機(jī)械設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)

第9章鏈傳§9-1傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)§9-2傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)特§9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材§9-4鏈傳動(dòng)的工作情況§9-5滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)§9-6鏈傳動(dòng)的布置、張緊、潤(rùn)滑與防§9-1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)一、鏈傳動(dòng)的組 節(jié)的嚙合來(lái)傳遞二、鏈傳動(dòng)的特點(diǎn) 需要的張緊力小，壓軸力小結(jié)構(gòu)尺寸緊湊能適應(yīng)較惡劣環(huán)境如油污多塵和高溫等場(chǎng)合缺點(diǎn)只能實(shí)現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動(dòng)磨損后易跳齒工作時(shí)有噪聲三、鏈傳動(dòng)的應(yīng) 一般P＜100kWv15m/s，i廣泛應(yīng)

自行車(chē)、摩托挖掘機(jī)（惡劣工作條件其它低速重載場(chǎng)四、鏈的類(lèi) 按用途不同，鏈可分為鏈的類(lèi) 一、滾

§9-2傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特p內(nèi)鏈外鏈銷(xiāo)套滾內(nèi)、外鏈板呈“8內(nèi)、外鏈板呈“8”外鏈節(jié)結(jié)構(gòu)

內(nèi)鏈節(jié)

間隙配合，形成間隙配合，自由滾動(dòng)，減小摩擦，磨當(dāng)傳遞大功率時(shí)，可 排數(shù)↑—∴排∴排數(shù)不宜過(guò)鏈節(jié)數(shù)Lp：鏈條節(jié)頭數(shù)目。整數(shù)，一般為偶數(shù)。接頭處可用

開(kāi)口銷(xiāo)（大節(jié)距

或彈簧卡片（小節(jié)距過(guò)渡鏈節(jié)過(guò)渡鏈節(jié)∴避免采用奇鏈節(jié)奇數(shù)節(jié)滾子鏈和鏈輪嚙合的基本參節(jié)距pp↑——p2.滾子鏈和鏈輪嚙合的基本參滾子外徑2.滾子鏈和鏈輪嚙合的基本參內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬2.滾子鏈和鏈輪嚙合的基本參多排鏈--排距鏈 排 鏈節(jié) 標(biāo)例如 16A—1— GB／T1243.1—鏈號(hào)，節(jié) p=25.4

單A

鏈節(jié)數(shù)LP=80 標(biāo)準(zhǔn)A系列——適用于 為中心的西半球區(qū)域B系列——適用于歐洲區(qū)域二、齒形鏈（無(wú)聲鏈§9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材鏈輪設(shè)計(jì)主要是：確定其結(jié)構(gòu)和尺寸選擇材料和熱處理方§9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材鏈輪齒形 d2 c z依次為r1、r2和r3；b-c線(xiàn)段為直線(xiàn)段。鏈輪的基本參數(shù)和主要尺鏈輪的基本參數(shù)和齒數(shù)z鏈輪結(jié)構(gòu)整體孔板 組合鏈輪材§9-4傳動(dòng)的工作情況分一、一、鏈傳動(dòng)的運(yùn)一）鏈傳動(dòng)的平均鏈速V平及平均傳動(dòng)比i平整條鏈：撓性體單個(gè)鏈節(jié)：剛性鏈條繞上鏈輪時(shí)，鏈節(jié)與鏈輪輪齒嚙合，形成正多邊形一部分。正多邊形邊長(zhǎng)∵鏈輪轉(zhuǎn)一周，鏈條轉(zhuǎn)過(guò)長(zhǎng)度為鏈的平均速度為

