機械設計鏈傳動

第9章鏈傳§9-1傳動的特點及應§9-2傳動的結構特§9-3滾子鏈鏈輪的結構和材§9-4鏈傳動的工作情況§9-5滾子鏈傳動的設計計§9-6鏈傳動的布置、張緊、潤滑與防§9-1鏈傳動的特點及應一、鏈傳動的組 節(jié)的嚙合來傳遞二、鏈傳動的特點 需要的張緊力小，壓軸力小結構尺寸緊湊能適應較惡劣環(huán)境如油污多塵和高溫等場合缺點只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動磨損后易跳齒工作時有噪聲三、鏈傳動的應 一般P＜100kWv15m/s，i廣泛應

自行車、摩托挖掘機（惡劣工作條件其它低速重載場四、鏈的類 按用途不同，鏈可分為鏈的類 一、滾

§9-2傳動鏈的結構特p內鏈外鏈銷套滾內、外鏈板呈“8內、外鏈板呈“8”外鏈節(jié)結構

內鏈節(jié)

間隙配合，形成間隙配合，自由滾動，減小摩擦，磨當傳遞大功率時，可 排數(shù)↑—∴排∴排數(shù)不宜過鏈節(jié)數(shù)Lp：鏈條節(jié)頭數(shù)目。整數(shù)，一般為偶數(shù)。接頭處可用

開口銷（大節(jié)距

或彈簧卡片（小節(jié)距過渡鏈節(jié)過渡鏈節(jié)∴避免采用奇鏈節(jié)奇數(shù)節(jié)滾子鏈和鏈輪嚙合的基本參節(jié)距pp↑——p2.滾子鏈和鏈輪嚙合的基本參滾子外徑2.滾子鏈和鏈輪嚙合的基本參內鏈節(jié)內寬2.滾子鏈和鏈輪嚙合的基本參多排鏈--排距鏈 排 鏈節(jié) 標例如 16A—1— GB／T1243.1—鏈號，節(jié) p=25.4

單A

鏈節(jié)數(shù)LP=80 標準A系列——適用于 為中心的西半球區(qū)域B系列——適用于歐洲區(qū)域二、齒形鏈（無聲鏈§9-3滾子鏈鏈輪的結構和材鏈輪設計主要是：確定其結構和尺寸選擇材料和熱處理方§9-3滾子鏈鏈輪的結構和材鏈輪齒形 d2 c z依次為r1、r2和r3；b-c線段為直線段。鏈輪的基本參數(shù)和主要尺鏈輪的基本參數(shù)和齒數(shù)z鏈輪結構整體孔板 組合鏈輪材§9-4傳動的工作情況分一、一、鏈傳動的運一）鏈傳動的平均鏈速V平及平均傳動比i平整條鏈：撓性體單個鏈節(jié)：剛性鏈條繞上鏈輪時，鏈節(jié)與鏈輪輪齒嚙合，形成正多邊形一部分。正多邊形邊長∵鏈輪轉一周，鏈條轉過長度為鏈的平均速度為

v平

z1

z2

m/鏈傳動的平均傳

in2n

z2

二）鏈傳動的瞬時鏈速V瞬及瞬時傳動比i分析說明：1）研究滾子鏈銷軸中心的運動2）設鏈的緊邊（即主動邊）在傳動時始終處于水平位置鏈傳動的瞬時鏈速VAD12圖示為鏈條的銷軸中心A在主動輪上嚙進，銷軸中心D在從動輪上嚙出的速度分析。設主、從動鏈輪分別以角速度ω1、ω2轉動，其節(jié)圓半徑為R1、R2，銷軸中心A亦隨之作等速圓周運動，其圓周速度V1=Rω；銷軸中心D的圓周速度V=RAD12VβV1VβV1AVDγ方向的分速度V1′、V2′V=V1

V=V21）A鏈節(jié)開始進入嚙合—

VβV1AVβV1AVDγ前進方向分速度

z1z 180 垂直方向分速度

z1zV1BDVAV12V1BDVAV12

0范圍內嚙合A鏈節(jié)在前進方向分速度垂直方向分速度A鏈節(jié)與Y軸重合——VVABD12前進方向分速度：V=V1=R1ω1；VABVDVABVD12

