14鏈傳動機械設(shè)計

第14章鏈傳動第14章鏈傳動（chaintransmission）一、概述1.組成主動輪（drivepulley）從動輪（drivenpulley）鏈條（chain）2.鏈傳動的工作原理依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。主動邊在上，從動邊在下。二、鏈傳動的特點和應(yīng)用1、優(yōu)點2）η高3）結(jié)構(gòu)緊湊（相對于帶傳動）4）壓軸力小（嚙合傳動——張緊力小）。5）可在高溫、潮濕等惡劣環(huán)境下工作。1)平均傳動比準(zhǔn)確6）適于遠(yuǎn)距離傳動。7）成本低（制造、安裝精度↓）。2、缺點1）只能用于平行軸的傳動，瞬時鏈速不

恒定；2）傳動的平穩(wěn)性差，有噪音。

鏈傳動主要用在轉(zhuǎn)速不高，兩軸中心距較大，要求平均傳動比準(zhǔn)確的場合。三、應(yīng)用一般：P＜100kW，v＜15m/s，i＜8不宜用于載荷變化大和急促反向的傳動。∴廣泛應(yīng)用在自行車、摩托車挖掘機（惡劣工作條件）其它低速重載場合

廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、石油、化工

等行業(yè)中。四、鏈的種類傳動鏈——

一般機械傳動起重鏈——

提升重物輸送鏈——

移動重物，（1）起重鏈——起重機械中吊起重物，v≤0.25m/s（2）輸送鏈——運輸機械中移動重物，v=2～4m/s滾筒式輸送鏈板式輸送鏈鏈?zhǔn)捷斔玩湥?）傳動鏈——傳遞動力,v≤20m/s滾子鏈齒形鏈1、套筒滾子鏈

結(jié)構(gòu)：自由滾動，減小摩擦，磨損內(nèi)、外鏈板呈“8”字形：?

等強度，↓慣性力內(nèi)鏈節(jié)外鏈節(jié)形成鉸鏈滾子鏈的接頭形式開口銷聯(lián)接，用于大節(jié)距鏈條彈簧卡片聯(lián)接，用于小節(jié)距鏈條

接頭形式：過渡鏈節(jié)：產(chǎn)生附加彎矩,承載↓,FQ=0.8FQ∴避免采用奇數(shù)鏈節(jié)。偶數(shù)節(jié)：奇數(shù)節(jié)：↓沖擊和振動

主要參數(shù)：1）鏈節(jié)距p——基本參數(shù)p↑——尺寸↑p=鏈號×25.4/16（mm）2）鏈節(jié)數(shù)Lp整數(shù)，一般為偶數(shù)。3）排數(shù)zp單排鏈排數(shù)↑—承載↑但：排數(shù)↑↑—承載不均，∴zp≯3-4多排鏈

標(biāo)準(zhǔn)化滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化：GB1243.1—83×鏈號排數(shù)鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號例：08A—1×88GB2431—83A系列、節(jié)距p=12.7mm，單排，88節(jié)2、齒形鏈承受沖擊能力比滾子鏈好，噪音低，平穩(wěn)——“無聲鏈”帶外導(dǎo)板帶內(nèi)導(dǎo)板滾子鏈的規(guī)格和主要參數(shù)用于重載、高速、重要傳動用于一般傳動2.齒形鏈

組成：一組帶有兩個齒的鏈齒板鉸接而成齒形鏈上有導(dǎo)板，防止鏈條工作時側(cè)向竄動鏈輪輪齒需開導(dǎo)向槽，定位精確、導(dǎo)向性好、工作可靠，用于高速、重載傳動內(nèi)導(dǎo)板式不開導(dǎo)向槽，結(jié)構(gòu)簡單，導(dǎo)向性差，外導(dǎo)板與銷軸鉚合處易松脫外導(dǎo)板式齒形鏈的優(yōu)點：傳動平穩(wěn)，噪聲小，承受沖擊性能好，效率高，工作可靠；缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于制造，價格高。應(yīng)用：用于工作條件較為嚴(yán)酷（高速、大傳動比、小中心矩等）的場合。鏈輪寬度較小的，采用外導(dǎo)板齒形鏈；鏈輪寬度大于25~30mm的，采用內(nèi)導(dǎo)板齒形鏈。3.選擇1.鏈輪的主要尺寸和基本參數(shù)

鏈輪的基本參數(shù)是配用鏈條的節(jié)距p、套筒最大外徑d1、排距pt、齒數(shù)z三、滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料鏈輪主要尺寸按公式計算（公式14.2~14.6）分度圓d齒頂圓da齒根圓df齒側(cè)凸緣直徑dg鏈輪轂孔直徑dk2.鏈輪齒形GB/T1243-1997沒有規(guī)定具體的鏈輪齒形，僅僅規(guī)定了最大和最小齒槽形狀及其極限參數(shù)。

