機械行業(yè)鏈傳動結(jié)構(gòu)管理設(shè)計

第九章鏈傳動

§9-l鏈傳動的特點及應用

一、工作原理鏈傳動是由鏈條和主、從動鏈輪所組成，依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。

二、主要適用于工作場所的工作條件惡劣而皮帶及齒輪傳動不適應的場合(1)無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高。(2)存在運動不均勻性，運轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比。（3）作用于軸上的徑向壓力較小；鏈傳動結(jié)構(gòu)較為緊湊。（4）磨損后易發(fā)生跳齒，工作時有噪聲。（5）不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應用。三、分類按用途不同，鏈可分為：

傳動鏈輸送鏈起重鏈短節(jié)距精密滾子鏈(簡稱滾子鏈)齒形鏈等類型

一般機械傳動中常用傳動鏈。傳動鏈分為短節(jié)距精密滾子鏈(滾子鏈)和齒形鏈等類型。滾子鏈常用于傳動系統(tǒng)的低速級，a<5-6m，p<100kW，鏈速v<15m/s，i≤8?！?-2傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點一、滾子鏈滾子鏈是由滾子1、套筒2、銷軸3、內(nèi)鏈板4和外鏈板5所組成。滾子鏈的接頭型式如圖所示

2.主要參數(shù)p以及滾子直徑

滾子鏈和鏈輪嚙合的基本參數(shù)：節(jié)距P、滾子外徑d1、內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1對于多排鏈還有排距Pt

