第七章 鏈傳動(dòng)

第七章鏈傳動(dòng)緒論第一篇機(jī)械原理第一章平面機(jī)構(gòu)組成原理及其自由度分析第二章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析第三章平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與設(shè)計(jì)第四章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第五章齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第六章輪系及其傳動(dòng)比計(jì)算第七章其它常用機(jī)構(gòu)及組合機(jī)構(gòu)第八章機(jī)器人機(jī)構(gòu)第九章機(jī)械的摩擦與自鎖第十章機(jī)械動(dòng)力學(xué)和機(jī)械的平衡第二篇機(jī)械設(shè)計(jì)第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論第二章機(jī)械零件的強(qiáng)度第三章摩擦、磨損和潤滑第四章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動(dòng)第五章鍵、花鍵聯(lián)接及其它聯(lián)接第六章帶傳動(dòng)第七章鏈傳動(dòng)第八章齒輪傳動(dòng)第九章蝸桿傳動(dòng)第十章軸第十一章滾動(dòng)軸承第十二章滑動(dòng)軸承第十三章聯(lián)軸器和離合器第十四章彈簧第三篇機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)與分析第一章機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)介第二章機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與分析第三章機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介第四章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)第五章機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)示例第七章鏈傳動(dòng)第一節(jié)概述第二節(jié)滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料第三節(jié)鏈傳動(dòng)工作情況分析第四節(jié)滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算第五節(jié)

鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤滑第一節(jié)概述鏈傳動(dòng)是用于兩個(gè)或兩個(gè)以上鏈輪之間以鏈作為中間撓性件的一種非共軛嚙合傳動(dòng)，它靠鏈條與鏈輪齒之間的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。一、鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)（一）優(yōu)點(diǎn)：與帶傳動(dòng)比較：結(jié)構(gòu)緊湊，作用在軸上的載荷小，承載能力較大，效率較高（一般可達(dá)96％~97％），能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在高溫及速度較低的情況下工作。與齒輪傳動(dòng)相比：制造與安裝精度要求較低，成本低廉；在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)（中心距最大可達(dá)十多米）時(shí)，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)輕便得多。（二）缺點(diǎn)：在兩根平行軸間只能用于同向回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)；由于多邊形效應(yīng)，鏈的瞬時(shí)速度、瞬時(shí)傳動(dòng)比和鏈的載荷都不均勻，不適合高速場(chǎng)合，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時(shí)有噪聲；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng)中應(yīng)用；制造費(fèi)用較帶傳動(dòng)高。按用途不同，鏈可分為：傳動(dòng)鏈、輸送鏈和起重鏈。在一般機(jī)械傳動(dòng)中，常用的是傳動(dòng)鏈。二、傳動(dòng)鏈的種類由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒、滾子等組成。（一）滾子鏈傳動(dòng)鏈主要有下列幾種形式：滾子鏈和齒形鏈等。內(nèi)鏈板與套筒間、外鏈板與銷軸間均為過盈配合，滾子與套筒之間、套筒與銷軸間則為間隙配合，形成動(dòng)聯(lián)接。相鄰兩銷軸軸心線間的距離稱為節(jié)距，用p表示，它是鏈的主要參數(shù)。滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸見表2-7-1。把一根以上的單列鏈并列、用長(zhǎng)銷軸聯(lián)結(jié)起來的鏈稱為多排鏈。排數(shù)愈多，愈難使各排受力均勻，故一般不超過3或4排。當(dāng)載荷大而要求排數(shù)多時(shí)，可采用兩根或兩根以上的雙排鏈或三排鏈。為了使鏈聯(lián)成封閉環(huán)狀，鏈的兩端應(yīng)用聯(lián)接鏈節(jié)聯(lián)接起來，聯(lián)接鏈節(jié)通常有三種形式：鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，采用連接鏈節(jié)，可采用開口銷或彈簧夾固定。鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，可采用過渡鏈節(jié)。過渡鏈節(jié)受附加彎矩，其強(qiáng)度較低。在一般情況下，最好不用奇數(shù)鏈節(jié)。但在重載、沖擊、反向等繁重條件下工作時(shí)，采用全部由過渡鏈節(jié)構(gòu)成的鏈，柔性較好，能緩和沖擊和振動(dòng)。彈簧卡片鋼絲鎖銷過渡鏈節(jié)（二）齒形鏈齒形鏈由若干組齒形鏈板交錯(cuò)排列，用鉸鏈相互聯(lián)接而成，鏈板兩側(cè)工作面為直邊，夾角為60°和70°兩種，靠鏈板工作面和鏈輪輪齒的嚙合來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。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(dòng)平穩(wěn)無噪聲承受沖擊性能好，工作可靠，多用于高速或運(yùn)動(dòng)精度要求較高的傳動(dòng)裝置中。第二節(jié)滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料一、鏈輪的參數(shù)和齒形（一）鏈輪的參數(shù)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以及齒數(shù)z。鏈輪的主要尺寸及計(jì)算公式見表2-7-3、表2-7-5和表2-7-6。鏈輪轂孔的直徑應(yīng)小于其最大許用直徑dkmax（表2-7-4）。（二）鏈輪輪齒的齒形鏈輪輪齒的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能自由地進(jìn)入和退出嚙合，在嚙合時(shí)應(yīng)保證良好的接觸，同時(shí)它的形狀應(yīng)盡可能地簡(jiǎn)單。滾子鏈與鏈輪的嚙合屬于非共軛嚙合，標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定鏈輪的最大齒槽形狀和最小齒槽的形狀。常用的齒廓為三圓弧一直線齒形，由弧aa，ab，cd和直線bc組成。

