第11章鏈傳動(dòng)

1、第十一章第十一章 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)11.111.1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)11.211.2傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)11.311.3鏈輪結(jié)構(gòu)和材料鏈輪結(jié)構(gòu)和材料11.411.4鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性11.511.5鏈傳動(dòng)的受力分析鏈傳動(dòng)的受力分析11.611.6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11.711.7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11.811.8齒形鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒形鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)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11.111.1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)鏈傳動(dòng)是以鏈條為鏈傳動(dòng)是以鏈條為中間撓

2、性件中間撓性件的的嚙合嚙合傳動(dòng)。傳動(dòng)。1 1、優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn) 與帶傳動(dòng)相比：與帶傳動(dòng)相比：1 1）constzznni1221平均2 2） 高高3 3）結(jié)構(gòu)緊湊（）結(jié)構(gòu)緊湊（帶傳動(dòng)要求帶傳動(dòng)要求 1 1120120aa）4 4）壓軸力?。▏Ш蟼鲃?dòng)）壓軸力小（嚙合傳動(dòng)張緊力?。埦o力?。? 5）可在高溫、潮濕等惡劣環(huán)境下工作。）可在高溫、潮濕等惡劣環(huán)境下工作。無彈性滑無彈性滑動(dòng)動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比：與齒輪傳動(dòng)相比：1 1）適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。）適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。2 2）成本低（制造、安裝精度）成本低（制造、安裝精度）。）。2 2、缺點(diǎn)、缺點(diǎn)1 1）只能用于平行軸間的傳動(dòng)，且同向轉(zhuǎn)動(dòng)。）只能用于平行軸間的傳

3、動(dòng)，且同向轉(zhuǎn)動(dòng)。2 2）consti瞬，振動(dòng)、平穩(wěn)性差、噪音大。，振動(dòng)、平穩(wěn)性差、噪音大。3 3）成本比帶傳動(dòng)高。）成本比帶傳動(dòng)高。11.1.111.1.1應(yīng)用應(yīng)用P Pmaxmax5000kW5000kW，v vmaxmax40m/s40m/s，i imaxmax1515，a amaxmax8m8m一般：一般： P P100kW100kW， v v 15m/s15m/s，i i 8 81 1、不宜用于載荷變化大和急促反向的傳動(dòng)。、不宜用于載荷變化大和急促反向的傳動(dòng)。2 2、用于、用于a a較大，要求較大，要求i i平均不變，而不宜采平均不變，而不宜采用齒輪或帶傳動(dòng)場合。用齒輪或帶傳動(dòng)場合。

4、廣泛應(yīng)用在廣泛應(yīng)用在自行車自行車、摩托車摩托車挖掘機(jī)挖掘機(jī)（惡劣工作條件）（惡劣工作條件）其它低速重載場合其它低速重載場合11.1.211.1.2鏈的種類鏈的種類傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈 一般機(jī)械傳動(dòng)，一般機(jī)械傳動(dòng)，v20m/sv20m/s傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈起重鏈起重鏈 提升重物，提升重物，v0.25m/sv0.25m/s起重鏈起重鏈曳引鏈曳引鏈 移動(dòng)重物，移動(dòng)重物，v=24m/sv=24m/s曳引鏈曳引鏈11.211.2傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)一、傳動(dòng)鏈一、傳動(dòng)鏈按結(jié)構(gòu)不同，分為：按結(jié)構(gòu)不同，分為：滾子鏈（套筒滾子鏈）滾子鏈（套筒滾子鏈）、套筒鏈、套筒鏈、齒形鏈、齒形鏈11.2.111.2.1套筒鏈和滾子鏈套

