第九章 鏈傳動

鏈傳動CHAPTER9鏈傳動的特點和應用SECTION1組成：鏈輪、環(huán)形鏈條作用：通過鏈與兩鏈輪輪齒之間的嚙合，實現平行軸之間的同向傳動。9-1鏈傳動的特點和應用一、鏈傳動的組成和作用優(yōu)點：與帶傳動相比1、沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的平均傳動比；2、張緊力小，壓軸力小，可減少軸承的摩擦損失；3、結構緊湊；4、能在高溫，有油污等惡劣環(huán)境下工作；與傳齒輪動相比5、制造和安裝精度較低，中心距較大時其傳動結構簡單；缺點：

1、僅適用于平行軸的同向轉動傳遞2、瞬時轉速和瞬時傳動比不是常數，傳動平穩(wěn)性較差；3、有一定的沖擊和噪聲。4、傳動效率：η≈0.95~0.98二、特點和應用9-1鏈傳動的特點和應用工作參數范圍：

傳動比：i≤8；中心距：a≤5~6m;傳遞功率：P≤100KW；圓周速度：v≤15m/s。二、特點和應用應用范圍:1、不宜用于載荷變化大和急促反向的傳動。2、用于a較大，要求平均i不變，而不宜采用齒輪或帶傳動場合。廣泛應用于礦山機械、農業(yè)機械、石油機械、機床及摩托車。9-1鏈傳動的特點和應用二、特點和應用9-1鏈傳動的特點和應用二、特點和應用9-1鏈傳動的特點和應用三、鏈的種類1、傳動鏈：一般機械傳動，v≤20m/s傳動鏈3、起重鏈：提升重物，v≤0.25m/s起重鏈2、輸送鏈：移動重物，v=2~4m/s輸送鏈傳動鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型。齒形鏈應用較少，本課程重點介紹滾子鏈。9-1鏈傳動的特點和應用SECTION2傳動鏈的結構特點2、結構：銷軸和套筒間、套筒和滾子間均為間隙配合，自由滾動，方便潤滑，減小摩擦和磨損內、外鏈板呈“8”字形，等強度并降低質量和慣性力過盈配合外鏈節(jié)過盈配合1、滾子鏈組成：滾子、套筒、銷軸、內鏈板、外鏈板。一、滾子鏈9-2鏈傳動的結構特點

間隙配合內鏈節(jié)間隙配合銷軸滾子外鏈板套筒內鏈板9-2鏈傳動的結構特點

2、結構：一、滾子鏈ppt雙排滾子鏈3、雙排鏈和多排鏈：鏈的承載能力與排數成正比。但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數不宜過多。一、滾子鏈9-2鏈傳動的結構特點

多排滾子鏈3、雙排鏈和多排鏈：鏈的承載能力與排數成正比。但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數不宜過多。一、滾子鏈9-2鏈傳動的結構特點

4、鏈條的接頭處的固定形式用開口銷固定，多用于大節(jié)距鏈彈簧卡片固定，多用于小節(jié)距鏈一、滾子鏈9-2鏈傳動的結構特點

設計時，鏈節(jié)數以取為偶數為宜，避免使用過渡鏈節(jié)，導致承載能力下降。過渡鏈節(jié)5、過渡鏈節(jié)：鏈節(jié)數為基數時，閉合處鏈板彎折一、滾子鏈9-2鏈傳動的結構特點

1）節(jié)距p（主要參數）：滾子鏈上相鄰兩滾子中心的距離。p越大，鏈條各零件尺寸越大，所能傳遞的功率也越大。p6、滾子鏈的基本參數一、滾子鏈2）滾子外徑d13）內鏈節(jié)內寬b14）排距ptd1b1滾子鏈所有元件均需熱處理，以提高強度、耐磨性能和耐沖擊性能9-2鏈傳動的結構特點

pt7、標準滾子鏈滾子鏈標記：例：08A-1-88GB/T1243-2006A系列、節(jié)距p=12.7mm，單排，88節(jié)滾子鏈已標準化，分為A系列（美國）、B系列（歐洲），我國常用A系列（表9-1）。一、滾子鏈鏈號排數整鏈鏈節(jié)數標準編號9-2鏈傳動的結構特點

注：鏈號數乘以25.4/16mm即為節(jié)距齒形鏈又稱無聲鏈，它是一組兩齒鏈板左右交錯鉸接而成。工作時通過鏈齒板與鏈輪輪齒相嚙合而傳遞運動。二、齒形鏈9-2鏈傳動的結構特點