v平

z1

z2

m/鏈傳動(dòng)的平均傳

in2n

z2

二）鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)鏈速V瞬及瞬時(shí)傳動(dòng)比i分析說(shuō)明：1）研究滾子鏈銷(xiāo)軸中心的運(yùn)動(dòng)2）設(shè)鏈的緊邊（即主動(dòng)邊）在傳動(dòng)時(shí)始終處于水平位置鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)鏈速VAD12圖示為鏈條的銷(xiāo)軸中心A在主動(dòng)輪上嚙進(jìn)，銷(xiāo)軸中心D在從動(dòng)輪上嚙出的速度分析。設(shè)主、從動(dòng)鏈輪分別以角速度ω1、ω2轉(zhuǎn)動(dòng)，其節(jié)圓半徑為R1、R2，銷(xiāo)軸中心A亦隨之作等速圓周運(yùn)動(dòng)，其圓周速度V1=Rω；銷(xiāo)軸中心D的圓周速度V=RAD12VβV1VβV1AVDγ方向的分速度V1′、V2′V=V1

V=V21）A鏈節(jié)開(kāi)始進(jìn)入嚙合—

VβV1AVβV1AVDγ前進(jìn)方向分速度

z1z 180 垂直方向分速度

z1zV1BDVAV12V1BDVAV12

0范圍內(nèi)嚙合A鏈節(jié)在前進(jìn)方向分速度垂直方向分速度A鏈節(jié)與Y軸重合——VVABD12前進(jìn)方向分速度：V=V1=R1ω1；VABVDVABVD12

）范圍內(nèi)嚙合A鏈節(jié)在

）范圍內(nèi)嚙合前進(jìn)方向分速度垂直方向分速度A鏈節(jié)結(jié)束嚙合時(shí)—-

1

2A鏈節(jié)結(jié)束嚙(

2

)) 前進(jìn)方向分速度

z1z 垂直方向分速度

z1zβ變化

/z

/z每嚙進(jìn)

前進(jìn)方向分速度1111

個(gè)鏈節(jié)時(shí)

由

即：時(shí)而加速?lài)нM(jìn)，時(shí) 嚙垂直方向分速度

0

即：時(shí) 上升，時(shí)而加速下鏈速V時(shí)快時(shí)慢，V′忽上忽下的變化，稱(chēng)為多邊形效應(yīng)上述鏈速變化規(guī)律可用下圖描

0-0嚙進(jìn)一個(gè)鏈鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)鏈速變V1BVAV12v

v1cos

RR R

2從動(dòng)輪的角速度：2

R1cos 鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比i瞬—

1i12

cos

一般情況下，故i瞬常結(jié)論：鏈傳動(dòng)存在多邊形效應(yīng)，使鏈節(jié)嚙合速度周期性變和動(dòng)載荷。二、鏈傳動(dòng)中的動(dòng)載外部附加動(dòng)載荷——由于工作載荷和 的作特性帶來(lái)的振動(dòng)、沖擊鏈傳動(dòng)中動(dòng)載荷包

因素引起的附加載荷，用作情況系數(shù)加以附加動(dòng)載荷——及制造、安裝誤差引的附加動(dòng)載荷附加動(dòng)載荷產(chǎn)生原因1、由于v周期性變 附加動(dòng)載鏈的加速度a

sin

R2sin

22

時(shí)

sin2

z

2可見(jiàn)

n1↑—ω1↑

動(dòng)載荷2、鏈條的垂直v周期性變化（大小、方向）3、鏈條進(jìn)入鏈輪瞬間，產(chǎn)生沖 附加動(dòng)載荷4、鏈和鏈輪的5、由于鏈張緊不好、——在起動(dòng)、制——慣性沖經(jīng)分析可知鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷是鏈傳動(dòng)的固有特性鏈輪齒數(shù)越少，多邊形效應(yīng)越嚴(yán)三、影響鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷的主要因素及其減小措施小鏈輪齒數(shù)Z1，變化范圍，不均性，動(dòng)載荷一）影因