5、筒鏈和滾子鏈 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：自由滾動(dòng)，減小摩擦，磨損自由滾動(dòng)，減小摩擦，磨損phdzb1b2d內(nèi)鏈板外鏈板 銷軸套筒滾子 接頭形式：接頭形式：連接鏈節(jié)：連接鏈節(jié)：偶數(shù)節(jié)：偶數(shù)節(jié)：奇數(shù)節(jié)：奇數(shù)節(jié)：彈簧卡片彈簧卡片沖擊和振動(dòng)沖擊和振動(dòng)開口銷、開口銷、 主要參數(shù)：主要參數(shù)：1 1）基本參數(shù)基本參數(shù)pp尺寸尺寸 p = p = 鏈號(hào)鏈號(hào)25.4/1625.4/16（mmmm）2 2）鏈節(jié)數(shù)）鏈節(jié)數(shù)L Lp p整數(shù)，一般為整數(shù)，一般為。3 3）排數(shù)）排數(shù)z zp p單排鏈單排鏈排數(shù)排數(shù)承載承載但：但：， z zp p3-43-4多排鏈多排鏈 標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化滾子鏈已滾子鏈已：P282 P282 表表14.11

6、4.1GB1243183GB1243183鏈號(hào)鏈號(hào)排數(shù)排數(shù)鏈節(jié)數(shù)鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)例：例： 08A108A187 GB243183 87 GB243183 A A系列、節(jié)距系列、節(jié)距p=12.7mmp=12.7mm，單排，單排，8787節(jié)節(jié)11.2.2 11.2.2 齒形鏈齒形鏈承受沖擊能力比滾子鏈好，噪音低，平穩(wěn)承受沖擊能力比滾子鏈好，噪音低，平穩(wěn)“”帶外導(dǎo)板帶外導(dǎo)板帶內(nèi)導(dǎo)板帶內(nèi)導(dǎo)板 圓銷式圓銷式軸瓦式軸瓦式滾柱式滾柱式鉸鏈形式：鉸鏈形式：11.3 11.3 鏈輪結(jié)構(gòu)和材料鏈輪結(jié)構(gòu)和材料滾子鏈鏈輪滾子鏈鏈輪設(shè)計(jì)時(shí)主要確定結(jié)構(gòu)及尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)主要確定結(jié)構(gòu)及尺寸。常用常用“”?！褒X形按齒形按3

7、RGB1244-3RGB1244-8585規(guī)定制造規(guī)定制造”zpd180sin分度圓直徑：分度圓直徑：圓?。簣A弧：aaaa、abab、cdcd直線：直線：bcbc滾子鏈鏈輪軸面齒形ddfLxdadgdkdg鏈輪結(jié)構(gòu)：鏈輪結(jié)構(gòu)：（輪轂處采用了（輪轂處采用了脹緊聯(lián)結(jié)脹緊聯(lián)結(jié) ）11.3.3 鏈和鏈輪材料（自學(xué)）鏈和鏈輪材料（自學(xué)）11.4 11.4 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性鏈條繞上鏈輪時(shí)，鏈節(jié)與鏈輪輪齒嚙合，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。鏈條與鏈輪分度圓在運(yùn)形成正多邊形一部分。鏈條與鏈輪分度圓在運(yùn)動(dòng)中交替呈現(xiàn)相割和相切。動(dòng)中交替呈現(xiàn)相割和相切。11.4.1 11.

8、4.1 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性 鏈輪轉(zhuǎn)一周，鏈條轉(zhuǎn)過長度為鏈輪轉(zhuǎn)一周，鏈條轉(zhuǎn)過長度為zpzp 平均鏈速：平均鏈速：smpnzpnzv/1000601000602211 平均傳動(dòng)比：平均傳動(dòng)比：constzznni122112實(shí)際上：實(shí)際上：sin11Rv 水平分速度水平分速度, ,即即, ,使使 鏈條前進(jìn)鏈條前進(jìn), , 垂直分速度垂直分速度, ,使鏈條上下使鏈條上下移動(dòng)移動(dòng), ,cos11 Rv主動(dòng)輪主動(dòng)輪：在某一時(shí)刻，銷軸的圓周速度為：在某一時(shí)刻，銷軸的圓周速度為 。11R假設(shè)：緊邊在傳動(dòng)時(shí)總是處于假設(shè)：緊邊在傳動(dòng)時(shí)總是處于水平位置水平位置。由：由：2211可見可見cons

