鏈傳動的設(shè)計教學(xué)教材

1、鏈傳動的設(shè)計11.1.2 11.1.2 鏈的分類鏈的分類按照工作性質(zhì)的不同：傳動鏈、起重鏈、曳引鏈。最常用的是傳動鏈。傳動鏈主要用來傳遞動力，通常都在中等速度( 20 m/s)以下工作。起重鏈主要用在起重機械中提升重物，其工作速度不大于0.25m/s。曳引鏈主要用在運輸機械中移動重物，其工作速度不大于2 m/s4 m/s。傳動鏈主要分為：套筒鏈、套筒滾子鏈(簡稱滾子鏈)、齒形鏈和成型鏈。圖 11.3 滾子鏈結(jié)構(gòu) 圖11.4 雙排鏈結(jié)構(gòu) 滾子鏈的鏈板一般做成8字形，以使它的各個橫截面具有接近相等的抗拉強度，同時也減少了鏈的重量和運動時的慣性力。 節(jié)距P是鏈的基本特性參數(shù)。滾子鏈的節(jié)距是指鏈在拉直

2、情況下，相鄰滾子外圓中心之間的距離。 套筒和銷軸間的接觸面積稱為鉸鏈承壓面，它的投影面積 A為 當(dāng)傳遞大功率時，可以用雙排鏈或多排鏈。把一根以上的單列鏈并列、用長銷軸聯(lián)接起來的鏈稱為多排鏈。 多排鏈的排數(shù)一般不超過34排，因為排數(shù)的增加會導(dǎo)致各排受力不均增加。 當(dāng)載荷大而要求排數(shù)多時，可采用兩根或兩根以上的雙排鏈或三排鏈。2bdAz 鏈的節(jié)數(shù)根據(jù)實際需要而定，通過鏈接頭鏈接。 當(dāng)一根鏈的鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時采用連接鏈節(jié)； 當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則必須加一個過渡鏈節(jié)。 過渡鏈節(jié)的鏈板受有附加彎矩，最好不用，但在重載、沖擊、反向等繁重條件下工作時，采用全部由過渡鏈節(jié)構(gòu)成的鏈，柔性較好，能減輕沖擊和振動。 滾

3、子鏈的標(biāo)記為：鏈號 排數(shù) 整鏈鏈節(jié)數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)編號 11.2.2 11.2.2 齒形鏈齒形鏈齒形鏈又稱無聲鏈，它是由一組帶有兩個齒的鏈板左右交錯并列鉸接而成；鏈齒外側(cè)是直邊，工作時鏈齒外側(cè)邊與鏈輪輪齒相嚙合實現(xiàn)傳動，其嚙合的齒楔角有60 ? e ? e ? e ? e ? e ? e ? e 和70兩種，前者用于節(jié)距p9.525mm，后者用于p40HRC；高速、重載、連續(xù)工作的傳動，采用低碳鋼、低碳合金鋼表面滲碳淬火(如用15、20Cr、12CrNi3等鋼淬硬至55HRC-60HRC)或中碳鋼、中碳合金鋼表面淬火(如用45、40Cr、45Mn、35SiMn、35CrMo等鋼淬硬到40HRC50HR

4、C)。載荷平穩(wěn)、速度較低、齒數(shù)較多時，也允許采用 的鑄鐵制造鏈輪。由于小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，因此對材料的要求也比大鏈輪高。當(dāng)大鏈輪用鑄鐵制造時，小鏈輪通常都用鋼。200BMPa11.4 11.4 鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性112260 100060 1000z pnz pn1221nzinz11cosR1min11cos2R11sinR 22cosvR1221coscosRiR 鏈的水平方向的加速度 鏈的垂直方向分速度 相對嚙合沖擊動能 若鏈條松弛，在起動、制動、反轉(zhuǎn)、載荷變化等情況下，將產(chǎn)生慣性沖擊，使鏈傳動產(chǎn)生很大的動載荷。 21111sinsinddaRRdtdt 20221

