)Lp整數(shù)，一般為偶數(shù)。3）排數(shù)zp單排鏈排數(shù)↑—承載↑但：排數(shù)↑↑—承載不均，∴zp≯3-4多排鏈

標(biāo)準(zhǔn)化滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化：GB1243.1—83×鏈號(hào)排數(shù)鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)例：08A—1×88GB2431—83A系列、節(jié)距p=12.7mm，單排，88節(jié)2、齒形鏈承受沖擊能力比滾子鏈好，噪音低，平穩(wěn)——“無(wú)聲鏈”帶外導(dǎo)板帶內(nèi)導(dǎo)板滾子鏈的規(guī)格和主要參數(shù)用于重載、高速、重要傳動(dòng)用于一般傳動(dòng)2.齒形鏈

組成：一組帶有兩個(gè)齒的鏈齒板鉸接而成齒形鏈上有導(dǎo)板，防止鏈條工作時(shí)側(cè)向竄動(dòng)鏈輪輪齒需開(kāi)導(dǎo)向槽，定位精確、導(dǎo)向性好、工作可靠，用于高速、重載傳動(dòng)內(nèi)導(dǎo)板式不開(kāi)導(dǎo)向槽，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，導(dǎo)向性差，外導(dǎo)板與銷(xiāo)軸鉚合處易松脫外導(dǎo)板式齒形鏈的優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，承受沖擊性能好，效率高，工作可靠；缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于制造，價(jià)格高。應(yīng)用：用于工作條件較為嚴(yán)酷（高速、大傳動(dòng)比、小中心矩等）的場(chǎng)合。鏈輪寬度較小的，采用外導(dǎo)板齒形鏈；鏈輪寬度大于25~30mm的，采用內(nèi)導(dǎo)板齒形鏈。3.選擇1.鏈輪的主要尺寸和基本參數(shù)

鏈輪的基本參數(shù)是配用鏈條的節(jié)距p、套筒最大外徑d1、排距pt、齒數(shù)z三、滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料鏈輪主要尺寸按公式計(jì)算（公式14.2~14.6）分度圓d齒頂圓da齒根圓df齒側(cè)凸緣直徑dg鏈輪轂孔直徑dk2.鏈輪齒形GB/T1243-1997沒(méi)有規(guī)定具體的鏈輪齒形，僅僅規(guī)定了最大和最小齒槽形狀及其極限參數(shù)。

較流行的齒形是三圓?。╝a、ab、cd）一直線(xiàn)（bc）齒形。鏈輪的軸向齒廓及尺寸（查表）3.鏈輪的結(jié)構(gòu)整體式孔板式輪芯式輪輻式4.鏈輪的材料材料的基本要求：具有足夠的耐磨性、耐沖擊和強(qiáng)度。

一般：45#調(diào)質(zhì)重要：45、40Cr齒面淬火沖擊：一般：15、20滲碳淬火重要：15Cr、20Cr滲碳淬火一般小鏈輪材料好于大鏈輪。整條鏈：撓性體單個(gè)鏈節(jié)：剛性體∵鏈輪轉(zhuǎn)一周，鏈條轉(zhuǎn)過(guò)長(zhǎng)度為z×ｐ∴平均鏈速：

平均傳動(dòng)比：一、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性

9-4、鏈傳動(dòng)的工況分析實(shí)際上：ω1=常數(shù)時(shí)，ω2、鏈速v是變化的。假設(shè)：緊邊在傳動(dòng)時(shí)總是處于水平位置?！?/p>

水平分速度,即鏈速,使鏈條前進(jìn),傳遞功率?！?/p>

垂直分速度,使鏈條上下移動(dòng),消耗功率。主動(dòng)輪：在某一時(shí)刻，小輪的圓周速度為。由：可見(jiàn)時(shí)，——

鏈節(jié)距對(duì)應(yīng)的中心角，兩個(gè)特殊位置：時(shí)：時(shí)：如圖：、均作周期性變化每轉(zhuǎn)一個(gè)鏈節(jié)為周期

鏈速x

——

“忽快忽慢”——

“忽上忽下”不平穩(wěn)、有規(guī)律振動(dòng)?！?/p>

↑—

運(yùn)動(dòng)不均勻性↑豎直方向分速度從動(dòng)輪：∵Vx、γ變化∴ω2變化后果：1、i瞬時(shí)變化；

2、鏈速不均勻。緊邊長(zhǎng)度為鏈節(jié)距的整數(shù)倍i瞬時(shí)=1z1=z2使

i瞬時(shí)=C的條件：

鏈速是周期性變化的，鏈節(jié)距越大，齒數(shù)越少，

鏈速的變化就越大。當(dāng)主動(dòng)鏈輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)鏈輪的角速度以及

鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比都是周期性變化的。鏈傳動(dòng)的不均勻性稱(chēng)為鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)。

只有z1＝z2，且鏈的緊邊長(zhǎng)恰為鏈節(jié)距的整數(shù)倍

時(shí)，瞬時(shí)i才恒定。小結(jié)：二、鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷主要原因有四點(diǎn)：1、由于v、ω2周期性變化

附加動(dòng)載荷鏈的加速度：時(shí)：p↑z1↓a↑

動(dòng)載荷↑可見(jiàn)：n1↑—ω1↑

2、鏈條的垂直分速度周期性變化（大小、方向）鏈條上下振動(dòng)。3、鏈條進(jìn)入鏈輪瞬間，產(chǎn)生沖擊附加動(dòng)載荷?？梢?jiàn)：q↑p↑n↑—↑Ek為↓Ek→↓p，n＜nlim。常數(shù)沖擊動(dòng)能：4、由于鏈張緊不好、鏈條松弛——在起動(dòng)、制動(dòng)、載荷變化等情況下

慣性沖擊∴

鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷是鏈傳動(dòng)的固有特性。降低動(dòng)載荷的措施：

(1)n1<nlim;(2)鏈傳動(dòng)盡量放在低速級(jí)；

(3)選用小p，多z的鏈傳動(dòng)。思考：鏈傳動(dòng)為什么布置在低速級(jí)?帶傳動(dòng)應(yīng)布置在多級(jí)傳動(dòng)的高速級(jí)還是低速級(jí)？為什么？**鏈的節(jié)距越大，多邊形效應(yīng)越嚴(yán)重**鏈輪轉(zhuǎn)速越高，多邊形效應(yīng)越嚴(yán)重三、受力分析（一）緊邊拉力1、工作拉力（有效拉力）F1P——kWv——m/s2、離心力Fcq——kg/m3、垂度拉力Ff——布置方式、垂度大小Kf

——垂度系數(shù)(P287)（二）松邊拉力（三）壓軸力（∵Ff較?。‵c對(duì)FQ無(wú)影響）工況系數(shù)（P287）注意：1）鏈傳動(dòng)緊邊布置與帶傳動(dòng)相反。2）張緊力：帶傳動(dòng)張緊力決定傳動(dòng)工作能力；鏈傳動(dòng)張緊力不決定工作能力，防止脫鏈、跳齒3）因張緊力小，壓軸力比帶傳動(dòng)小?？刂扑蛇叴苟榷?.5、滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.失效形式1、鏈的疲勞破環(huán)（∵交變應(yīng)力下工作）2、鉸鏈磨損→p↑—

脫鏈3、膠合：銷(xiāo)軸與套筒（高速或潤(rùn)滑不良）靜拉疲勞5、沖擊破壞：起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)6、鏈輪輪齒磨損4、靜力拉斷：下，過(guò)載拉斷2.極限功率潤(rùn)滑良好、中低速度的鏈傳動(dòng)，承載能力主要取決于鏈板的疲勞強(qiáng)度；較高轉(zhuǎn)速下，多邊形效應(yīng)增大，傳動(dòng)能力主要取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度；很高轉(zhuǎn)速下，傳動(dòng)能力主要取決于銷(xiāo)軸和套筒的膠合。1.由鏈板疲勞強(qiáng)度限定；2.由滾子、套筒沖擊疲勞強(qiáng)度限定；3.由銷(xiāo)軸、套筒的膠合限定。

為了傳動(dòng)的可靠性，用額定功率來(lái)限制實(shí)際工作能力。圖14.17是典型額定功率P0曲線(xiàn)（P289）3.額定功率額定功率曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件：兩鏈輪安裝在水平軸上，兩鏈輪共面；小鏈輪齒數(shù)z1=25；鏈長(zhǎng)LP＝120節(jié)的單排滾子鏈；傳動(dòng)比i=3；載荷平穩(wěn)；合適的潤(rùn)滑；能連續(xù)15000h滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；工作環(huán)境溫度-5o~

+70o。不符合實(shí)驗(yàn)條件時(shí)調(diào)整功率需要考慮的因素：工況；主動(dòng)鏈輪齒數(shù)；鏈傳動(dòng)的排數(shù)。實(shí)際使用：修正計(jì)算功率：式中：kz——小鏈輪齒數(shù)系數(shù)；（表14.2）Kp——多排鏈排數(shù)系數(shù)；（表14.3）KA——工況系數(shù)（P287）;