9、t1時(shí)，時(shí)，constv 1 鏈節(jié)距對(duì)應(yīng)的中心角，鏈節(jié)距對(duì)應(yīng)的中心角，111802z兩個(gè)特殊位置：兩個(gè)特殊位置：21時(shí)：時(shí)：111min180coszRv111max180sinzRv0時(shí)：時(shí)：111maxvRv0min v如圖：如圖：vv 、 均作周期性變化均作周期性變化每每為周期為周期v “ “”v “ “”、有規(guī)律振動(dòng)。、有規(guī)律振動(dòng)。1z 21 運(yùn)動(dòng)不均勻性運(yùn)動(dòng)不均勻性：cos22 Rv2222)1802(22zcos22Rv v v、 變化變化 2 2變化變化由由 coscos1122RRvcoscos1221RRi瞬時(shí)：1、i瞬時(shí)變化； 2、鏈速不均勻。鏈速是作周期性變化，給鏈傳動(dòng)帶

10、來了速度的鏈速是作周期性變化，給鏈傳動(dòng)帶來了速度的不均勻性，鏈齒數(shù)越少，鏈速變化越大，傳動(dòng)不均勻性，鏈齒數(shù)越少，鏈速變化越大，傳動(dòng)不均勻性越嚴(yán)重不均勻性越嚴(yán)重11.4.2 11.4.2 鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷主要原因有四點(diǎn)：主要原因有四點(diǎn)：1 1、由于由于v v、 2 2周期性變化周期性變化附加動(dòng)載荷附加動(dòng)載荷鏈的加速度：鏈的加速度：sinsin21111RdtdRdtdva21時(shí)：時(shí)：2180sin2sin2112111211maxpzRRappz z1 1aa動(dòng)載荷動(dòng)載荷可見：可見：n n1 1 1 1 2 2、鏈條的、鏈條的垂直分速度垂直分速度v 周期性變化（大小、方向）周期性變化

11、（大小、方向）鏈條橫向振動(dòng)。鏈條橫向振動(dòng)。3 3、鏈條進(jìn)入鏈輪瞬間，產(chǎn)生沖擊鏈條進(jìn)入鏈輪瞬間，產(chǎn)生沖擊附加動(dòng)載荷。附加動(dòng)載荷。4 4、由于鏈、由于鏈張緊不好張緊不好、鏈條松弛鏈條松弛在起動(dòng)、制動(dòng)、載荷變化等情況下在起動(dòng)、制動(dòng)、載荷變化等情況下慣性沖擊慣性沖擊鏈傳動(dòng)的鏈傳動(dòng)的和和是鏈傳動(dòng)的是鏈傳動(dòng)的降低動(dòng)載荷的措施：降低動(dòng)載荷的措施： (1)(1)n n1 1nnlimlim; ; (2) (2)鏈傳動(dòng)盡量放在鏈傳動(dòng)盡量放在低速級(jí)低速級(jí)； (3)(3)選用小選用小p p，多，多 z z 的鏈傳動(dòng)。的鏈傳動(dòng)。思考：鏈傳動(dòng)為什么布置在低速級(jí)思考：鏈傳動(dòng)為什么布置在低速級(jí)? ?帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)應(yīng)布置在多級(jí)

