1、7-2 傳動鏈的結構特點傳動鏈的結構特點7-1 概述概述7-3 滾子鏈鏈輪的結構設計滾子鏈鏈輪的結構設計7-4 鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性7-5 鏈傳動的受力分析鏈傳動的受力分析7-6 滾子鏈傳動的設計計算滾子鏈傳動的設計計算7-7 鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈傳動的布置、張緊和潤滑 鏈傳動例題分析鏈傳動例題分析7-1 概述概述 鏈傳動由主動鏈輪、從動鏈輪和繞在兩鏈輪上的一條閉合鏈條所組成，依靠鏈輪輪齒與鏈節的嚙合來傳遞運動和動力。u 與帶傳動比較，鏈傳動的主要優點是： 1）無彈性滑動和打滑現象，平均傳動比準確，傳動可靠。 2）所需張緊力小，作用于軸上的壓力小。 3）相同工況下，結構尺寸更

2、為緊湊。 4）能在惡劣環境（多塵、高溫、多油）下工作。 5）傳動效率高，承載能力高。u 與齒輪傳動比較，鏈傳動的主要優點是： 1）易于實現較大中心距的傳動。 2）制造與安裝精度要求低，成本低。u 鏈傳動的主要缺點是： 1）瞬時傳動比和瞬時鏈速不恒定，傳動不平穩，工作時有噪聲。 2）不宜用于載荷變化大和急速反向的傳動中。一、傳動鏈的特點一、傳動鏈的特點二二 、鏈的種類、鏈的種類概述概述三三 、鏈傳動的應用、鏈傳動的應用鏈有多種類型，按用途不同可分為傳動鏈、起重鏈、牽引鏈三種。l 起重鏈主要用于起重機提升重物，鏈速v0.25m/s；l 牽引鏈主要用于運輸機械移動重物，鏈速v24m/s；l 傳動鏈主

3、要用于傳遞運動和動力，鏈速v15m/s，生產與應用中，傳動鏈占主要地位。 鏈傳動的應用范圍很廣。適于兩軸相距較遠，平均傳動比準確，對平穩性要求不高，工作環境惡劣等場合。如農業機械、建筑機械、采礦、起重、自行車等的機械傳動中。 通常鏈傳動工作范圍是：傳遞的功率P100 kW，傳動比i8，鏈速v15m/s，中心距a56m。現代先進的鏈傳動技術已能使優質滾子鏈的傳遞功率達5000kW，鏈速可達35m/s。傳動鏈的結構特點17-2傳動鏈的結構特點傳動鏈的結構特點傳動鏈是鏈傳動中的主要元件，按鏈條結構不同有滾子鏈和齒形鏈兩種。 滾子鏈是由滾子、套筒、銷軸、內鏈板和外鏈板組成。 內鏈板與套筒之間、外鏈板與

4、銷軸之間為過盈聯接； 滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。外鏈板內鏈板套筒滾子銷軸滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈。多排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，故排數不宜超過四排。一、滾子鏈套筒滾子鏈的結構 滾子鏈上相鄰兩銷軸中心的距離稱為鏈節距，用p表示，它是鏈條的主要參數。節距越大，承載能力越高。鏈條的接頭處的固定形式有：用開口銷固定，多用于大節距鏈彈性卡片固定，多用于小節距鏈設計時，鏈節數以取為偶數為宜，這樣可避免使用過渡鏈節，因為過渡鏈節會使鏈的承載能力下降。滾子鏈的規格和主要參數見下表7-1傳動鏈的結構特點傳動鏈的結構特點表表7-1 滾子鏈主要尺寸和極限

5、拉伸載荷（摘自滾子鏈主要尺寸和極限拉伸載荷（摘自GB/T 1243-1997）注注 使用過渡鏈時，其極限拉伸載荷使用過渡鏈時，其極限拉伸載荷Flim按表列數值的按表列數值的80%計算。計算。 傳動鏈的結構特點傳動鏈的結構特點鏈號節距p/mm排距pt/mm滾子外徑d1/mm內鏈節內寬 b1/mm銷軸直徑 d2/mm內鏈板高度h2/mm極限拉伸載荷 (單排)Flim/kN每米質量(單排)q/mm05B8.005.645.003.002.317.114.40.1806B9.52510.246.355.723.288.268.90.4008B12.7013.928.517.754.4511.8117.

6、80.7008A12.7014.387.957.853.9812.0713.80.6010A15.87518.1110.169.405.0815.0921.81.0012A19.0522.7811.9112.575.9418.0831.11.5016A25.429.2915.8815.757.9424.1355.62.6020A31.7535.7619.0518.909.5430.1886.73.8024A38.1045.4422.2325.2211.1136.20124.65.6028A44.4548.8725.4025.2212.7142.24169.07.5032A50.8058.552

7、8.5831.5514.2948.26222.410.1040A63.5071.5539.6837.8519.8460.33347.016.1048A76.2087.8347.6347.3523.8172.39500.422.60二、齒形鏈齒形鏈由一組鏈齒板鉸接而成，噪聲較小(又稱無聲鏈)。工作時靠鏈齒板與鏈輪輪齒相嚙合而傳遞運動。與滾子鏈相比，齒形鏈傳動平穩無噪聲，允許鏈速較高(可達v = 40m/s)、承受沖擊性能好，工作可靠和輪齒受力較均勻等優點；但結構復雜、裝拆困難、價格較高、重量較大，并且對安裝和維護的要求也較高。多用于高速或運動精度要求較高的傳動裝置中。齒形鏈按鉸鏈結構不同可分為圓