組成鏈的所有元件均需經(jīng)過熱處理，以提高其強度、耐磨性和耐沖擊性。3.標記法：鏈號數(shù)25.4/16＝實際節(jié)距值如：08A-188GB1243.1－83A系列、節(jié)距12.7mm、單排、88節(jié)的滾子鏈節(jié)數(shù)－宜用偶數(shù)節(jié)二、齒形鏈—無聲鏈1.工作時通過鏈片上兩直邊夾角為60（70用得少）的鏈齒和鏈輪輪齒相嚙合來實現(xiàn)傳動。2.有導板（分內(nèi)導板和外導板）防止軸向竄動。3.心柱形式：圓柱式、軸瓦式、滾柱式；4.特點：傳動平衡、無噪聲、承受沖擊性能好，工作可靠;適用于高速傳動、大傳動比和中心距較小、運動精度要求較高的場合;結(jié)構(gòu)復雜、價格高、制造困難;§9-3滾子鏈鏈輪輪的結(jié)構(gòu)和和材料鏈輪是鏈傳傳動的主要要零件，鏈鏈輪齒形已已經(jīng)標準化化。鏈輪設(shè)設(shè)計主要是是確定其結(jié)結(jié)構(gòu)及尺寸寸，選擇材材料和熱處處理方法。。一、鏈輪的的基本參數(shù)數(shù)及主要尺尺寸分度圓直徑徑d=p/sin(180/z)二、齒形滾子鏈與鏈鏈輪的嚙合合屬于非共軛嚙合合，其鏈輪齒齒形的設(shè)計計可以有較較大的靈活活性；GB／T1244——1985中沒有規(guī)規(guī)定具體的的鏈輪齒形，僅僅規(guī)定定了最大和和最小齒槽槽形狀及其其極限參數(shù)數(shù)，見表9-5。目前較流行行的一種齒齒形是三圓圓弧一直線線齒形(或或稱凹齒形形)鏈輪軸向齒廓及尺寸，應應符合標準準三、結(jié)構(gòu)整體式………小直徑時時用孔板式………中等直徑徑（300以下）更換齒圈式式……大直直徑時用四、材料：：要求耐磨性性和強度一般用40、50、、ZG45等。（見表9-5）§9-4鏈鏈傳動動的運動特特性一、鏈傳動動的運動不不均勻性1.平均傳傳動比平均速度平均傳動比比2.運動不不均勻均作周期性性地變化，，并導致鏈鏈沿鉛垂方方向產(chǎn)生有有規(guī)律的振振動。為改善運動動的不均勻勻性和限制制沖擊，應應選用較小小的p，較較多的z和和限制轉(zhuǎn)速速ω3.瞬瞬時時傳傳動動比比同理理：：對對于于從動動輪輪（瞬瞬時時傳傳動動比比有有波波動動））只有有在在z1=z2(即即dl＝d2)，，且且傳傳動動的的中中心心距距恰恰為為節(jié)節(jié)距距p的的整整數(shù)數(shù)倍倍時時，，傳傳動動比比才才能能在在全全部部嚙嚙合合過過程程中中保保持持不不變變，，即即恒恒為為1。。上述述鏈鏈傳傳動動運運動動不不均均勻勻性性的的特特征征，，是是由由于于圍圍繞繞在在鏈鏈輪輪上上的的鏈鏈條條形形成成了了正正多多邊邊形形這這一一特特點點所所造造成成的的，，故故稱稱為為鏈傳傳動動的的多多邊邊形形效效應應。。二、、鏈鏈傳傳動動的的動動載載荷荷鏈條條前前進進引引起起的的動動載載荷荷從動動鏈鏈輪輪角角加加速速度度引引起起的的動動載載荷荷：：M＝J＝Jd2/dt鏈輪輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速↑↑，，節(jié)節(jié)距距↑↑，，齒齒數(shù)數(shù)↓↓，，動動載載荷荷↑↑。。鏈條條沿沿垂垂直直方方向向的的分分速速度度也也在在作作周周期期性性的的變變化化，，將將使使鏈鏈條條發(fā)發(fā)生生橫橫向向振振動動，，甚甚至至發(fā)發(fā)生生共共振振。。鏈節(jié)節(jié)和和鏈鏈輪輪嚙嚙合合瞬瞬間間的的相相對對速速度度，，也也將將引引起起沖沖擊擊和和動動載載荷荷。。鏈鏈節(jié)節(jié)距距p越越大大，，鏈鏈輪輪的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速越越高高，，則則沖沖擊擊越越強強烈烈。。當§9-5鏈傳傳動動的的受受力力分分析析一、、張張緊緊力力：：鏈傳傳動動在在安安裝裝時時，，應應使使鏈鏈條條受受到到一一定定的的張張緊緊力力，，其其張張緊緊力力是是通通過過使使鏈鏈保保持持適適當當?shù)牡拇勾苟榷人a(chǎn)產(chǎn)生生的的懸懸垂垂拉拉力力來來獲獲得得的的。。