機械設計-第5章鏈傳動

第5章

鏈傳動

§5—1概述

一、鏈傳動工作原理與特點

1、工作原理：兩輪（至少）間以鏈條為中間撓性元件的嚙合來傳遞動力和運動2、組成：主、從動鏈輪、鏈條、封閉裝置、潤滑系統(tǒng)和張緊裝置等。3、特點：優(yōu)點：①平均速比im準確，無滑動②張緊力小，軸上壓力Q小③傳動效率高η=98%④承載能力高P=100KW⑤可傳遞遠距離傳動amax=8m⑥可在高溫，多灰塵環(huán)境下工作⑦成本低。缺點：①瞬時傳動比不恒定②傳動不平穩(wěn)③傳動時有噪音、沖擊，不適合于高速傳動④對安裝精度要求較高。⑤只能用于平行軸間傳動二、鏈傳動的主要類型

按工作特性分：起重鏈，牽引鏈，傳動鏈,專用鏈

傳動鏈按形式分：套筒鏈；套筒滾子鏈（滾子鏈）；齒形鏈等(p157)

滾子鏈（p１54)齒形鏈4、應用：

適于兩軸相距較遠，工作條件惡劣等，如農業(yè)機械、建筑機械、石油機械、采礦、起重、金屬切削機床、摩托車、自行車等。中低速傳動：傳動比i≤8，P≤100KW，V≤20m/s，齒形鏈(無聲鏈)最大線速度可達40m/s（不適于在沖擊與急促反向等情況）

齒形鏈的鉸鏈形式：圓銷式、軸瓦式、滾柱式。鏈及鏈輪的基本參數，技術要求及檢驗方法GB/T10855-1989§5—2滾子鏈鏈輪的結構與材料

一、鏈輪齒形二、鏈輪的主要參數節(jié)距P:相鄰兩銷軸中心距離，節(jié)距P越大，尺寸及功率越大鏈的長度Ｌ0用鏈節(jié)數Lp表示，即鏈長是鏈節(jié)距p的Lp倍,L0≈Lp.P齒數Z分度圓直徑（公稱直徑）齒頂圓直徑

保證鏈節(jié)能自由地進入和退出嚙合，在嚙合時良好接觸，形狀應盡量簡單，嚙合為非共軛嚙合，ＧＢ/Ｔ1243-1997只規(guī)定了鏈輪的最大齒槽形狀和最小齒槽形狀（p159圖5－22)，實際齒槽形狀取決于刀具和加工方法，并需處于最小和最大齒側圓弧半徑之間，結構書13章，見本節(jié)后滾子鏈已標準化，標準號為ＧＢ/Ｔ1243-1997，其尺寸系列及極限拉伸載荷見表5－13滾子鏈標記方法：鏈號－排數－鏈節(jié)數及國標號例如：12Ａ－2－60ＧＢ/Ｔ1243-1997鏈的長度：鏈節(jié)數表示，一般取偶數，接頭處采用聯(lián)接鏈節(jié)，用開口銷或彈簧卡片固定，如為奇數必須用過渡鏈節(jié)多排鏈：承載能力與排數成正比，但排數一般不超過3～4§5—3

鏈傳動的幾何計算

1、鏈節(jié)數2、中心距a三、鏈輪的材料要求：1）強度；2）耐磨；3）耐沖擊，由于小鏈輪的嚙合次數多，所用材料的強度應優(yōu)于大鏈輪表5－15四、鏈輪的結構型式

鏈條的鏈節(jié)數必須為整數，且常為偶數鏈節(jié)數圓整后理論中心距一、鏈的運動不均勻性§5—4鏈傳動的運動特性

當鏈輪轉速為n1、n2時

鏈節(jié)在運動中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度變化。這就造成鏈運動速度的不均勻,作有規(guī)律的周期性的波動。

主動輪：w1節(jié)圓圓周速度：鏈條速度：

鏈條垂直速度：

鏈節(jié)進入嚙合后作周期性變化

變化情況→剛進入嚙合→達頂點→退出嚙合鏈前進VVmin

→Vmax

→Vmin

對從動輪講：

瞬時傳動比：

即使主動輪角速度W1恒定，而W2隨而變化，∴it不恒定二、鏈傳動的動載荷

①鏈條和從動輪角速度的周期變化，產生了附加動載荷和慣性力，從而引起沖擊結論：鏈輪轉速越高，節(jié)距越大，齒數Z1越少，動載沖擊越嚴重，噪音越大。當P、Z一定，則必須限制nnL—極限轉速②鏈節(jié)和鏈輪嚙合的瞬間，鏈節(jié)和輪齒以一定速度相嚙合，使鏈和輪齒受到沖擊并產生附加動載荷。結論：鏈速越高，鏈的節(jié)距越大，嚙合瞬間的相對速度越大，沖擊、噪聲也越大。④張緊不適當，松邊垂度過大，起動、制動、反向、突然卸載或超載必出現(xiàn)慣性沖擊，增大了動負荷。

鏈在傳動過程中，由于鏈在多邊形運動，鏈條速度和瞬時傳動比發(fā)生周期性波動，所以造成傳動不平穩(wěn)性現(xiàn)象，同時，鏈節(jié)與輪齒嚙合瞬間的相對速度，也要引起沖擊和噪音----鏈傳動的多邊形效應

