第九章 鏈傳動

鏈傳動CHAPTER9鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用SECTION1組成：鏈輪、環(huán)形鏈條作用：通過鏈與兩鏈輪輪齒之間的嚙合，實(shí)現(xiàn)平行軸之間的同向傳動。9-1鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用一、鏈傳動的組成和作用優(yōu)點(diǎn)：與帶傳動相比1、沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比；2、張緊力小，壓軸力小，可減少軸承的摩擦損失；3、結(jié)構(gòu)緊湊；4、能在高溫，有油污等惡劣環(huán)境下工作；與傳齒輪動相比5、制造和安裝精度較低，中心距較大時其傳動結(jié)構(gòu)簡單；缺點(diǎn)：

1、僅適用于平行軸的同向轉(zhuǎn)動傳遞2、瞬時轉(zhuǎn)速和瞬時傳動比不是常數(shù)，傳動平穩(wěn)性較差；3、有一定的沖擊和噪聲。4、傳動效率：η≈0.95~0.98二、特點(diǎn)和應(yīng)用9-1鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用工作參數(shù)范圍：

傳動比：i≤8；中心距：a≤5~6m;傳遞功率：P≤100KW；圓周速度：v≤15m/s。二、特點(diǎn)和應(yīng)用應(yīng)用范圍:1、不宜用于載荷變化大和急促反向的傳動。2、用于a較大，要求平均i不變，而不宜采用齒輪或帶傳動場合。廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、石油機(jī)械、機(jī)床及摩托車。9-1鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用二、特點(diǎn)和應(yīng)用9-1鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用二、特點(diǎn)和應(yīng)用9-1鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用三、鏈的種類1、傳動鏈：一般機(jī)械傳動，v≤20m/s傳動鏈3、起重鏈：提升重物，v≤0.25m/s起重鏈2、輸送鏈：移動重物，v=2~4m/s輸送鏈傳動鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型。齒形鏈應(yīng)用較少，本課程重點(diǎn)介紹滾子鏈。9-1鏈傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用SECTION2傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2、結(jié)構(gòu)：銷軸和套筒間、套筒和滾子間均為間隙配合，自由滾動，方便潤滑，減小摩擦和磨損內(nèi)、外鏈板呈“8”字形，等強(qiáng)度并降低質(zhì)量和慣性力過盈配合外鏈節(jié)過盈配合1、滾子鏈組成：滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板、外鏈板。一、滾子鏈9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

間隙配合內(nèi)鏈節(jié)間隙配合銷軸滾子外鏈板套筒內(nèi)鏈板9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2、結(jié)構(gòu)：一、滾子鏈ppt雙排滾子鏈3、雙排鏈和多排鏈：鏈的承載能力與排數(shù)成正比。但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過多。一、滾子鏈9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

多排滾子鏈3、雙排鏈和多排鏈：鏈的承載能力與排數(shù)成正比。但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過多。一、滾子鏈9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

4、鏈條的接頭處的固定形式用開口銷固定，多用于大節(jié)距鏈彈簧卡片固定，多用于小節(jié)距鏈一、滾子鏈9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

設(shè)計時，鏈節(jié)數(shù)以取為偶數(shù)為宜，避免使用過渡鏈節(jié)，導(dǎo)致承載能力下降。過渡鏈節(jié)5、過渡鏈節(jié)：鏈節(jié)數(shù)為基數(shù)時，閉合處鏈板彎折一、滾子鏈9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）節(jié)距p（主要參數(shù)）：滾子鏈上相鄰兩滾子中心的距離。p越大，鏈條各零件尺寸越大，所能傳遞的功率也越大。p6、滾子鏈的基本參數(shù)一、滾子鏈2）滾子外徑d13）內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b14）排距ptd1b1滾子鏈所有元件均需熱處理，以提高強(qiáng)度、耐磨性能和耐沖擊性能9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

pt7、標(biāo)準(zhǔn)滾子鏈滾子鏈標(biāo)記：例：08A-1-88GB/T1243-2006A系列、節(jié)距p=12.7mm，單排，88節(jié)滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，分為A系列（美國）、B系列（歐洲），我國常用A系列（表9-1）。一、滾子鏈鏈號排數(shù)整鏈鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

注：鏈號數(shù)乘以25.4/16mm即為節(jié)距齒形鏈又稱無聲鏈，它是一組兩齒鏈板左右交錯鉸接而成。工作時通過鏈齒板與鏈輪輪齒相嚙合而傳遞運(yùn)動。二、齒形鏈9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