）范圍內嚙合A鏈節(jié)在

）范圍內嚙合前進方向分速度垂直方向分速度A鏈節(jié)結束嚙合時—-

1

2A鏈節(jié)結束嚙(

2

)) 前進方向分速度

z1z 垂直方向分速度

z1zβ變化

/z

/z每嚙進

前進方向分速度1111

個鏈節(jié)時

由

即：時而加速嚙進，時 嚙垂直方向分速度

0

即：時 上升，時而加速下鏈速V時快時慢，V′忽上忽下的變化，稱為多邊形效應上述鏈速變化規(guī)律可用下圖描

0-0嚙進一個鏈鏈傳動的瞬時鏈速變V1BVAV12v

v1cos

RR R

2從動輪的角速度：2

R1cos 鏈傳動的瞬時傳動比i瞬—

1i12

cos

一般情況下，故i瞬常結論：鏈傳動存在多邊形效應，使鏈節(jié)嚙合速度周期性變和動載荷。二、鏈傳動中的動載外部附加動載荷——由于工作載荷和 的作特性帶來的振動、沖擊鏈傳動中動載荷包

因素引起的附加載荷，用作情況系數(shù)加以附加動載荷——及制造、安裝誤差引的附加動載荷附加動載荷產生原因1、由于v周期性變 附加動載鏈的加速度a

sin

R2sin

22

時

sin2

z

2可見

n1↑—ω1↑

動載荷2、鏈條的垂直v周期性變化（大小、方向）3、鏈條進入鏈輪瞬間，產生沖 附加動載荷4、鏈和鏈輪的5、由于鏈張緊不好、——在起動、制——慣性沖經(jīng)分析可知鏈傳動的運動不均勻性和動載荷是鏈傳動的固有特性鏈輪齒數(shù)越少，多邊形效應越嚴三、影響鏈傳動運動不均勻性和動載荷的主要因素及其減小措施小鏈輪齒數(shù)Z1，變化范圍，不均性，動載荷一）影因

鏈節(jié)距p：p

，不均性

，動載荷小鏈輪的角速度1，amax

，動載運動不均二）減

的措

選較多的鏈輪齒數(shù)制盡可能使用較小的節(jié)距F—鏈傳動的（有效拉力F1000Pv

作用在鏈上的力及鏈的下垂Fc—作圓周運動的鏈節(jié)產生的離心力，F(xiàn)c=qv2NFy—鏈條重量產生的懸垂拉力，F(xiàn)y=KyqgaN式中：q 鏈每米長度的質量，kg/m，見表14-v—鏈的圓周速度a—鏈傳動的中心距g—重力加速度g9.81Ky—垂度系數(shù)，即下垂量為y=0.02a時的拉力系數(shù)，見表14-2，表中β平面的夾角。§9-5滾子鏈傳動一.滾子鏈傳動的一）主要失效形鉸鏈磨損—鏈節(jié)在進入和退出嚙合時，銷軸與套它是開式鏈傳動的主要失效形式鏈條磨損后的節(jié)距增鏈板的疲勞破生疲勞斷裂。在潤滑條件良好且設計安裝正確的情況下，鏈板的疲勞強度是決定鏈傳動工作能力的主要因素。工作中由于鏈條反復啟動、制動、反轉或受重復沖擊載時承受較大的動載荷，經(jīng)過多次沖擊，滾子表面產生點蝕，且銷軸與套筒的膠由于套筒和銷軸間存在相對運動，在變載荷的作用下，滑油膜難以形成，當轉速過高時，套筒與銷軸間產生的熱量致套筒與銷軸的膠合失效過載拉在低速重載的傳動中或者鏈傳動嚴重過載時，鏈元件被拉斷二）鏈傳動計算準通常鏈輪 為 的2—3倍以上，故鏈傳動的載能力以鏈的強度 為依據(jù)V>0.6m/s鏈傳動：按由鉸鏈磨損勞破壞，滾子、套筒和軸沖擊破斷，銷軸與套閉式傳