與滾子鏈相比，齒形鏈傳動平穩(wěn)無噪聲承受沖擊性能好，工作可靠，多用于高速、大傳動比和小中心距等要求較高的傳動裝置中。齒形鏈上設有導板（內導板或外導板），以防止鏈條工作時發(fā)生側向竄動。內導板齒形鏈導向性好，工作可靠；外導板齒形鏈的鏈輪結構簡單。二、齒形鏈9-2鏈傳動的結構特點

SECTION3滾子鏈鏈輪的結構和材料國標僅規(guī)定了齒形參數的最大值和最小值。各種鏈輪的實際斷面齒形介于最大最小齒槽形狀之間。滾子鏈鏈輪的齒形齒側圓弧半徑：re

滾子定位圓弧半徑：ri

滾子定位角：α

d1dreriα一、鏈輪齒形1、齒形參數9-3滾子鏈鏈輪的結構和材料

一、鏈輪齒形9-3滾子鏈鏈輪的結構和材料

因此，鏈輪齒廓曲線設計具有很大的靈活性。但齒形應保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進入或推出嚙合，并便于加工。1、鏈輪的基本參數分度圓直徑d：pd1ddadf齒頂圓直徑da齒根圓直徑：df=d-d1

2、鏈輪主要尺寸9-3滾子鏈鏈輪的結構和材料

二、鏈輪的基本參數和尺寸其余尺寸見表9-3360?z

配用鏈條的節(jié)距：p滾子最大外徑d1排距pt齒數z9-3滾子鏈鏈輪的結構和材料

二、鏈輪的基本參數和尺寸3、軸面齒形：圓弧+直線便于進入或退出嚙合bf1bbf2bf3ptptra多排鏈輪軸面齒形bar5ba單排鏈輪軸面齒形直線rx詳見表9-4二、鏈輪的基本參數和尺寸9-3滾子鏈鏈輪的結構和材料

整體式鏈輪1、小直徑的鏈輪可制成整體式；三、鏈輪的結構9-3滾子鏈鏈輪的結構和材料

孔板式鏈輪1、小直徑的鏈輪可制成整體式；2、中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；三、鏈輪的結構9-3滾子鏈鏈輪的結構和材料

組裝式鏈輪1、小直徑的鏈輪可制成整體式；2、中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；3、大直徑的鏈輪可制成組裝式。5、鏈輪的結構型式三、鏈輪的結構9-3滾子鏈鏈輪的結構和材料

鏈輪的材料應能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強度。小鏈輪的工作情況較大鏈輪的惡劣些，故小鏈輪通常采用較好的材料制造。表9-5三、鏈輪的材料9-3滾子鏈鏈輪的結構和材料

鏈傳動的工作情況分析SECTION4一、鏈傳動的運動特性平均傳動比為：1R19-4鏈傳動的工作情況分析1、鏈傳動的平均傳動比由于鏈條的撓性和鏈節(jié)的剛性，鏈條纏繞在鏈輪上時呈多邊形形態(tài)。故鏈輪轉一周，鏈條轉過長度為zp(mm)設主、從動輪轉速為n1、n2，則鏈條的平均線速度v（m/s）：（2）前一個鉸鏈（滾子）進入嚙合到后一個鉸鏈進入嚙合，鏈輪轉過的角度是2、鏈條的瞬時速度及瞬時傳動比（1）鏈節(jié)和鏈輪嚙合后，鉸鏈（滾子）的速度為鏈條前進方向和垂直前進方向兩個分速度合成。即鏈條的瞬時速度是變化的可以看出：O一、鏈傳動的運動特性1）滾子和鏈輪的嚙合過程（假設緊邊水平）9-4鏈傳動的工作情況分析O11R12）主動輪牽引下的鏈條的瞬時速度：前進方向速度：垂直方向速度：滾子進入嚙合時，其線速度為主動輪節(jié)圓的線速度：v1=Rω1滾子跟隨鏈輪轉動時，其后尚未進入嚙合的鏈條具有兩個速度分量：其中，β變化范圍為：一、鏈傳動的運動特性2、鏈條的瞬時速度及瞬時傳動比Avxv1vy1β鏈條的速度隨β變化成周期性變化，轉速越高、節(jié)距越大、齒數越少，鏈速變化范圍越大9-4鏈傳動的工作情況分析一、鏈傳動的運動特性2、鏈條的瞬時速度及瞬時傳動比2）主動輪牽引下的鏈條的瞬時速度：O11R1當β=0時，當β=±180°/z時，關鍵點的鏈條速度：9-4鏈傳動的工作情況分析3）瞬時傳動比：鏈條以前進方向速度vx帶動從動輪轉動，雖然ω1恒定，但因β、γ變化，使得ω2周期性變化，瞬時傳動比也是變化的。i瞬時恒定的條件：γ