較流行的齒形是三圓?。╝a、ab、cd）一直線（bc）齒形。鏈輪的軸向齒廓及尺寸（查表）3.鏈輪的結(jié)構(gòu)整體式孔板式輪芯式輪輻式4.鏈輪的材料材料的基本要求：具有足夠的耐磨性、耐沖擊和強度。

一般：45#調(diào)質(zhì)重要：45、40Cr齒面淬火沖擊：一般：15、20滲碳淬火重要：15Cr、20Cr滲碳淬火一般小鏈輪材料好于大鏈輪。整條鏈：撓性體單個鏈節(jié)：剛性體∵鏈輪轉(zhuǎn)一周，鏈條轉(zhuǎn)過長度為z×ｐ∴平均鏈速：

平均傳動比：一、鏈傳動的運動不均勻性

9-4、鏈傳動的工況分析實際上：ω1=常數(shù)時，ω2、鏈速v是變化的。假設(shè)：緊邊在傳動時總是處于水平位置。—

水平分速度,即鏈速,使鏈條前進(jìn),傳遞功率。—

垂直分速度,使鏈條上下移動,消耗功率。主動輪：在某一時刻，小輪的圓周速度為。由：可見時，——

鏈節(jié)距對應(yīng)的中心角，兩個特殊位置：時：時：如圖：、均作周期性變化每轉(zhuǎn)一個鏈節(jié)為周期

鏈速x

——

“忽快忽慢”——

“忽上忽下”不平穩(wěn)、有規(guī)律振動?！?/p>

↑—

運動不均勻性↑豎直方向分速度從動輪：∵Vx、γ變化∴ω2變化后果：1、i瞬時變化；

2、鏈速不均勻。緊邊長度為鏈節(jié)距的整數(shù)倍i瞬時=1z1=z2使

i瞬時=C的條件：

鏈速是周期性變化的，鏈節(jié)距越大，齒數(shù)越少，

鏈速的變化就越大。當(dāng)主動鏈輪勻速轉(zhuǎn)動時，從動鏈輪的角速度以及

鏈傳動的瞬時傳動比都是周期性變化的。鏈傳動的不均勻性稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。

只有z1＝z2，且鏈的緊邊長恰為鏈節(jié)距的整數(shù)倍

時，瞬時i才恒定。小結(jié)：二、鏈傳動的動載荷主要原因有四點：1、由于v、ω2周期性變化

附加動載荷鏈的加速度：時：p↑z1↓a↑

動載荷↑可見：n1↑—ω1↑

2、鏈條的垂直分速度周期性變化（大小、方向）鏈條上下振動。3、鏈條進(jìn)入鏈輪瞬間，產(chǎn)生沖擊附加動載荷?？梢姡簈↑p↑n↑—↑Ek為↓Ek→↓p，n＜nlim。常數(shù)沖擊動能：4、由于鏈張緊不好、鏈條松弛——在起動、制動、載荷變化等情況下

慣性沖擊∴

鏈傳動的運動不均勻性和動載荷是鏈傳動的固有特性。降低動載荷的措施：

(1)n1<nlim;(2)鏈傳動盡量放在低速級；

(3)選用小p，多z的鏈傳動。思考：鏈傳動為什么布置在低速級?帶傳動應(yīng)布置在多級傳動的高速級還是低速級？為什么？**鏈的節(jié)距越大，多邊形效應(yīng)越嚴(yán)重**鏈輪轉(zhuǎn)速越高，多邊形效應(yīng)越嚴(yán)重三、受力分析（一）緊邊拉力1、工作拉力（有效拉力）F1P——kWv——m/s2、離心力Fcq——kg/m3、垂度拉力Ff——布置方式、垂度大小Kf

——垂度系數(shù)(P287)（二）松邊拉力（三）壓軸力（∵Ff較?。‵c對FQ無影響）工況系數(shù)（P287）注意：1）鏈傳動緊邊布置與帶傳動相反。2）張緊力：帶傳動張緊力決定傳動工作能力；鏈傳動張緊力不決定工作能力，防止脫鏈、跳齒3）因張緊力小，壓軸力比帶傳動小。控制松邊垂度而是9.5、滾子鏈傳動的設(shè)計計算1.失效形式1、鏈的疲勞破環(huán)（∵交變應(yīng)力下工作）2、鉸鏈磨損→p↑—

脫鏈3、膠合：銷軸與套筒（高速或潤滑不良）靜拉疲勞5、沖擊破壞：起動、制動、反轉(zhuǎn)6、鏈輪輪齒磨損4、靜力拉斷：下，過載拉斷2.極限功率潤滑良好、中低速度的鏈傳動，承載能力主要取決于鏈板的疲勞強度；較高轉(zhuǎn)速下，多邊形效應(yīng)增大，傳動能力主要取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強度；很高轉(zhuǎn)速下，傳動能力主要取決于銷軸和套筒的膠合。1.由鏈板疲勞強度限定；2.由滾子、套筒沖擊疲勞強度限定；3.由銷軸、套筒的膠合限定。