鏈傳傳動動張張緊緊的的目目的的主主要要是是使使松松邊邊不不致致過過松松，，以以免免影影響響鏈鏈條條正正常常退退出出嚙嚙合合和和產(chǎn)產(chǎn)生生振振動動、、跳跳齒齒或或脫脫鏈鏈現(xiàn)現(xiàn)象象，，因因而而所所需需的的張張緊緊力力比比起起帶帶傳傳動動來來要要小小得得多多。。二、、拉拉力力：：緊邊邊：：F1=Fe+Fc+Ff有效效圓圓周周力力Fe離心心力力引引起起的的拉拉力力Fc鏈條條松松邊邊垂垂度度引引起起的的懸懸垂垂拉拉力力Ff松邊邊：：F2=FC+Ff壓軸軸力力：：懸垂垂拉拉力力Ff的大大小小與與鏈鏈條條的的松松邊邊垂垂度度及及傳傳動動的的布布置置方方式式有有關(guān)關(guān)。。Ff’與Ff”選用用大大者者，，Kf垂度度系系數(shù)數(shù)見見圖圖9－－9KFp—壓壓軸軸力力系系數(shù)數(shù)對于于水水平平傳傳動動KFp＝1.15；；對于于垂垂直直傳傳動動KFp＝1.05§9-6滾子子鏈鏈傳傳動動的的設(shè)設(shè)計計計計算算一、、鏈鏈傳傳動動的的失失效效形形式式1．．鏈鏈的的疲疲勞勞破破壞壞良好好的的潤潤滑滑，，等等速速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，，變變應應力力工工作作，，循循環(huán)環(huán)次次數(shù)數(shù)鏈板板－－－－－－－－疲疲勞勞斷斷裂裂；；套筒筒、、滾滾子子－－－－－－－－疲疲勞勞點點蝕蝕(多多邊邊形形效效應應引引起起的的沖沖擊擊疲疲勞勞)。。2．．鏈鏈條條鉸鉸鏈鏈的的磨磨損損磨損損使使鏈鏈條條總總長長伸伸長長，，從從而而使使鏈鏈的的松松邊邊垂垂度度變變化化，，增增大大動動載載荷荷，，發(fā)發(fā)生生振振動動，，引引起起跳跳齒齒，，加加大大噪噪聲聲以以及及其其它它破破壞壞，，是是潤潤滑滑不不良良開開式式傳傳動動的的主主要要失失效效形形式式。。如如：：銷銷軸軸因因磨磨損損削削弱弱而而斷斷裂裂。。3．．鏈鏈條條鉸鉸鏈鏈的的膠膠合合高速速時時，，沖沖擊擊能能量量增增大大，，銷銷軸軸和和套套筒筒間間潤潤滑滑油油膜膜被被破破壞壞，，溫溫度度上上升升，，金金屬屬直直接接接接觸觸，，從從而而導導致致膠膠合合（（咬咬焊焊））。。（（膠膠合合限限制制了了鏈鏈傳傳動動的的極極限限轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速。。））4．鏈條條靜力拉拉斷5.過載載拉斷和和沖擊斷斷裂二、滾子子鏈傳動動的額定定功率1.極限限功率曲曲線圖9－10為實實驗條件件下單排排鏈的極極限功率率曲線在潤滑良良好、中中等速度度的鏈傳傳動中，，鏈傳動動的承載載能力主主要取決決于鏈板板的疲勞勞強度；；隨著轉(zhuǎn)速速增高，，鏈傳動動的多邊邊形效應應增大，，傳動能能力主要要取決于于滾子和和套筒的的沖擊疲疲勞強度度，轉(zhuǎn)速速越高，，傳動能能力就越越低，并并會出現(xiàn)現(xiàn)鉸鏈膠膠合現(xiàn)象象，使鏈鏈條迅速速失效。。圖9－11為A系列滾滾子鏈的的額定功功率曲線線圖，其其標準實實驗條件件為：1)兩鏈鏈輪安裝裝在水平平軸上，，兩鏈輪輪共面；；2)小鏈鏈輪齒數(shù)數(shù)zl＝25；；3)鏈長長Lp＝＝120節(jié)；4)載荷荷平穩(wěn)；；5)按推推薦的方方式潤滑滑(圖9-14)；6)能連連續(xù)15000h滿負負荷運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)；7)鏈條因磨磨損引起起的相對對伸長量量不超過過3％。2.額額定功率率曲線三、鏈傳傳動的參參數(shù)選擇擇1.鏈輪輪齒數(shù)z1、z2當節(jié)距p一定時時，齒高高就一定定，也就就是說允允許的節(jié)節(jié)圓外移移量d就一定定，齒數(shù)數(shù)越多，，允許不不發(fā)生脫脫鏈的節(jié)節(jié)距增長長量p就越小小，鏈的的使用壽壽命就越越短。為為此，通常限定定最大齒齒數(shù)zmax≤150，一般般z<114。。鏈節(jié)數(shù)常常是偶數(shù)數(shù)，鏈輪輪齒數(shù)－－－鏈節(jié)節(jié)數(shù)（互互為質(zhì)數(shù)數(shù)的奇數(shù)數(shù)），磨磨損均勻勻。