與滾子鏈相比，齒形鏈傳動平穩(wěn)無噪聲承受沖擊性能好，工作可靠，多用于高速、大傳動比和小中心距等要求較高的傳動裝置中。齒形鏈上設(shè)有導(dǎo)板（內(nèi)導(dǎo)板或外導(dǎo)板），以防止鏈條工作時發(fā)生側(cè)向竄動。內(nèi)導(dǎo)板齒形鏈導(dǎo)向性好，工作可靠；外導(dǎo)板齒形鏈的鏈輪結(jié)構(gòu)簡單。二、齒形鏈9-2鏈傳動的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

SECTION3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料國標(biāo)僅規(guī)定了齒形參數(shù)的最大值和最小值。各種鏈輪的實(shí)際斷面齒形介于最大最小齒槽形狀之間。滾子鏈鏈輪的齒形齒側(cè)圓弧半徑：re

滾子定位圓弧半徑：ri

滾子定位角：α

d1dreriα一、鏈輪齒形1、齒形參數(shù)9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料

一、鏈輪齒形9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料

因此，鏈輪齒廓曲線設(shè)計具有很大的靈活性。但齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入或推出嚙合，并便于加工。1、鏈輪的基本參數(shù)分度圓直徑d：pd1ddadf齒頂圓直徑da齒根圓直徑：df=d-d1

2、鏈輪主要尺寸9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料

二、鏈輪的基本參數(shù)和尺寸其余尺寸見表9-3360?z

配用鏈條的節(jié)距：p滾子最大外徑d1排距pt齒數(shù)z9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料

二、鏈輪的基本參數(shù)和尺寸3、軸面齒形：圓弧+直線便于進(jìn)入或退出嚙合bf1bbf2bf3ptptra多排鏈輪軸面齒形bar5ba單排鏈輪軸面齒形直線rx詳見表9-4二、鏈輪的基本參數(shù)和尺寸9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料

整體式鏈輪1、小直徑的鏈輪可制成整體式；三、鏈輪的結(jié)構(gòu)9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料

孔板式鏈輪1、小直徑的鏈輪可制成整體式；2、中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；三、鏈輪的結(jié)構(gòu)9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料

組裝式鏈輪1、小直徑的鏈輪可制成整體式；2、中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；3、大直徑的鏈輪可制成組裝式。5、鏈輪的結(jié)構(gòu)型式三、鏈輪的結(jié)構(gòu)9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料

鏈輪的材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。小鏈輪的工作情況較大鏈輪的惡劣些，故小鏈輪通常采用較好的材料制造。表9-5三、鏈輪的材料9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料

鏈傳動的工作情況分析SECTION4一、鏈傳動的運(yùn)動特性平均傳動比為：1R19-4鏈傳動的工作情況分析1、鏈傳動的平均傳動比由于鏈條的撓性和鏈節(jié)的剛性，鏈條纏繞在鏈輪上時呈多邊形形態(tài)。故鏈輪轉(zhuǎn)一周，鏈條轉(zhuǎn)過長度為zp(mm)設(shè)主、從動輪轉(zhuǎn)速為n1、n2，則鏈條的平均線速度v（m/s）：（2）前一個鉸鏈（滾子）進(jìn)入嚙合到后一個鉸鏈進(jìn)入嚙合，鏈輪轉(zhuǎn)過的角度是2、鏈條的瞬時速度及瞬時傳動比（1）鏈節(jié)和鏈輪嚙合后，鉸鏈（滾子）的速度為鏈條前進(jìn)方向和垂直前進(jìn)方向兩個分速度合成。即鏈條的瞬時速度是變化的可以看出：O一、鏈傳動的運(yùn)動特性1）滾子和鏈輪的嚙合過程（假設(shè)緊邊水平）9-4鏈傳動的工作情況分析O11R12）主動輪牽引下的鏈條的瞬時速度：前進(jìn)方向速度：垂直方向速度：滾子進(jìn)入嚙合時，其線速度為主動輪節(jié)圓的線速度：v1=Rω1滾子跟隨鏈輪轉(zhuǎn)動時，其后尚未進(jìn)入嚙合的鏈條具有兩個速度分量：其中，β變化范圍為：一、鏈傳動的運(yùn)動特性2、鏈條的瞬時速度及瞬時傳動比Avxv1vy1β鏈條的速度隨β變化成周期性變化，轉(zhuǎn)速越高、節(jié)距越大、齒數(shù)越少，鏈速變化范圍越大9-4鏈傳動的工作情況分析一、鏈傳動的運(yùn)動特性2、鏈條的瞬時速度及瞬時傳動比2）主動輪牽引下的鏈條的瞬時速度：O11R1當(dāng)β=0時，當(dāng)β=±180°/z時，關(guān)鍵點(diǎn)的鏈條速度：9-4鏈傳動的工作情況分析3）瞬時傳動比：鏈條以前進(jìn)方向速度vx帶動從動輪轉(zhuǎn)動，雖然ω1恒定，但因β、γ變化，使得ω2周期性變化，瞬時傳動比也是變化的。i瞬時恒定的條件：γ