的膠合限制的額線設計V<0.6m/s鏈傳動：主要失效為過載拉斷，靜強度計算開式鏈傳動——主要失效為磨損，進行磨損條件性計算即：p[p]子鏈傳動的功率曲一）滾子鏈傳動1是在良好而充分潤滑條件下磨損破壞限定的極限功率曲線2是在變應力下鏈板疲勞破壞限的極限功率曲線3是由滾子套筒沖擊疲勞破壞限的極限功率曲線4是由銷軸與套筒膠合限定的極功率曲線5是良好潤滑條是設計時所使用的曲線6是潤滑條件不功率曲線，這種情況下鏈磨損嚴重，所能傳遞的功率甚低二）滾子鏈傳動Ａ系列滾子鏈傳動的額定功率曲注雙排鏈的額定功率曲線可以用單排鏈的Ｐ０×１.三排鏈的額定功率曲線可以用單排鏈的Ｐ０×２.５計算得 1、是在特定條件下得到的①兩鏈輪安裝在平行的水平軸上②主動鏈輪齒數(shù)③無過渡鏈節(jié)的單排滾子鏈④鏈條長ＬＰ=1２０節(jié)⑥鏈條預期使 為15000小時⑦工作環(huán)境溫度在-5~+70度的范⑧兩鏈輪共面，鏈條保持規(guī)定的張緊度⑨平穩(wěn)運轉，無過載、沖擊或頻繁啟動⑩清潔的環(huán)境，合適的潤滑2、當實際情況不符合特定條件時，應對查得Ｐ０進行修正。修正時考慮的因素包括工作情況主動鏈輪齒鏈傳動的排三）鏈傳動的參鏈輪齒數(shù)z1和小鏈輪齒數(shù)z1少，可減小外廓若小鏈輪齒數(shù)Ｚ１過小運動速度的不均勻性和動載荷鏈節(jié)進入和退出嚙合時，相對轉角↑，鉸鏈磨損沖擊和功率損耗↑。i≥，一般Ｚ１≥7對于高速傳動或承受沖擊載荷的鏈傳動，不少于25，且鏈輪齒應淬硬。33～但是Ｚ１↑↑→Ｚ２↑→傳動尺寸和重量↑，鏈條節(jié)距伸長后發(fā)生脫鏈，使用 ↓。d'

z鏈節(jié)距伸長量與節(jié)圓增大量之間關

由于鏈節(jié)數(shù)通常是偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪磨損均勻，常取鏈輪齒數(shù)為奇數(shù)，并盡可能與鏈節(jié)數(shù)互質。優(yōu)先選用的鏈輪齒數(shù)系列為：、、、、、、、、、14.傳動比傳動比過大，鏈條在小鏈輪上的包角就會過小，參與嚙合的齒數(shù)過少，每個輪齒承受的載荷增大，加速鏈輪的磨損，且易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象。一般i≤6，常取i=2~3.5，鏈條在小120度中心距中心距a↓ → 鏈節(jié)數(shù)↓，一定，單位時間內每一鏈節(jié)的應變化次數(shù)↑ → 鏈的疲勞和磨損↑中心距a↓→ 中心距a↑ →鏈節(jié)數(shù)↑，吸振能力高，使用 運動平穩(wěn)性中心距a鏈發(fā)生顫抖現(xiàn)象(松邊上

易脫設計時如無結構上的特殊要求，一般可初定中心距50)p。最大中心距amax=80p在鏈傳動設計時，一般要初定中心距a0=(30～50)p。為什么鏈的節(jié)距p和排鏈的尺寸、重量和承載能力運動不均勻性(多邊形效應)↑沖擊、振動和噪聲為了即保證鏈傳動有足夠的承載能力，又減小沖擊、振動和噪聲，設計時應盡量選用較小的鏈節(jié)距。高速重載時，宜用小節(jié)距多排鏈低速重載時，宜四）滾子鏈傳動已知條件和設計已已知鏈傳動的工作條件；傳動位置與總體尺寸限制設計設計確定鏈條型號、鏈節(jié)數(shù)Lp和排數(shù)，鏈輪齒數(shù)z1z2以及鏈輪設計步驟和方選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2和確定傳動比一般鏈輪齒數(shù)為17~114。傳動比i按下式計算iiz2計算當量的單排鏈計算功率PPKAKzKPpKA——工況系Kz——主動鏈輪齒確定鏈條型號和節(jié)距鏈條型號根據(jù)當量的單排鏈計算功率Pca、單排鏈額定功Pc和主動鏈輪轉速n1由圖9-11得到。查表時應保證Pca然后由表9-1確定鏈條節(jié)距p圖9-11Ａ系列、單排滾子鏈傳動的額定功率曲計算鏈節(jié)數(shù)和中心計算鏈速v，確定潤滑方計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力§9-6鏈傳動的布置、張緊、潤滑與防一、鏈傳動的布布置原