鏈節(jié)距p：p

，不均性

，動(dòng)載荷小鏈輪的角速度1，amax

，動(dòng)載運(yùn)動(dòng)不均二）減

的措

選較多的鏈輪齒數(shù)制盡可能使用較小的節(jié)距F—鏈傳動(dòng)的（有效拉力F1000Pv

作用在鏈上的力及鏈的下垂Fc—作圓周運(yùn)動(dòng)的鏈節(jié)產(chǎn)生的離心力，F(xiàn)c=qv2NFy—鏈條重量產(chǎn)生的懸垂拉力，F(xiàn)y=KyqgaN式中：q 鏈每米長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg/m，見(jiàn)表14-v—鏈的圓周速度a—鏈傳動(dòng)的中心距g—重力加速度g9.81Ky—垂度系數(shù)，即下垂量為y=0.02a時(shí)的拉力系數(shù)，見(jiàn)表14-2，表中β平面的夾角?！?-5滾子鏈傳動(dòng)一.滾子鏈傳動(dòng)的一）主要失效形鉸鏈磨損—鏈節(jié)在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，銷(xiāo)軸與套它是開(kāi)式鏈傳動(dòng)的主要失效形式鏈條磨損后的節(jié)距增鏈板的疲勞破生疲勞斷裂。在潤(rùn)滑條件良好且設(shè)計(jì)安裝正確的情況下，鏈板的疲勞強(qiáng)度是決定鏈傳動(dòng)工作能力的主要因素。工作中由于鏈條反復(fù)啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)或受重復(fù)沖擊載時(shí)承受較大的動(dòng)載荷，經(jīng)過(guò)多次沖擊，滾子表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕，且銷(xiāo)軸與套筒的膠由于套筒和銷(xiāo)軸間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在變載荷的作用下，滑油膜難以形成，當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，套筒與銷(xiāo)軸間產(chǎn)生的熱量致套筒與銷(xiāo)軸的膠合失效過(guò)載拉在低速重載的傳動(dòng)中或者鏈傳動(dòng)嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，鏈元件被拉斷二）鏈傳動(dòng)計(jì)算準(zhǔn)通常鏈輪 為 的2—3倍以上，故鏈傳動(dòng)的載能力以鏈的強(qiáng)度 為依據(jù)V>0.6m/s鏈傳動(dòng)：按由鉸鏈磨損勞破壞，滾子、套筒和軸沖擊破斷，銷(xiāo)軸與套閉式傳

的膠合限制的額線(xiàn)設(shè)計(jì)V<0.6m/s鏈傳動(dòng)：主要失效為過(guò)載拉斷，靜強(qiáng)度計(jì)算開(kāi)式鏈傳動(dòng)——主要失效為磨損，進(jìn)行磨損條件性計(jì)算即：p[p]子鏈傳動(dòng)的功率曲一）滾子鏈傳動(dòng)1是在良好而充分潤(rùn)滑條件下磨損破壞限定的極限功率曲線(xiàn)2是在變應(yīng)力下鏈板疲勞破壞限的極限功率曲線(xiàn)3是由滾子套筒沖擊疲勞破壞限的極限功率曲線(xiàn)4是由銷(xiāo)軸與套筒膠合限定的極功率曲線(xiàn)5是良好潤(rùn)滑條是設(shè)計(jì)時(shí)所使用的曲線(xiàn)6是潤(rùn)滑條件不功率曲線(xiàn)，這種情況下鏈磨損嚴(yán)重，所能傳遞的功率甚低二）滾子鏈傳動(dòng)Ａ系列滾子鏈傳動(dòng)的額定功率曲注雙排鏈的額定功率曲線(xiàn)可以用單排鏈的Ｐ０×１.三排鏈的額定功率曲線(xiàn)可以用單排鏈的Ｐ０×２.５計(jì)算得 1、是在特定條件下得到的①兩鏈輪安裝在平行的水平軸上②主動(dòng)鏈輪齒數(shù)③無(wú)過(guò)渡鏈節(jié)的單排滾子鏈④鏈條長(zhǎng)ＬＰ=1２０節(jié)⑥鏈條預(yù)期使 為15000小時(shí)⑦工作環(huán)境溫度在-5~+70度的范⑧兩鏈輪共面，鏈條保持規(guī)定的張緊度⑨平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)過(guò)載、沖擊或頻繁啟動(dòng)⑩清潔的環(huán)境，合適的潤(rùn)滑2、當(dāng)實(shí)際情況不符合特定條件時(shí)，應(yīng)對(duì)查得Ｐ０進(jìn)行修正。修正時(shí)考慮的因素包括工作情況主動(dòng)鏈輪齒鏈傳動(dòng)的排三）鏈傳動(dòng)的參鏈輪齒數(shù)z1和小鏈輪齒數(shù)z1少，可減小外廓若小鏈輪齒數(shù)Ｚ１過(guò)小運(yùn)動(dòng)速度的不均勻性和動(dòng)載荷鏈節(jié)進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，相對(duì)轉(zhuǎn)角↑，鉸鏈磨損沖擊和功率損耗↑。i≥，一般Ｚ１≥7對(duì)于高速傳動(dòng)或承受沖擊載荷的鏈傳動(dòng)，不少于25，且鏈輪齒應(yīng)淬硬。33～但是Ｚ１↑↑→Ｚ２↑→傳動(dòng)尺寸和重量↑，鏈條節(jié)距伸長(zhǎng)后發(fā)生脫鏈，使用 ↓。d'