為了傳動的可靠性，用額定功率來限制實際工作能力。圖14.17是典型額定功率P0曲線（P289）3.額定功率額定功率曲線的標(biāo)準(zhǔn)實驗條件：兩鏈輪安裝在水平軸上，兩鏈輪共面；小鏈輪齒數(shù)z1=25；鏈長LP＝120節(jié)的單排滾子鏈；傳動比i=3；載荷平穩(wěn)；合適的潤滑；能連續(xù)15000h滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)；工作環(huán)境溫度-5o~

+70o。不符合實驗條件時調(diào)整功率需要考慮的因素：工況；主動鏈輪齒數(shù)；鏈傳動的排數(shù)。實際使用：修正計算功率：式中：kz——小鏈輪齒數(shù)系數(shù)；（表14.2）Kp——多排鏈排數(shù)系數(shù)；（表14.3）KA——工況系數(shù)（P287）;

P—名義傳動功率。四、主要參數(shù)的選擇1、傳動比ia一定時，i↑—

α↓—

同時嚙合齒數(shù)少—

磨損↑—

跳齒∴，通常：包角α1≥120°,i=2~3.52、鏈輪齒數(shù)1）不宜過少z↓—↑運動不均勻性、↑動載荷—↑垂直分速度，↑功率消耗z↓，同時嚙合齒數(shù)↓，磨損↑z↓，鏈節(jié)間相對轉(zhuǎn)角↑，↑功率消耗∴限制zmin2）不宜過多z1↑→z2↑→d+Δd↑→跳齒、脫鏈↑→壽命↓由于：磨損后：p→p+Δp即：當(dāng)Δp相同時：z↑—Δd↑—

鏈節(jié)外移(爬齒)↑—

脫鏈可能性↑∴zmax=120問：自行車鏈傳動，磨損后脫鏈從哪輪開始？前輪：z多3、鏈速、鏈輪極限轉(zhuǎn)速v↑—

動載荷↑∴v＜12m/s3）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)。

4、鏈節(jié)距pp↑鏈傳動尺寸↑—

承載能力↑運動不均勻性↑、動載↑、振動噪音↑∴盡量采用小節(jié)距鏈條。5、中心距和鏈長v一定：a↓—

連節(jié)數(shù)Lp↓—

屈伸次數(shù)↑—

磨損↑d一定：a↓—α1↓—

同時嚙合齒數(shù)↓—

磨損↑a↑垂度↑—

松邊上下顫動，傳動不平穩(wěn)。∴a=（30~50）pamax=80p重載、a小、i大：小節(jié)距、多排鏈；v小、a大、i?。捍蠊?jié)距、單排鏈；選擇方法：，由P0、n1查圖14.17定型號。一般a↓七、鏈傳動的布置、張緊和潤滑1.鏈傳動的布置（參考圖14.21）i＝2～3，a＝(30～50)p（i與a較佳場合）

兩輪軸線在同一水平面，緊邊在上或在下都可以，但在上好些。i＞2，a＜30p（i大a小場合）兩輪軸線不在同一水平面，松邊應(yīng)在下面，否則松邊下垂量增大后，鏈條易與鏈輪卡死。

i＜1.5，a＞60p（i小a大場合）兩輪軸線在同一水平面，松邊應(yīng)在下面，否則下垂量增大后，松邊會與緊邊相碰，需經(jīng)常調(diào)整中心距。i、a為任意值（垂直傳動場合）為此應(yīng)采用：中心距可調(diào)；設(shè)張緊裝置；

兩輪軸線在同一鉛垂面內(nèi)，下垂量增大，會減小下鏈輪的有效嚙合齒數(shù)，降低傳動能力。上、下兩輪偏置，使兩輪的軸線不在同一鉛垂面內(nèi)。2．鏈傳動的張緊目的：

自動張緊避免鏈條的垂度過大時產(chǎn)生嚙合不良和振動現(xiàn)象；增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。

定期張緊

壓板和托板裝置合理布置和潤滑2

潤滑油推薦采用牌號為：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全損耗系統(tǒng)用油。

對于不便采用潤滑油的場合，允許涂抹潤滑脂，但應(yīng)定期清洗與涂抹。

良好的潤滑可緩和沖擊、減輕磨損、延長鏈條的使用壽命。鏈傳動中銷軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會伸長，這是影響鏈傳動壽命的最主要因素。人工定期潤滑滴油潤滑油浴或飛濺潤滑壓力噴油潤滑潤滑方法：§9.7鏈傳動的潤滑飛濺潤滑人工定期潤滑滴油潤滑油浴潤滑壓力噴油潤滑鏈傳動作業(yè)：1．影響鏈傳動速度不均