鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

1、第第1111章章 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)鏈傳動(dòng)是在兩個(gè)或多于兩個(gè)鏈輪之間用鏈作為撓性拉曳元件的一種嚙合傳動(dòng)；鏈傳動(dòng)是一種應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械傳動(dòng)，他的特點(diǎn)介于齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)之間。它是由鏈條和主、從動(dòng)鏈輪所組成。鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：沒有滑動(dòng)；工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較小；效率較高，可以達(dá)到98% ；能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等；需要時(shí)軸間距離可以很大。鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：只能用于平行軸間的傳動(dòng)；瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)；不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動(dòng)中應(yīng)用；工作時(shí)有噪聲；制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高等。鏈傳動(dòng)的應(yīng)用：

2、鏈傳動(dòng)的應(yīng)用：鏈傳動(dòng)主要用于要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其它不宜采用齒輪傳動(dòng)的場合。廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)中。目前，最大傳遞功率達(dá)到5000 kw，最高速度達(dá)到40m/s，最大傳動(dòng)比達(dá)到15，最大中心距達(dá)到8m。由于經(jīng)濟(jì)及其他原因，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)功率一般小于100 kw，速度小于15m/s，傳動(dòng)比小于8。11.1.2 11.1.2 鏈的分類鏈的分類按照工作性質(zhì)的不同：傳動(dòng)鏈、起重鏈、曳引鏈。最常用的是傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈主要用來傳遞動(dòng)力，通常都在中等速度( 20 m/s)以下工作。起重鏈主要用在起重機(jī)械中提升重物，其工作速度不大于0.25m/s

3、。曳引鏈主要用在運(yùn)輸機(jī)械中移動(dòng)重物，其工作速度不大于2 m/s4 m/s。傳動(dòng)鏈主要分為：套筒鏈、套筒滾子鏈(簡稱滾子鏈)、齒形鏈和成型鏈。圖 11.3 滾子鏈結(jié)構(gòu) 圖11.4 雙排鏈結(jié)構(gòu) 滾子鏈的鏈板一般做成8字形，以使它的各個(gè)橫截面具有接近相等的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)也減少了鏈的重量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。 節(jié)距p是鏈的基本特性參數(shù)。滾子鏈的節(jié)距是指鏈在拉直情況下，相鄰滾子外圓中心之間的距離。 套筒和銷軸間的接觸面積稱為鉸鏈承壓面，它的投影面積 a為 當(dāng)傳遞大功率時(shí)，可以用雙排鏈或多排鏈。把一根以上的單列鏈并列、用長銷軸聯(lián)接起來的鏈稱為多排鏈。 多排鏈的排數(shù)一般不超過34排，因?yàn)榕艛?shù)的增加會(huì)導(dǎo)致各排受力

4、不均增加。 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。2bdaz 鏈的節(jié)數(shù)根據(jù)實(shí)際需要而定，通過鏈接頭鏈接。 當(dāng)一根鏈的鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)采用連接鏈節(jié)； 當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則必須加一個(gè)過渡鏈節(jié)。 過渡鏈節(jié)的鏈板受有附加彎矩，最好不用，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，能減輕沖擊和振動(dòng)。 滾子鏈的標(biāo)記為：鏈號(hào) 排數(shù) 整鏈鏈節(jié)數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 11.2.2 11.2.2 齒形鏈齒形鏈齒形鏈又稱無聲鏈，它是由一組帶有兩個(gè)齒的鏈板左右交錯(cuò)并列鉸接而成；鏈齒外側(cè)是直邊，工作時(shí)鏈齒外側(cè)邊與鏈輪輪齒相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，其嚙合的齒楔角有60 ? ? ? ?