二、鏈輪結(jié)構(gòu)與材料（一）鏈輪結(jié)構(gòu)小直徑鏈輪可采用實(shí)心式、腹板式，或?qū)㈡溳喤c軸做成一體。大鏈輪采用組合式結(jié)構(gòu)。（二）鏈輪材料鏈輪的材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。小鏈輪輪齒的嚙合沖擊也較嚴(yán)重，故小鏈輪應(yīng)采用較好的材料制造。實(shí)心式腹板式組合式鏈輪常用的材料和應(yīng)用范圍見表2-7-7第三節(jié)鏈傳動(dòng)工作情況分析一、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性分析（一）平均鏈速和平均傳動(dòng)比鏈繞在鏈輪上，鏈輪抽象成正多邊形，邊長(zhǎng)為節(jié)距

p

，邊數(shù)等于鏈輪齒數(shù)

z

。平均鏈速：平均傳動(dòng)比：鏈輪每轉(zhuǎn)一圈，轉(zhuǎn)過的鏈長(zhǎng)為

zp（二）鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性假設(shè)緊邊在傳動(dòng)時(shí)總是處于水平位置。當(dāng)位于β角的瞬時(shí)，若主動(dòng)鏈輪以等角速度ω1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該鏈節(jié)的鉸鏈銷軸A的軸心作等速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)以鏈輪分度圓半徑R1近似取代節(jié)圓半徑，則其圓周速度為v1=R1ω1。主動(dòng)輪：鏈速v垂直分速度當(dāng)時(shí)，即進(jìn)入、退出嚙合時(shí)鏈速v垂直分速度當(dāng)

=0（在頂點(diǎn)位置）鏈速v垂直分速度鏈速v從動(dòng)鏈輪的角速度為：故瞬時(shí)傳動(dòng)比：從動(dòng)輪：鏈傳動(dòng)速度波動(dòng)主動(dòng)鏈輪雖作等角速度回轉(zhuǎn)，而鏈條前進(jìn)的瞬時(shí)速度卻周期性地變化。與此同時(shí)，鉸鏈銷軸作上下運(yùn)動(dòng)的垂直分速度也在周期性地變化，導(dǎo)致鏈沿鉛垂方向產(chǎn)生有規(guī)律的振動(dòng)。同理，每一鏈節(jié)在與從動(dòng)鏈輪輪齒嚙合的過程中，鏈節(jié)鉸鏈在從動(dòng)鏈輪上的相位角γ，亦不斷地在±180°/z2的范圍內(nèi)變化，所以從動(dòng)鏈輪的角速度也是變化的。鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)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)所造成的，故稱為鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)。多邊形效應(yīng)將引起鏈的動(dòng)載荷、鏈的振動(dòng)及鏈的過早破壞。鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)是鏈傳動(dòng)的固有屬性，不可消除。隨著β角和γ角的不斷變化，鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比也是不斷變化的。只有在z1=z2（即R1=R2），且傳動(dòng)的中心距a恰為節(jié)距p的整數(shù)倍時(shí)（這時(shí)β和γ角的變化規(guī)律才會(huì)時(shí)時(shí)相等），傳動(dòng)比才能在全部嚙合過程中保持不變，即恒為1。（三）鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷鏈傳動(dòng)在工作過程中，鏈條和從動(dòng)鏈輪都是作周期性的變速運(yùn)動(dòng)，因而造成和從動(dòng)鏈輪相連的零件也產(chǎn)生周期性的速度變化，從而引起動(dòng)載荷。工作時(shí)引起動(dòng)載荷的原因是：1）鏈速和從動(dòng)輪的角速度變化引起的動(dòng)載荷鏈條前進(jìn)的加速度引起的動(dòng)載荷Fd1

當(dāng)β

=±

1/2時(shí)：當(dāng)β

=0時(shí)：從動(dòng)鏈輪的角加速度引起的動(dòng)載荷Fd2為2）鏈沿垂直方向分速度變化引起的動(dòng)載荷升降加速度鏈輪轉(zhuǎn)速愈高、鏈節(jié)距愈大、鏈輪齒數(shù)愈少（β、γ的變化范圍越大）時(shí)動(dòng)載荷愈大。采用較多的鏈輪齒數(shù)和較小的節(jié)距對(duì)降低動(dòng)載荷是有利的。3）當(dāng)鏈節(jié)進(jìn)入鏈輪的瞬間，鏈和輪齒受到?jīng)_擊并產(chǎn)生動(dòng)載荷。根據(jù)理論分析，沖擊動(dòng)能從減少?zèng)_擊能量看來，應(yīng)采用較小的鏈節(jié)距并限制鏈輪的極限轉(zhuǎn)速。4）若鏈張緊不好，鏈條松弛，在啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、載荷變化等情況下，將產(chǎn)生慣性沖