≡

β，即：z1=z2O1C2γR2一、鏈傳動的運動特性2、鏈條的瞬時速度及瞬時傳動比9-4鏈傳動的工作情況分析vxv2vy2所以從動輪鉸鏈C的圓周速度為：鏈傳動的傳動比的變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特征（齒數和節(jié)距）有關。此現象稱為多邊形效應O1Avxv2vy22γR23、鏈傳動的多邊形效應一、鏈傳動的運動特性9-4鏈傳動的工作情況分析二、鏈傳動的動載荷1、產生動載荷的主要原因1）鏈速變化引起的慣性力鏈條前進方向的加速度：慣性力：Fd1=mac9-4鏈傳動的工作情況分析二、鏈傳動的動載荷2）從動輪因角加速度引起的慣性力J：從動系統(tǒng)轉化到從動輪軸上的轉動慣量，kgm2ω2：從動輪的角速度，rad/s3）鏈條的垂直分速度周期性變化（大小、方向）鏈條橫向振動。主動輪勻速轉動，但從動輪存在角加速度：1、產生動載荷的主要原因9-4鏈傳動的工作情況分析鏈輪轉速越高，節(jié)距越大，齒數越少，鏈傳動的慣性力就越大。運動不均勻性和動載荷是鏈傳動的固有特性。4）鏈節(jié)與輪齒的沖擊載荷鏈節(jié)與鏈輪輪齒嚙合時，鏈節(jié)作直線運動，鏈輪輪齒以角速度ω作圓周運動，兩者存在一定的相對速度，使鏈節(jié)和輪齒受到沖擊，并產生附加動載荷。dω

思考：鏈傳動為什么布置在低速級?二、鏈傳動的動載荷1、產生動載荷的主要原因2、鏈傳動動載荷的影響因素9-4鏈傳動的工作情況分析三、鏈傳動的受力分析1、張緊：與帶傳動不同，安裝鏈傳動時，通過保持松邊適當垂度而在緊邊產一定張緊力，避免不正常嚙合、跳齒或脫鏈。fn1n2F’fF”f9-4鏈傳動的工作情況分析三、鏈傳動的受力分析2、緊邊拉力1）有效圓周力FeP：傳遞的功率，kWv：鏈速，m/s2）離心力引起的拉力Fcq：鏈條單位長度的質量，kg/m鏈傳動工作時，存在緊邊和松邊，其緊邊拉力為：9-4鏈傳動的工作情況分析Ff=[F’f

，F”f]

maxf潘存云教授研制n1n2F’fF”fαa3）懸垂拉力Ff：與布置方式、垂度大小等有關三、鏈傳動的受力分析F’f

=Kf

qa×10-2

N

a—中心距，Kf—為垂度系數，與a及鏈輪中心線與水平線夾角α有關F”f=(Kf

+sinα)qa×10-2

N

其中：2、緊邊拉力9-4鏈傳動的工作情況分析鏈傳動工作時，存在緊邊和松邊，其緊邊拉力為：潘存云教授研制0.30.511.523510302015105321.510.50.3f/α/(%)KfFf”aF’ffα

80?

60?

α=0?

20?

40?

70?

3、松邊拉力為：F2=Fc+Ff（N）垂度系數Kf3）懸垂拉力Ff：2、緊邊拉力三、鏈傳動的受力分析9-4鏈傳動的工作情況分析滾子鏈傳動的設計計算SECTION5一、失效形式1、鏈條元件在交變應力下的疲勞破壞2、鉸鏈磨損。由套筒和銷軸之間在壓力下的相對轉動產生。磨損后，節(jié)距p增大，垂度增大，動載荷增大甚至跳齒或脫鏈3、膠合：銷軸與套筒（高速或潤滑不良）摩擦生熱4、靜力拉斷：

v<0.6m/s下，過載拉斷9-5滾子鏈傳動的設計計算

二、鏈傳動的額定功率1、極限功率曲線曲線1：鏈板疲勞強度限定的極限功率；曲線2：滾子、套筒的沖擊疲勞強度限定的極限功率；曲線3：鉸鏈膠合限定的極限功率1、中等速度時，鏈傳動承載能力取決于鏈板的疲勞強度；2、轉速較高時，動載荷增大，承載能力取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強度；3、轉速很高，膠合限制了鏈傳動的承載能力。9-5滾子鏈傳動的設計計算