5、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 和70兩種，前者用于節(jié)距p9.525mm，后者用于p40hrc；高速、重載、連續(xù)工作的傳動(dòng)，采用低碳鋼、低碳合金鋼表面滲碳淬火(如用15、20cr、12crni3等鋼淬硬至55hrc-60hrc)或中碳鋼、中碳合金鋼表面淬火(如用45、40cr、45mn、35simn、35crmo等鋼淬硬到40hrc50hrc)。載荷平穩(wěn)、速度較低、齒數(shù)較多時(shí)，也允許采用 的鑄鐵制造鏈輪。由于小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，因此對(duì)材料的要求也比大鏈輪高。當(dāng)大鏈輪用鑄鐵制造時(shí)，小鏈輪通常都用鋼。200bmpa11.4 11.4 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性112260 1

6、00060 1000z pnz pn1221nzinz11cosr1min11cos2r11sinr 22cosvr1221coscosrir 鏈的水平方向的加速度 鏈的垂直方向分速度 相對(duì)嚙合沖擊動(dòng)能 若鏈條松弛，在起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、載荷變化等情況下，將產(chǎn)生慣性沖擊，使鏈傳動(dòng)產(chǎn)生很大的動(dòng)載荷。 21111sinsinddarrdtdt 202211max1111180sinsin222parr 21111coscostdvdarrdtdt32kqp nec11.5 11.5 鏈傳動(dòng)的受力分析鏈傳動(dòng)的受力分析 工作拉力 ： 離心拉力 ： 垂度拉力 ： 緊邊總拉力： 松邊總拉力： 軸上的載荷：

7、11000pf1fcf2cfqff1248ffqgaaqgafk qgaffa1cfffffcffff 12qffff11.2qafk f11.6 11.6 滾子鏈傳動(dòng)的失效形式及計(jì)算方法滾子鏈傳動(dòng)的失效形式及計(jì)算方法鏈傳動(dòng)的失效形式有：鏈傳動(dòng)的失效形式有： (1) 鉸鏈元件由于疲勞強(qiáng)度不足而破壞。 (2) 因鉸鏈銷軸磨損使鏈節(jié)距過度伸長（在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下允許伸長率為3%），從而破壞正確嚙合和造成脫鏈現(xiàn)象； (3) 潤滑不當(dāng)或轉(zhuǎn)速過高時(shí)，銷軸和套筒的摩擦表面易發(fā)生膠合破壞； (4) 經(jīng)常起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)的鏈傳動(dòng)，由于過載造成沖擊破斷； (5) 低速重載的鏈傳動(dòng)，鉸鏈元件發(fā)生靜強(qiáng)度破壞； (6)

8、 鏈輪輪齒磨損。額定功率曲線額定功率曲線 額定功率確定方法額定功率確定方法對(duì)于的低速鏈傳動(dòng)，鏈的主 要失效形式是過載拉斷，應(yīng) 進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度安 全系數(shù)應(yīng)滿足下列要求0aczpk pppk k119z 100pl 試驗(yàn)條件：試驗(yàn)條件：兩鏈輪安裝在同一個(gè)水平面上，單列鏈水平布置、載荷平穩(wěn)、工作環(huán)境正常、按推薦的潤滑方式潤滑、使用壽命15000h；鏈因磨損而引起鏈節(jié)距的相對(duì)伸長量。14 8pqazfz fsk fff11.7 11.7 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和主要參數(shù)的確定滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和主要參數(shù)的確定設(shè)計(jì)滾子鏈時(shí)的原始數(shù)據(jù)為：傳動(dòng)的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速（或傳動(dòng)比）、原動(dòng)機(jī)種類、載

9、荷性質(zhì)以及傳動(dòng)用途等。 設(shè)計(jì)步驟 ： 1選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2 小鏈輪齒數(shù)對(duì)鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少。過少時(shí)將：1)增加傳動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷；2)增加鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，從而增大功率消耗；3)增加鉸鏈承壓面間的壓強(qiáng)（因齒數(shù)少時(shí)，鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將增加），從而加速鉸鏈磨損等；4)增加鏈傳動(dòng)的圓周力，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞。由于鏈節(jié)數(shù)應(yīng)選用偶數(shù)，所以鏈輪齒數(shù)最好選質(zhì)數(shù)或不能整除鏈節(jié)數(shù)的數(shù)。并優(yōu)先選取17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。 0.6 3115 17z 38121z 8123 25z ()()ddpp zdpz 2