P—名義傳動(dòng)功率。四、主要參數(shù)的選擇1、傳動(dòng)比ia一定時(shí)，i↑—

α↓—

同時(shí)嚙合齒數(shù)少—

磨損↑—

跳齒∴，通常：包角α1≥120°,i=2~3.52、鏈輪齒數(shù)1）不宜過(guò)少z↓—↑運(yùn)動(dòng)不均勻性、↑動(dòng)載荷—↑垂直分速度，↑功率消耗z↓，同時(shí)嚙合齒數(shù)↓，磨損↑z↓，鏈節(jié)間相對(duì)轉(zhuǎn)角↑，↑功率消耗∴限制zmin2）不宜過(guò)多z1↑→z2↑→d+Δd↑→跳齒、脫鏈↑→壽命↓由于：磨損后：p→p+Δp即：當(dāng)Δp相同時(shí)：z↑—Δd↑—

鏈節(jié)外移(爬齒)↑—

脫鏈可能性↑∴zmax=120問(wèn)：自行車(chē)鏈傳動(dòng)，磨損后脫鏈從哪輪開(kāi)始？前輪：z多3、鏈速、鏈輪極限轉(zhuǎn)速v↑—

動(dòng)載荷↑∴v＜12m/s3）均勻磨損Lp為偶數(shù)→鏈輪齒數(shù)應(yīng)采用與Lp互質(zhì)的奇數(shù)。

4、鏈節(jié)距pp↑鏈傳動(dòng)尺寸↑—

承載能力↑運(yùn)動(dòng)不均勻性↑、動(dòng)載↑、振動(dòng)噪音↑∴盡量采用小節(jié)距鏈條。5、中心距和鏈長(zhǎng)v一定：a↓—

連節(jié)數(shù)Lp↓—

屈伸次數(shù)↑—

磨損↑d一定：a↓—α1↓—

同時(shí)嚙合齒數(shù)↓—

磨損↑a↑垂度↑—

松邊上下顫動(dòng)，傳動(dòng)不平穩(wěn)?！郺=（30~50）pamax=80p重載、a小、i大：小節(jié)距、多排鏈；v小、a大、i小：大節(jié)距、單排鏈；選擇方法：，由P0、n1查圖14.17定型號(hào)。一般a↓七、鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤(rùn)滑1.鏈傳動(dòng)的布置（參考圖14.21）i＝2～3，a＝(30～50)p（i與a較佳場(chǎng)合）

兩輪軸線(xiàn)在同一水平面，緊邊在上或在下都可以，但在上好些。i＞2，a＜30p（i大a小場(chǎng)合）兩輪軸線(xiàn)不在同一水平面，松邊應(yīng)在下面，否則松邊下垂量增大后，鏈條易與鏈輪卡死。

i＜1.5，a＞60p（i小a大場(chǎng)合）兩輪軸線(xiàn)在同一水平面，松邊應(yīng)在下面，否則下垂量增大后，松邊會(huì)與緊邊相碰，需經(jīng)常調(diào)整中心距。i、a為任意值（垂直傳動(dòng)場(chǎng)合）為此應(yīng)采用：中心距可調(diào)；設(shè)張緊裝置；

兩輪軸線(xiàn)在同一鉛垂面內(nèi)，下垂量增大，會(huì)減小下鏈輪的有效嚙合齒數(shù)，降低傳動(dòng)能力。上、下兩輪偏置，使兩輪的軸線(xiàn)不在同一鉛垂面內(nèi)。2．鏈傳動(dòng)的張緊目的：

自動(dòng)張緊避免鏈條的垂度過(guò)大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和振動(dòng)現(xiàn)象；增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。

定期張緊

壓板和托板裝置合理布置和潤(rùn)滑2

潤(rùn)滑油推薦采用牌號(hào)為：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全損耗系統(tǒng)用油。

對(duì)于不便采用潤(rùn)滑油的場(chǎng)合，允許涂抹潤(rùn)滑脂，但應(yīng)定期清洗與涂抹。

良好的潤(rùn)滑可緩和沖擊、減輕磨損、延長(zhǎng)鏈條的使用壽命。鏈傳動(dòng)中銷(xiāo)軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會(huì)伸長(zhǎng)，這是影響鏈傳動(dòng)壽命的最主要因素。人工定期潤(rùn)滑滴油潤(rùn)滑油浴或飛濺潤(rùn)滑壓力噴油潤(rùn)滑潤(rùn)滑方法：§9.7鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑人工定期潤(rùn)滑滴油潤(rùn)滑油浴潤(rùn)滑壓力噴油潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)作業(yè)：1．影響鏈傳動(dòng)速度不均