5、1max1111180sinsin222paRR 21111coscostdvdaRRdtdt32kqp nEC11.5 11.5 鏈傳動的受力分析鏈傳動的受力分析 工作拉力 ： 離心拉力 ： 垂度拉力 ： 緊邊總拉力： 松邊總拉力： 軸上的載荷： 11000PF1FcF2cFqfF1248ffqgaaqgaFk qgaffa1cfFFFFcfFFF 12QfFFF11.2QAFK F11.6 11.6 滾子鏈傳動的失效形式及計算方法滾子鏈傳動的失效形式及計算方法鏈傳動的失效形式有：鏈傳動的失效形式有： (1) 鉸鏈元件由于疲勞強度不足而破壞。 (2) 因鉸鏈銷軸磨損使鏈節(jié)距過度伸長（在標(biāo)準(zhǔn)試

6、驗條件下允許伸長率為3%），從而破壞正確嚙合和造成脫鏈現(xiàn)象； (3) 潤滑不當(dāng)或轉(zhuǎn)速過高時，銷軸和套筒的摩擦表面易發(fā)生膠合破壞； (4) 經(jīng)常起動、反轉(zhuǎn)、制動的鏈傳動，由于過載造成沖擊破斷； (5) 低速重載的鏈傳動，鉸鏈元件發(fā)生靜強度破壞； (6) 鏈輪輪齒磨損。額定功率曲線額定功率曲線 額定功率確定方法額定功率確定方法對于的低速鏈傳動，鏈的主 要失效形式是過載拉斷，應(yīng) 進行靜強度校核。靜強度安 全系數(shù)應(yīng)滿足下列要求0AczpK PPPk k119z 100pL 試驗條件：試驗條件：兩鏈輪安裝在同一個水平面上，單列鏈水平布置、載荷平穩(wěn)、工作環(huán)境正常、按推薦的潤滑方式潤滑、使用壽命15000h

7、；鏈因磨損而引起鏈節(jié)距的相對伸長量。14 8pQAzfz FSK FFF11.7 11.7 滾子鏈傳動的設(shè)計步驟和主要參數(shù)的確定滾子鏈傳動的設(shè)計步驟和主要參數(shù)的確定設(shè)計滾子鏈時的原始數(shù)據(jù)為：傳動的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速（或傳動比）、原動機種類、載荷性質(zhì)以及傳動用途等。 設(shè)計步驟 ： 1選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2 小鏈輪齒數(shù)對鏈傳動的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少。過少時將：1)增加傳動的不均勻性和動載荷；2)增加鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角，從而增大功率消耗；3)增加鉸鏈承壓面間的壓強（因齒數(shù)少時，鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將增加），從而加速鉸鏈磨損等；4)增加鏈傳動的圓周力，從而加速

8、了鏈條和鏈輪的損壞。由于鏈節(jié)數(shù)應(yīng)選用偶數(shù)，所以鏈輪齒數(shù)最好選質(zhì)數(shù)或不能整除鏈節(jié)數(shù)的數(shù)。并優(yōu)先選取17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。 0.6 3115 17z 38121z 8123 25z ()()ddpp zdpz 2 2 確定傳動比確定傳動比i i 鏈傳動的傳動比一般 ，推薦 ，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允許到10（個別情況可到15）。如傳動比過大，則鏈包在小鏈輪上的包角過小，嚙合的齒數(shù)太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現(xiàn)跳齒，破壞正常嚙合，通常包角最好不小于 ，傳動比在3左右。 3 3確定計算功率確定計算功率 4 4確定鏈節(jié)距：確定鏈節(jié)距：在承載能力足夠條件