鏈輪齒數(shù)數(shù)優(yōu)先選選用以下下數(shù)列：：17、、19、、21、、23、、25、、38、、57、、76、、95、、114。但如zl選得太大大時，因z2=iz1，大鏈輪輪齒數(shù)z2將更大，，易發(fā)生生因鏈條條節(jié)距的的伸長而而發(fā)生跳跳齒和脫脫鏈現(xiàn)象象，同樣樣會縮短短鏈條的的使用壽壽命。銷軸和套套筒磨損損后，鏈鏈節(jié)距的的增長量量p和節(jié)圓圓由分度度圓的外外移量d有如下下關(guān)系：：2.傳動動比i一般鏈傳傳動的傳傳動比i≤6，，常取i＝2～～3.5,鏈條在在小鏈輪輪上的包包角≥12003.鏈鏈傳動的的中心距距和鏈節(jié)節(jié)數(shù)中心距過過小，鏈鏈速不變變時，單單位時間間內(nèi)鏈條條繞轉(zhuǎn)次次數(shù)增多多，鏈條條曲伸次次數(shù)和應應力循環(huán)環(huán)次數(shù)增增多，因因而加劇劇了鏈的的磨損和和疲勞。。同時，，由于中中心距小小，鏈條條在小鏈鏈輪上的的包角變變小，在在包角范范圍內(nèi)，，每個輪輪齒所受受的載荷荷增大，，且易出出現(xiàn)跳齒齒和脫鏈鏈現(xiàn)象；；中心距太太大，會會引起從從動邊垂垂度過大大，傳動動時造成成松邊顫顫動。一般可取取a0=(30-50)pa0max=80p4.鏈鏈的節(jié)距距和排數(shù)數(shù)一般選用用原則：：鏈的節(jié)距距p的大大小，反反映了鏈鏈條和鏈鏈輪齒各各部分尺尺寸的大大小。在在一定條條件下，，鏈的節(jié)節(jié)距越大大，承載載能力就就越高，，但傳動動的多邊邊形效應應也要增增大，于于是振動動、沖擊擊、噪聲聲也越嚴嚴重。為使傳動動結(jié)構(gòu)緊緊湊，壽壽命長，，應盡量量選取較較小節(jié)距距的單排排鏈。速速度高、、功率大大時，則則選用小小節(jié)距的的多排鏈鏈。從經(jīng)濟上上考慮，，中心距距小、傳傳動比大大時，選選小節(jié)距距多排鏈鏈；中心心距大、、傳動比比小時，，選大節(jié)節(jié)距單排排鏈。四、滾子子鏈傳動動的設(shè)計計計算原始數(shù)據(jù)據(jù)：傳動的的功率P；小鏈輪和和大鏈輪輪的轉(zhuǎn)速速n1、n2（或傳動比比i)；原動機種種類；載荷性質(zhì)質(zhì)以及傳傳動用途途等。設(shè)計內(nèi)容容：確定鏈條條型號；；鏈節(jié)數(shù)數(shù)Lp和和排數(shù)，，鏈輪齒齒數(shù)zl、z2；鏈輪結(jié)結(jié)構(gòu)、材材料、幾幾何尺寸寸；中心心距a；；壓軸力力Fp；；潤滑方方式；張張緊裝置置。設(shè)計步驟驟和方法法：1．選擇擇鏈輪齒齒數(shù)zl、z2和傳動比比iz不能太太小，如如太小會會導致下下列情況況：1)傳動動的不均均勻性和和動載荷荷增大；；2)鏈條條進入和和退出嚙嚙合時，，鏈節(jié)間間的相對對轉(zhuǎn)角增增大，使使鉸鏈的的磨損加加??；3)鏈傳傳遞的圓圓周力增增大，從從而加速速了鏈條條和鏈輪輪的損壞壞。注意：通通常限制制鏈傳動動比i≤≤6，推推薦的傳傳動比i=2-3.5。當v<2m/s且載荷荷平穩(wěn)時時，i可可達10。傳動比過過大時，，由于鏈鏈條在小小鏈輪上上的包角角過小（（包角≥≥1200），將減減少嚙合合齒數(shù)，，因而易易出現(xiàn)跳跳齒或加加速輪齒齒的磨損損，故可可采用二二級或二二級以上上傳動。。2．計算算當量的的單排鏈鏈的計算算功率PcaKA--工作作情況系系數(shù)見表表9－6Kz—主動鏈鏈齒數(shù)系系數(shù)圖圖9-13KP---多多排鏈系系數(shù)P---傳遞的的功率，，kW3確定定鏈條型型號和節(jié)節(jié)距p型號---查圖圖9-11鏈節(jié)距p---表9-14計算鏈節(jié)節(jié)數(shù)和中中心距鏈條長度度以鏈節(jié)節(jié)數(shù)Lp(節(jié)距距p的倍倍數(shù))來來表示。為保證鏈鏈松邊有有一個合合適的安安裝垂度度f=(0.01~0.02)a，，實際中中心距a’應較理論論中心距距小一些些。a’=a-aa=(0.002-0.004)a5.計算算鏈速v,確確定潤潤滑方式式查圖9-14選選擇潤滑滑方式。