12、傳動(dòng)的高速級(jí)還是低速級(jí)？為應(yīng)布置在多級(jí)傳動(dòng)的高速級(jí)還是低速級(jí)？為什么？什么？* * *鏈的節(jié)距越大，鏈的節(jié)距越大，多邊形效應(yīng)多邊形效應(yīng)越嚴(yán)重越嚴(yán)重* * *鏈輪轉(zhuǎn)速越高，鏈輪轉(zhuǎn)速越高，多邊形效應(yīng)多邊形效應(yīng)越嚴(yán)重越嚴(yán)重11.5 11.5 受力分析受力分析一、緊邊拉力一、緊邊拉力fcFFFF11 1、工作拉力、工作拉力F F1 1)(10001NvPF P PkW kW v vm/sm/s2 2、離心力、離心力F Fc c)(2NqvFcq qkg/mkg/m3 3、垂度拉力、垂度拉力F Ff f布置方式、允許垂度大小布置方式、允許垂度大小qgakFffk kf f垂度系數(shù)垂度系數(shù)二、松邊拉力二、

13、松邊拉力三、壓軸力三、壓軸力112 . 12FkFFFFFAfQ（ F Ff f 較?。┹^小）（F Fc c對(duì)對(duì)F FQQ無影響）無影響）工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)F=Fc+Ff注意：注意：1 1）鏈傳動(dòng)緊邊布置與帶傳動(dòng)相反。）鏈傳動(dòng)緊邊布置與帶傳動(dòng)相反。2 2）張緊力：帶傳動(dòng)張緊力決定傳動(dòng)工作能力；）張緊力：帶傳動(dòng)張緊力決定傳動(dòng)工作能力； 鏈傳動(dòng)張緊力不決定工作能力，鏈傳動(dòng)張緊力不決定工作能力，防止脫鏈、跳齒防止脫鏈、跳齒3 3）因張緊力小，壓軸力比帶傳動(dòng)小。）因張緊力小，壓軸力比帶傳動(dòng)小?？刂扑蛇叴苟瓤刂扑蛇叴苟榷嵌?1.6 11.6 滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算滾子鏈傳動(dòng)的計(jì)算11.6.1 11.

14、6.1 失效形式失效形式1 1、鏈條元件的、鏈條元件的 （ 交變應(yīng)力下工作）交變應(yīng)力下工作）2 2、鉸鏈、鉸鏈p p 脫鏈脫鏈3 3、：銷軸與套筒（高速或潤滑不良）：銷軸與套筒（高速或潤滑不良）4 4、：起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)：起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)6 6、鏈輪輪齒磨損、鏈輪輪齒磨損5 5、：smv/6 . 0下，過載拉斷下，過載拉斷11.6.2 11.6.2 額定功率曲線額定功率曲線針對(duì)各種失效形式針對(duì)各種失效形式額定功率曲線額定功率曲線疲勞疲勞沖擊沖擊膠合膠合特定條件：特定條件：z z1 1=19=19、L Lp p=100=100、L Lh h=15000h,=15000h,單排單排, ,水平水平,

15、 ,%3pp實(shí)際使用：實(shí)際使用：0PkkPKPpzAc式中：式中： k kz z小鏈輪齒數(shù)系數(shù)小鏈輪齒數(shù)系數(shù),z,z1 11919時(shí)時(shí),k,kz z1 (1 (表表11.2) 11.2) k kp p多排鏈排數(shù)系數(shù)（表多排鏈排數(shù)系數(shù)（表11.311.3）；）；PP名義功率；名義功率；11.6.3 11.6.3 額定功率額定功率P P0 0確定方法確定方法為避免上述失效形式為避免上述失效形式特定條件特定條件下，試驗(yàn)曲線下，試驗(yàn)曲線設(shè)計(jì)時(shí)，由上式求設(shè)計(jì)時(shí)，由上式求P P0 0(=P(=Pc c)由由在圖在圖14.1714.17中中當(dāng)當(dāng)smv/6 . 0時(shí)，低速傳動(dòng)：時(shí)，低速傳動(dòng)： vFvF1 1過