321極限功率曲線n1P2、額定功率曲線用額定功率Pc限制鏈傳動實際工作能力，保證工作可靠性。二、鏈傳動的額定功率7.工作環(huán)境溫度在-5～70℃的范圍內；功率曲線的試驗條件:1.兩鏈輪安裝在水平平行軸上2.小鏈輪的齒數z1=254.鏈節(jié)數Lp=1209.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6.工作壽命為15000h3.無過渡鏈節(jié)的單排滾子鏈5.傳動比i=38.兩鏈輪共面，鏈條保持規(guī)定的張緊度；當實際工作條件不同時，額定功率應修正?？紤]因素包括：1）工作情況2）主動鏈輪齒數3）鏈傳動排數9-5滾子鏈傳動的設計計算

2、額定功率曲線二、鏈傳動的額定功率三、參數選擇1、鏈輪齒數z1和z21）過少z少—運動不均勻性和動載荷增大—垂直分速度和功率消耗增大同時嚙合齒數少，磨損加劇規(guī)定：zmin=92）過多（1）在一定傳動比下，小鏈輪和大鏈輪的齒數同比例增多，總體尺寸加大9-5滾子鏈傳動的設計計算

2）過多磨損前：磨損后：p→p+Δp即：當Δp相同時，z↑，Δd↑，鏈節(jié)外移(爬齒)越多，脫鏈可能性增大規(guī)定：zmax=150前輪：z多自行車鏈磨損后脫鏈從哪輪開始？（2）更容易跳齒、脫鏈三、參數選擇1、鏈輪齒數z1和z23）均勻磨損：Lp為偶數→鏈輪齒數應采用與Lp互質的奇數。9-5滾子鏈傳動的設計計算

2、傳動比ia一定時，i↑—小鏈輪包角α1↓—同時嚙合齒數少—磨損↑—跳齒↑因此：，通常：i=2～3.5且α1≥120°3、中心距v一定：a↓—Lp↓—屈伸次數↑—磨損↑d一定：a↓—α1↓—同時嚙合齒數↓—磨損↑a↑↑—松邊上下顫動，傳動不平穩(wěn)。a↓三、參數選擇amax=80p因此：，a=（30~50）p9-5滾子鏈傳動的設計計算

4、鏈節(jié)距p和排數p↑鏈傳動尺寸↑—承載能力↑多邊形效應↑、動載↑、振動和噪音↑、壽命↓因此，盡量采用小節(jié)距單排鏈條。v大、功率大a小、i大三、參數選擇9-5滾子鏈傳動的設計計算

a大、i?。捍蠊?jié)距、單排鏈；小節(jié)距、多排鏈；四、滾子鏈傳動的設計計算1、已知條件和設計內容已知條件：工作條件，傳動位置和總體尺寸，傳遞的功率P，n1，n2或傳動比i設計內容：鏈號，鏈接數Lp，齒數z1、z2，鏈輪材料和幾何尺寸，中心距a，壓軸力Fp，潤滑方式和張緊裝置2、設計步驟和方法1）選擇鏈輪齒數z1和z2并確定傳動比i2）計算當量單排鏈的計算功率PcaKA：工況系數（表9-6）；Kz：主動鏈輪齒數系數（圖9-13）；Kp：多排鏈系數，雙排：取1.75，三排：取2.59-5滾子鏈傳動的設計計算

四、滾子鏈傳動的設計計算1、已知條件和設計內容2）計算當量單排鏈的計算功率Pca9-5滾子鏈傳動的設計計算

四、滾子鏈傳動的設計計算2、設計步驟和方法3）根據Pca和n1確定鏈號，從而確定節(jié)距p。應保證：Pca≤Pc9-5滾子鏈傳動的設計計算

20Ap=31.754）計算鏈節(jié)數和中心距鏈節(jié)數：最大中心距：計算結果應圓整為偶數四、滾子鏈傳動的設計計算初選中心距a0=（30～50）pf1為中心距計算系數（表9-7）當兩鏈輪齒數相等時，鏈傳動的最大中心距為：9-5滾子鏈傳動的設計計算

4）計算鏈節(jié)數和中心距四、滾子鏈傳動的設計計算9-5滾子鏈傳動的設計計算

四、滾子鏈傳動的設計計算5）計算平均鏈速v，確定潤滑方式（圖9-14）6）計算鏈傳動的壓軸力FpFe：有效圓周力，N；Kfp：壓軸力系數，水平傳動1.15；垂直傳動取1.059-5滾子鏈傳動的設計計算

鏈速v(m/s)鏈號人工定期潤滑滴油潤滑油浴或飛濺潤滑壓力噴油滑潤鏈傳動的布置、張緊