9、下，應(yīng)選取較小節(jié)距的單排鏈，高速重載時，可選用小節(jié)距的多排鏈。一般，載荷大、中心距小、傳動比大時，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動比小時選大節(jié)距單排鏈。 5 5確定中心距和鏈長確定中心距和鏈長8i 2 3.5i 01200AczpK PPPk k(30 50)apmax80ap44iimin1min10.210.331azipazip21221222PzzzzapLpa 6 6鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速鏈速的提高受到動載荷的限制，所以一般最好不超過12 m/s。如果鏈和鏈輪的制造質(zhì)量很高，鏈節(jié)距較小，鏈輪齒數(shù)較多，安裝精度很高，以及采用合金鋼制造的鏈，則鏈速也允許超過2

10、0m/s30m/s。鏈輪的最佳轉(zhuǎn)速和極限轉(zhuǎn)速。 7 7計算鏈傳動作用在軸上的力計算鏈傳動作用在軸上的力F FQ Q11.2QAFK F11.811.8齒型鏈傳動設(shè)計齒型鏈傳動設(shè)計齒形鏈的基本參數(shù)確定方法為：鏈輪齒數(shù)，通常，且宜取奇數(shù)齒；傳動比 ，通常取 ，推薦 ；齒型鏈節(jié)距、鏈寬和適用小鏈輪轉(zhuǎn)速范圍；max10i7i 23.5i ACzK PPk0CPbP圖 11.19 齒型鏈傳動額定功率曲線(b=1mm、z1=21、平穩(wěn)載荷)11.911.9鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈傳動的合理布置鏈傳動的合理布置兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一垂直平面內(nèi);兩鏈輪中心連線最好是水平的，或與水平

11、面成 以下的傾斜角，盡量避免垂直傳動。屬于下列情況時，緊邊最好布置在傳動的上面： 1)中心距 和 的水平傳動； 2)傾斜角相當(dāng)大的傳動； 3)中心距 、傳動比 和鏈輪齒數(shù) 的水平傳動。 04560ap1.5i 125z 30ap2i 圖11.20 傳動鏈的布置鏈傳動的張緊方法鏈傳動的張緊方法鏈傳動張緊的目的，主要是為了避免由于鏈條垂度過大產(chǎn)生嚙合不良和鏈條振動現(xiàn)象，同時也為了增加鏈條的包角。張緊力并不決定鏈的工作能力，而只是決定垂度的大小。當(dāng)兩輪中心連線傾角大于60時，一般都要設(shè)置張緊裝置。最常見的張緊方法是移動鏈輪以增大兩輪的中心距。但如中心距不可調(diào)時，也可以采用張緊輪傳動。張緊輪應(yīng)裝在靠近

12、主動鏈輪的松邊上。不論是帶齒的還是不帶齒的張緊輪，其分度圓直徑最好與小鏈輪的分度圓直徑相近。不帶齒的張緊輪可以用夾布膠木制成，寬度應(yīng)比鏈約寬5mm。此外還可用壓板或托板張緊。對于中心距大的鏈傳動，用托板控制垂度更為合理。 鏈傳動的潤滑、護罩或鏈條箱鏈傳動的潤滑、護罩或鏈條箱 人工定期潤滑；滴油潤滑；油浴或飛濺潤滑；壓力噴油潤滑圖11.22 建議使用的潤滑油方法復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題1、鏈傳動和帶傳動相比有什么優(yōu)缺點？應(yīng)用范圍如何？2、傳動鏈有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？各有何特點？3、鏈傳動的傳動比及圓周速度不均勻性是怎樣產(chǎn)生的？變化過程如何？4、鏈傳動中產(chǎn)生動載荷的原因有哪些？如何對其進行分析？5、鏈傳動中的主要作用力有哪幾種？各如何計算？作用于軸上的力如何計算？6、鏈傳動的失效形式有哪些？極限功率曲線如何獲得？7、在設(shè)計鏈傳動時，傳動比、鏈輪齒數(shù)、鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速、鏈節(jié)距、鏈長度和中心距等參數(shù)如何選定？8、如何對鏈傳動進行合理布置及張緊？9