10、2 確定傳動(dòng)比確定傳動(dòng)比i i 鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般 ，推薦 ，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允許到10（個(gè)別情況可到15）。如傳動(dòng)比過大，則鏈包在小鏈輪上的包角過小，嚙合的齒數(shù)太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現(xiàn)跳齒，破壞正常嚙合，通常包角最好不小于 ，傳動(dòng)比在3左右。 3 3確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率 4 4確定鏈節(jié)距：確定鏈節(jié)距：在承載能力足夠條件下，應(yīng)選取較小節(jié)距的單排鏈，高速重載時(shí)，可選用小節(jié)距的多排鏈。一般，載荷大、中心距小、傳動(dòng)比大時(shí)，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動(dòng)比小時(shí)選大節(jié)距單排鏈。 5 5確定中心距和鏈長確定中心距和鏈長8i 2 3.5i 01200aczpk ppp

11、k k(30 50)apmax80ap44iimin1min10.210.331azipazip21221222pzzzzaplpa 6 6鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速鏈速的提高受到動(dòng)載荷的限制，所以一般最好不超過12 m/s。如果鏈和鏈輪的制造質(zhì)量很高，鏈節(jié)距較小，鏈輪齒數(shù)較多，安裝精度很高，以及采用合金鋼制造的鏈，則鏈速也允許超過20m/s30m/s。鏈輪的最佳轉(zhuǎn)速和極限轉(zhuǎn)速。 7 7計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的力計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的力f fq q11.2qafk f11.811.8齒型鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒型鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒形鏈的基本參數(shù)確定方法為：鏈輪齒數(shù)，通常，且宜取奇數(shù)齒；傳動(dòng)比 ，通常

12、取 ，推薦 ；齒型鏈節(jié)距、鏈寬和適用小鏈輪轉(zhuǎn)速范圍；max10i7i 23.5i aczk ppk0cpbp圖 11.19 齒型鏈傳動(dòng)額定功率曲線(b=1mm、z1=21、平穩(wěn)載荷)11.911.9鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤滑鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤滑鏈傳動(dòng)的合理布置鏈傳動(dòng)的合理布置兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一垂直平面內(nèi);兩鏈輪中心連線最好是水平的，或與水平面成 以下的傾斜角，盡量避免垂直傳動(dòng)。屬于下列情況時(shí)，緊邊最好布置在傳動(dòng)的上面： 1)中心距 和 的水平傳動(dòng)； 2)傾斜角相當(dāng)大的傳動(dòng)； 3)中心距 、傳動(dòng)比 和鏈輪齒數(shù) 的水平傳動(dòng)。 04560ap1.5i 125z 30ap2i 圖11.20 傳

13、動(dòng)鏈的布置鏈傳動(dòng)的張緊方法鏈傳動(dòng)的張緊方法鏈傳動(dòng)張緊的目的，主要是為了避免由于鏈條垂度過大產(chǎn)生嚙合不良和鏈條振動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)也為了增加鏈條的包角。張緊力并不決定鏈的工作能力，而只是決定垂度的大小。當(dāng)兩輪中心連線傾角大于60時(shí)，一般都要設(shè)置張緊裝置。最常見的張緊方法是移動(dòng)鏈輪以增大兩輪的中心距。但如中心距不可調(diào)時(shí)，也可以采用張緊輪傳動(dòng)。張緊輪應(yīng)裝在靠近主動(dòng)鏈輪的松邊上。不論是帶齒的還是不帶齒的張緊輪，其分度圓直徑最好與小鏈輪的分度圓直徑相近。不帶齒的張緊輪可以用夾布膠木制成，寬度應(yīng)比鏈約寬5mm。此外還可用壓板或托板張緊。對(duì)于中心距大的鏈傳動(dòng)，用托板控制垂度更為合理。 鏈傳動(dòng)的潤滑、護(hù)罩或鏈條箱鏈傳動(dòng)的潤滑、護(hù)罩或鏈條箱 人工定期潤滑；滴油潤滑；油浴或飛濺潤滑；壓力噴油潤滑圖11.22 建議使用的潤滑油方法復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題1、鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)相比有什么優(yōu)缺點(diǎn)？應(yīng)用范圍如何？2、傳動(dòng)鏈有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？各有何特點(diǎn)？3、鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比及圓周速度不均勻性是怎樣產(chǎn)生的？變化過程如何？4、鏈傳動(dòng)中產(chǎn)生動(dòng)載荷的原因有哪些？如何對(duì)其進(jìn)行分析？5、鏈傳動(dòng)中的主要作用力有哪幾種？各如何計(jì)算？作用于軸上的力如何計(jì)算？