≡

β，即：z1=z2O1C2γR2一、鏈傳動的運(yùn)動特性2、鏈條的瞬時速度及瞬時傳動比9-4鏈傳動的工作情況分析vxv2vy2所以從動輪鉸鏈C的圓周速度為：鏈傳動的傳動比的變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特征（齒數(shù)和節(jié)距）有關(guān)。此現(xiàn)象稱為多邊形效應(yīng)O1Avxv2vy22γR23、鏈傳動的多邊形效應(yīng)一、鏈傳動的運(yùn)動特性9-4鏈傳動的工作情況分析二、鏈傳動的動載荷1、產(chǎn)生動載荷的主要原因1）鏈速變化引起的慣性力鏈條前進(jìn)方向的加速度：慣性力：Fd1=mac9-4鏈傳動的工作情況分析二、鏈傳動的動載荷2）從動輪因角加速度引起的慣性力J：從動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化到從動輪軸上的轉(zhuǎn)動慣量，kgm2ω2：從動輪的角速度，rad/s3）鏈條的垂直分速度周期性變化（大小、方向）鏈條橫向振動。主動輪勻速轉(zhuǎn)動，但從動輪存在角加速度：1、產(chǎn)生動載荷的主要原因9-4鏈傳動的工作情況分析鏈輪轉(zhuǎn)速越高，節(jié)距越大，齒數(shù)越少，鏈傳動的慣性力就越大。運(yùn)動不均勻性和動載荷是鏈傳動的固有特性。4）鏈節(jié)與輪齒的沖擊載荷鏈節(jié)與鏈輪輪齒嚙合時，鏈節(jié)作直線運(yùn)動，鏈輪輪齒以角速度ω作圓周運(yùn)動，兩者存在一定的相對速度，使鏈節(jié)和輪齒受到?jīng)_擊，并產(chǎn)生附加動載荷。dω

思考：鏈傳動為什么布置在低速級?二、鏈傳動的動載荷1、產(chǎn)生動載荷的主要原因2、鏈傳動動載荷的影響因素9-4鏈傳動的工作情況分析三、鏈傳動的受力分析1、張緊：與帶傳動不同，安裝鏈傳動時，通過保持松邊適當(dāng)垂度而在緊邊產(chǎn)一定張緊力，避免不正常嚙合、跳齒或脫鏈。fn1n2F’fF”f9-4鏈傳動的工作情況分析三、鏈傳動的受力分析2、緊邊拉力1）有效圓周力FeP：傳遞的功率，kWv：鏈速，m/s2）離心力引起的拉力Fcq：鏈條單位長度的質(zhì)量，kg/m鏈傳動工作時，存在緊邊和松邊，其緊邊拉力為：9-4鏈傳動的工作情況分析Ff=[F’f

，F(xiàn)”f]

maxf潘存云教授研制n1n2F’fF”fαa3）懸垂拉力Ff：與布置方式、垂度大小等有關(guān)三、鏈傳動的受力分析F’f

=Kf

qa×10-2

N

a—中心距，Kf—為垂度系數(shù)，與a及鏈輪中心線與水平線夾角α有關(guān)F”f=(Kf

+sinα)qa×10-2

N

其中：2、緊邊拉力9-4鏈傳動的工作情況分析鏈傳動工作時，存在緊邊和松邊，其緊邊拉力為：潘存云教授研制0.30.511.523510302015105321.510.50.3f/α/(%)KfFf”aF’ffα

80?

60?

α=0?

20?

40?

70?

3、松邊拉力為：F2=Fc+Ff（N）垂度系數(shù)Kf3）懸垂拉力Ff：2、緊邊拉力三、鏈傳動的受力分析9-4鏈傳動的工作情況分析滾子鏈傳動的設(shè)計計算SECTION5一、失效形式1、鏈條元件在交變應(yīng)力下的疲勞破壞2、鉸鏈磨損。由套筒和銷軸之間在壓力下的相對轉(zhuǎn)動產(chǎn)生。磨損后，節(jié)距p增大，垂度增大，動載荷增大甚至跳齒或脫鏈3、膠合：銷軸與套筒（高速或潤滑不良）摩擦生熱4、靜力拉斷：

v<0.6m/s下，過載拉斷9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

二、鏈傳動的額定功率1、極限功率曲線曲線1：鏈板疲勞強(qiáng)度限定的極限功率；曲線2：滾子、套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度限定的極限功率；曲線3：鉸鏈膠合限定的極限功率1、中等速度時，鏈傳動承載能力取決于鏈板的疲勞強(qiáng)度；2、轉(zhuǎn)速較高時，動載荷增大，承載能力取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度；3、轉(zhuǎn)速很高，膠合限制了鏈傳動的承載能力。9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