16、載拉斷過載拉斷安全系數(shù)校核安全系數(shù)校核：841fcAQpFFFKFzSz zp p排數(shù)；排數(shù)；F FQQ單排鏈的極限拉伸載荷單排鏈的極限拉伸載荷, ,表表11.111.1 11.7 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 原始數(shù)據(jù)為：傳動(dòng)的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速原始數(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、載荷性質(zhì)以及傳動(dòng)用（或傳動(dòng)比）、原動(dòng)機(jī)種類、載荷性質(zhì)以及傳動(dòng)用途等途等 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 ：1 1）不宜過少）不宜過少z z1 11maxmin180coszvv111max180sinzRv垂直分速度，垂直分速度，z

17、z1 1，鏈節(jié)間相對(duì)轉(zhuǎn)角，鏈節(jié)間相對(duì)轉(zhuǎn)角，功率消耗功率消耗 限制限制z zminminp+ppd+dd2 2）不宜過多）不宜過多由于：由于：zpd180sin磨損后：磨損后：pp+ppp+pzppdd180sin即：即：zpd180sin當(dāng)當(dāng)pp相同時(shí)：相同時(shí)：z d z d 鏈節(jié)外移鏈節(jié)外移( (爬齒爬齒) ) 脫鏈可能性脫鏈可能性 z zmax max = 120= 120問問：自行車鏈傳動(dòng)，磨損自行車鏈傳動(dòng)，磨損后脫鏈從哪輪開始？后脫鏈從哪輪開始？前前輪：輪：z z多多a a一定時(shí)，一定時(shí)，i i 同時(shí)嚙合齒數(shù)少同時(shí)嚙合齒數(shù)少 磨損磨損 跳齒跳齒821nni，通常：，通常： 1 1120

18、120，i = 23.5i = 23.5 3 3、確定計(jì)算功率、確定計(jì)算功率根據(jù)公式根據(jù)公式11.2011.20進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算出來的功率值進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算出來的功率值即可從圖即可從圖11.1611.16中確定鏈的型號(hào)。中確定鏈的型號(hào)。pp鏈傳動(dòng)尺寸鏈傳動(dòng)尺寸 承載能力承載能力運(yùn)動(dòng)不均勻性運(yùn)動(dòng)不均勻性、動(dòng)載、動(dòng)載、振動(dòng)噪音、振動(dòng)噪音重載、重載、a a小、小、i i大：小節(jié)距、多排鏈；大：小節(jié)距、多排鏈；v v小、小、a a大、大、i i小：大節(jié)距、單排鏈；?。捍蠊?jié)距、單排鏈；選擇方法：選擇方法：pzAkkPKP 0，由，由查圖查圖11.1711.17定型號(hào)定型號(hào) p p。一般一般v v一定

19、：一定：a La Lp p 屈伸次數(shù)屈伸次數(shù) d d一定：一定：aa1 1 同時(shí)嚙合齒數(shù)同時(shí)嚙合齒數(shù) a a 松邊上下顫動(dòng)，松邊上下顫動(dòng)， a = a =（30503050）p ap amaxmax = 80p = 80paa v v12m/s12m/sn nopt opt P Pmaxmax，n nlimlim 右側(cè)豎線（圖右側(cè)豎線（圖11.1711.17）。）。 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FQFQ 根據(jù)公式根據(jù)公式11.1911.19進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。3 3、。2 2、兩輪中心線最好水平，或與水平面、兩輪中心線最好水平，或與水平面4545夾夾角，盡量角，盡量 . .11.9 11.9 鏈傳動(dòng)的張緊與布置鏈傳動(dòng)的張緊與布置11.9.111.9.1合理布置合理布置1 1、回轉(zhuǎn)面應(yīng)在回轉(zhuǎn)面應(yīng)在內(nèi)內(nèi), ,否則易使鏈否則易使鏈條脫落和產(chǎn)生不正常的磨損條脫落和產(chǎn)生不正常的磨損 ; ;11.9.2 張緊方法張緊方法張緊目的：張緊目的：，決定，決定方法：方法