③鏈在垂直方向的速度的周期變化，從而引起垂直方向的加速度，引起了鏈在垂直方向的動載荷，它使鏈產生橫向振動。§5—6鏈傳動的受力分析

鏈傳動中主要作用力有：

1、工作拉力2、離心拉力

Fc=qV2

3、垂度拉力4、緊邊拉力F1=Fe+Fc+Ff

松邊拉力F2=Fc+Ff5、作用于軸上載荷FQ≈F1+F2≈

Fe+2Fc+2Ff

≈

KQFeKQ:壓軸向系數，一般取1.2～1.3P163式(5-36)f－懸索垂度f/a－許用垂度。許用垂度和kf見書p163§5—7鏈傳動的失效形式及承載能力

一、鏈傳動的失效形式1）鏈板、銷軸、套筒、滾子的疲勞破壞2）鏈條的磨損3）鏈條的銷軸和套筒的膠合5）輪齒過度磨損

6）過載拉斷(靜強度破壞）

二、鏈傳動的承載能力

1）極限功率曲線（在一定的使用壽命和潤滑良好的條件下）1－鏈條疲勞強度限定3－滾子、套筒沖擊疲勞強度限定4－銷軸和套筒膠合限定5—良好潤滑情況下額定功率曲線,

設計時實際使用的功率曲線6—潤滑不好或工況惡劣的極限功率曲線,較良好的潤滑下低得多。

鏈傳動中，一般鏈輪壽命為鏈條壽命的2倍，因此設計中以鏈條設計為主4）沖擊破壞

2）A系列套筒滾子鏈的額定功率曲線圖實驗條件：單列,水平布置,載荷平穩(wěn),良好潤滑，Z1=19,i=3,Ｌp=100,th=15000h,鏈因摩損引起的伸長量ΔP/P≤3%，滾子鏈的額定功率曲線如圖5－291.當設計的Z、i、th、Ｌp等不同時，應對P0進行修正。

2.當潤滑不良時：允許的P0值要下降。

Ｐ0－－額定功率如圖5－29Ｐ－－名義功率Ｋz－－小鏈輪齒數系數表5－16ＫL－－鏈長系數表5－16Ｋp－－多排鏈的排數系數表5－17ＫA－－工作情況系數表5－18（1）當v<=1.5m/s.潤滑不良時,額定功率要下降至（0.3～0.6）Ｐ0。無潤滑時,額定功率要下降至0.15Ｐ0（2）當1.5<v<7m/s.潤滑不良時,額定功率要下降至（0.15～0.3）Ｐ0。無潤滑時,額定功率要下降至0.15Ｐ0

（3）當v>7m/s.潤滑不良時,傳動不可靠，不宜采用§5—8鏈傳動的設計計算

一、鏈傳動的主要參數選擇及步驟

1、鏈的節(jié)距和排數

計算功率Pca=KA.P(KW)KA——工況系數單排鏈所能傳遞的功率

KZ——小鏈輪齒數系數

KP——多排鏈系數KL——鏈長系數選型：由P0、n1

圖5－29確定鏈型號和鏈節(jié)距P★鏈節(jié)距P越大，傳動的尺寸增大，鏈的拉能力增大，但速度不均勻性、動載荷、噪聲也增大，在滿足一定功率條件下，P越小越好，高速鏈尤其如此。★高速重載、中心距小時可選小節(jié)距的多排鏈★當速度不太高、中心距大、傳動比小時選用大節(jié)距的單排鏈較為經濟已知：傳動功率、轉速和工作要求。設計要求：鏈輪齒數、節(jié)距、節(jié)數、排數、中心距、壓軸力2、鏈輪齒數Z1、Z2及i

Z1過少—1）傳動不均性和動負荷增大；

2）鏈節(jié)間相對轉角增大，功率損失增加，鏈繞進、出輪磨損加劇

3）當P一定時，Z少，D小，圓周力（=2T/D）↑加速輪與鏈的破壞Z2過多—外殼尺寸大、重量加大；容易脫鏈必須限制齒數，兩面限制，最少齒數根據鏈速來確定書Ｐ167由于鏈條的鏈節(jié)數常為偶數，考慮到磨損均勻，Z應取與鏈節(jié)數互為質數的奇數

3、鏈節(jié)數與中心距

初選a0一般推薦：初選a0=(30~50)P，amax=80P算LP（鏈節(jié)數）中心距大小對傳動有重要影響，中心距大小有何利弊?鏈節(jié)數必須為整數，且一般為偶數求鏈節(jié)圓整后的理論中心距a求中心距a'（實際）4、軸上壓力——FQ

=KQFeFQ≈1.2Fe

為保證鏈條松邊有一個合適的安裝垂度f=(0.01~0.02)a,實際中心距a’應較理論中心距小一些，即a’＝a-△a△a=(0.002~0.004)a5、鏈的結構設計，本書第13章當V<0.6m/s時，主要失效形式：過載拉斷——按靜強度計算

二、低速鏈傳動的設計Ｓc－鏈的抗拉靜強度的計算的安全系數Ｆ－單排鏈的極限拉伸載荷表5－13n－鏈排數ＫＡ－工作情況系數表5－18Ｆ1－鏈的緊邊工作拉力§5—9鏈傳動的布置、張緊與潤滑

一、布置

1.鏈傳動不能布置在垂直平面內，只能布置在水平或傾斜平面內

2.兩輪中心線最好水平或水平面夾角小于45°3.當屬下列情況時，緊邊在上：（盡量在主動邊上）

a≤30P和i≥2時（a圖）；傾斜角較大時（b圖）；a≥60P和i≤1.5時，Z≤25（圖c）二、張緊：（方法不同于帶）目的：為了避免垂度太大時的嚙合不良和鏈條振動，同時為了增大嚙合角，張緊不取決于工作能力，而是由垂度大小決定

方法：增大中心距、加張緊裝置或在鏈條磨損后從中去掉一二個鏈節(jié)加張緊輪應裝在松邊上靠近從動輪的地方張緊裝置：帶齒鏈輪、不帶齒鏈輪、壓板、托板自動張緊、定期張緊三、潤滑與防護1）潤滑

閉