321極限功率曲線n1P2、額定功率曲線用額定功率Pc限制鏈傳動實(shí)際工作能力，保證工作可靠性。二、鏈傳動的額定功率7.工作環(huán)境溫度在-5～70℃的范圍內(nèi)；功率曲線的試驗(yàn)條件:1.兩鏈輪安裝在水平平行軸上2.小鏈輪的齒數(shù)z1=254.鏈節(jié)數(shù)Lp=1209.平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，無過載、沖擊或頻繁啟動；10.清潔的環(huán)境，合適的潤滑6.工作壽命為15000h3.無過渡鏈節(jié)的單排滾子鏈5.傳動比i=38.兩鏈輪共面，鏈條保持規(guī)定的張緊度；當(dāng)實(shí)際工作條件不同時，額定功率應(yīng)修正?？紤]因素包括：1）工作情況2）主動鏈輪齒數(shù)3）鏈傳動排數(shù)9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

2、額定功率曲線二、鏈傳動的額定功率三、參數(shù)選擇1、鏈輪齒數(shù)z1和z21）過少z少—運(yùn)動不均勻性和動載荷增大—垂直分速度和功率消耗增大同時嚙合齒數(shù)少，磨損加劇規(guī)定：zmin=92）過多（1）在一定傳動比下，小鏈輪和大鏈輪的齒數(shù)同比例增多，總體尺寸加大9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

2）過多磨損前：磨損后：p→p+Δp即：當(dāng)Δp相同時，z↑，Δd↑，鏈節(jié)外移(爬齒)越多，脫鏈可能性增大規(guī)定：zmax=150前輪：z多自行車鏈磨損后脫鏈從哪輪開始？（2）更容易跳齒、脫鏈三、參數(shù)選擇1、鏈輪齒數(shù)z1和z23）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)。9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

2、傳動比ia一定時，i↑—小鏈輪包角α1↓—同時嚙合齒數(shù)少—磨損↑—跳齒↑因此：，通常：i=2～3.5且α1≥120°3、中心距v一定：a↓—Lp↓—屈伸次數(shù)↑—磨損↑d一定：a↓—α1↓—同時嚙合齒數(shù)↓—磨損↑a↑↑—松邊上下顫動，傳動不平穩(wěn)。a↓三、參數(shù)選擇amax=80p因此：，a=（30~50）p9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

4、鏈節(jié)距p和排數(shù)p↑鏈傳動尺寸↑—承載能力↑多邊形效應(yīng)↑、動載↑、振動和噪音↑、壽命↓因此，盡量采用小節(jié)距單排鏈條。v大、功率大a小、i大三、參數(shù)選擇9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

a大、i小：大節(jié)距、單排鏈；小節(jié)距、多排鏈；四、滾子鏈傳動的設(shè)計計算1、已知條件和設(shè)計內(nèi)容已知條件：工作條件，傳動位置和總體尺寸，傳遞的功率P，n1，n2或傳動比i設(shè)計內(nèi)容：鏈號，鏈接數(shù)Lp，齒數(shù)z1、z2，鏈輪材料和幾何尺寸，中心距a，壓軸力Fp，潤滑方式和張緊裝置2、設(shè)計步驟和方法1）選擇鏈輪齒數(shù)z1和z2并確定傳動比i2）計算當(dāng)量單排鏈的計算功率PcaKA：工況系數(shù)（表9-6）；Kz：主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)（圖9-13）；Kp：多排鏈系數(shù)，雙排：取1.75，三排：取2.59-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

四、滾子鏈傳動的設(shè)計計算1、已知條件和設(shè)計內(nèi)容2）計算當(dāng)量單排鏈的計算功率Pca9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

四、滾子鏈傳動的設(shè)計計算2、設(shè)計步驟和方法3）根據(jù)Pca和n1確定鏈號，從而確定節(jié)距p。應(yīng)保證：Pca≤Pc9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

20Ap=31.754）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距鏈節(jié)數(shù)：最大中心距：計算結(jié)果應(yīng)圓整為偶數(shù)四、滾子鏈傳動的設(shè)計計算初選中心距a0=（30～50）pf1為中心距計算系數(shù)（表9-7）當(dāng)兩鏈輪齒數(shù)相等時，鏈傳動的最大中心距為：9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

4）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距四、滾子鏈傳動的設(shè)計計算9-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

四、滾子鏈傳動的設(shè)計計算5）計算平均鏈速v，確定潤滑方式（圖9-14）6）計算鏈傳動的壓軸力FpFe：有效圓周力，N；Kfp：壓軸力系數(shù)，水平傳動1.15；垂直傳動取1.059-5滾子鏈傳動的設(shè)計計算

鏈速v(m/s)鏈號人工定期潤滑滴油潤滑油浴或飛濺潤滑壓力噴油滑潤鏈傳動的布置、張緊