z鏈節(jié)距伸長(zhǎng)量與節(jié)圓增大量之間關(guān)

由于鏈節(jié)數(shù)通常是偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪磨損均勻，常取鏈輪齒數(shù)為奇數(shù)，并盡可能與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)。優(yōu)先選用的鏈輪齒數(shù)系列為：、、、、、、、、、14.傳動(dòng)比傳動(dòng)比過(guò)大，鏈條在小鏈輪上的包角就會(huì)過(guò)小，參與嚙合的齒數(shù)過(guò)少，每個(gè)輪齒承受的載荷增大，加速鏈輪的磨損，且易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象。一般i≤6，常取i=2~3.5，鏈條在小120度中心距中心距a↓ → 鏈節(jié)數(shù)↓，一定，單位時(shí)間內(nèi)每一鏈節(jié)的應(yīng)變化次數(shù)↑ → 鏈的疲勞和磨損↑中心距a↓→ 中心距a↑ →鏈節(jié)數(shù)↑，吸振能力高，使用 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性中心距a鏈發(fā)生顫抖現(xiàn)象(松邊上

易脫設(shè)計(jì)時(shí)如無(wú)結(jié)構(gòu)上的特殊要求，一般可初定中心距50)p。最大中心距amax=80p在鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般要初定中心距a0=(30～50)p。為什么鏈的節(jié)距p和排鏈的尺寸、重量和承載能力運(yùn)動(dòng)不均勻性(多邊形效應(yīng))↑沖擊、振動(dòng)和噪聲為了即保證鏈傳動(dòng)有足夠的承載能力，又減小沖擊、振動(dòng)和噪聲，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選用較小的鏈節(jié)距。高速重載時(shí)，宜用小節(jié)距多排鏈低速重載時(shí)，宜四）滾子鏈傳動(dòng)已知條件和設(shè)計(jì)已已知鏈傳動(dòng)的工作條件；傳動(dòng)位置與總體尺寸限制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)確定鏈條型號(hào)、鏈節(jié)數(shù)Lp和排數(shù)，鏈輪齒數(shù)z1z2以及鏈輪設(shè)計(jì)步驟和方選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2和確定傳動(dòng)比一般鏈輪齒數(shù)為17~114。傳動(dòng)比i按下式計(jì)算iiz2計(jì)算當(dāng)量的單排鏈計(jì)算功率PPKAKzKPpKA——工況系Kz——主動(dòng)鏈輪齒確定鏈條型號(hào)和節(jié)距鏈條型號(hào)根據(jù)當(dāng)量的單排鏈計(jì)算功率Pca、單排鏈額定功Pc和主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1由圖9-11得到。查表時(shí)應(yīng)保證Pca然后由表9-1確定鏈條節(jié)距p圖9-11Ａ系列、單排滾子鏈傳動(dòng)的額定功率曲計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力§9-6鏈傳動(dòng)的布置、張緊、潤(rùn)滑與防一、鏈傳動(dòng)的布布置原