8、銷式、軸瓦式和滾柱式三種。齒形鏈上設有導板，以防止鏈條工作時發生側向竄動。詳細說明6 60 0。圓銷式圓銷式軸瓦式軸瓦式滾柱式滾柱式傳動鏈的結構特點傳動鏈的結構特點7-3 滾子鏈鏈輪的結構設計滾子鏈鏈輪的結構設計一、鏈輪的基本參數和主要幾何尺寸鏈輪是鏈傳動的主要零件，其齒形已經標準化。鏈輪設計的主要內容是：鏈輪的基本參數： 配用鏈條的節距 p、滾子的最大外徑 d1、排距 pt、齒數z。 確定鏈輪的結構和尺寸； 選擇鏈輪的材料和熱處理方式；鏈輪的主要尺寸見下圖，鏈輪轂孔的直徑應小于其最大許用直徑dkmax。 dgdkdfdadgd鏈輪基本參數和主要尺寸見 鏈輪的軸向齒廓及尺寸見圖7-5。 滾子鏈

9、鏈輪的最大與最小齒槽形狀見表7-4。 由于鏈傳動屬于非共軛嚙合傳動，因此鏈輪設計有較大的靈活性。設計鏈輪齒形時應保證鏈節能平穩自如地進入和退出嚙合，盡量減少嚙合時鏈節的沖擊和接觸應力，而且要易于加工。GB/T 1243-1997中沒有規定具體的鏈輪齒形，只規定了最小齒槽形狀與最大齒槽形狀及其極限參數。凡在兩個極限齒槽形狀之間的各種標準齒形均可采用。鏈輪的結構和材料2三、鏈輪的結構u小直徑的鏈輪可制成整體式；u中等尺寸的鏈輪可制成腹板式和孔板式；u大直徑的鏈輪可制成組合式。鏈輪的材料應能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強度，由于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。鏈輪材料

10、表 鏈輪的結構滾子鏈鏈輪的結構設計滾子鏈鏈輪的結構設計二、鏈輪齒形四、鏈輪的材料 運動特性17-4 鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性一、鏈傳動的速度分析在鏈傳動中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長等于鏈條的節距 p。鏈的平均速度為：1000601000602211pnzpnzv鏈傳動的平均傳動比為：1221zznni 主動鏈輪上每轉一個鏈節對應的中心角 ，每個鏈節從進入嚙合到脫離嚙合，角是在-1/2到+1/2之間變化。011360 /Z當 =1/2時，瞬時鏈速最小 1min11cos()2xxvvR 銷軸A圓周速度的水平分速度vx，即鏈速v 11cosxvR鏈傳動的運動

11、特性鏈傳動的運動特性111sinyvR 作上、下運動的垂直分速度max11xxvvR當 =0時，瞬時鏈速最大鏈速的變化一、鏈傳動的速度分析 鏈輪的節距越大，齒數越少，的變化范圍越大，速度不均勻性也越顯著。鏈條的節距、鏈輪齒數與鏈速度不均勻性的關系。 由上述分析可知，雖然主動鏈輪等角速度轉動，鏈條瞬時的前進速度卻作周期性的由小變大、由大變小的變化，每轉過一個鏈節就重復變化一次；與此同時鏈條在垂直方向上、下運動的速度，也作周期性變化，從而給鏈傳動帶來了速度不均勻性。鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性一、鏈傳動的速度分析圖7-8鏈速的變化動畫演示二、鏈傳動的運動不均勻性鏈傳動的不均勻性的特征，是由于圍

12、繞在鏈輪上的鏈條形成了正多邊形這一特點所造成的，故稱為鏈傳動的多邊形效應多邊形效應。因為從動鏈輪的角速度為：coscoscos21122RRRvx所以鏈傳動瞬時傳動比為：coscos1221RRi 鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性 由于鏈速vx 不是常數和角的不斷變化，因而它的角速度也是變化的。 鏈傳動在工作時，雖然主動鏈輪勻速轉動，隨著角、角變化，從動鏈輪的角速度以及鏈傳動的瞬時傳動比也在周期性變化，因此鏈傳動工作不穩定，不宜用于對運動精度有較高要求的場合。式中 m 緊邊鏈條的質量；單位為kg； ac 鏈條的加速度， ，單位為m/s2。 當 時，加速度最大 。 運動特性3三、鏈傳動的動載荷1

13、、鏈速和從動鏈輪角速度的周期性變化，從而引起動載荷。鏈輪的轉速越高、節距越大、齒數越少，則傳動的動載荷就越大。鏈條前進的加速度引起的動載荷為：c1dmaF從動鏈輪的角加速度引起的動載荷為：tRJFdd222d 鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性2、鏈條垂直方向上、下運動的速度vy周期性變化， 產生垂直方向的動載荷。3、鏈節進入鏈的瞬間，鏈作直線運動，鏈輪作圓周運動， 鏈節與輪齒以一定相對速度嚙合，而使鏈節與輪齒沖擊 產生動載荷。12 221max111180sin2paRz J 從動系統轉化到從動鏈輪軸上的轉動慣量，單位為kgm2。21111cos)sinxdvd RaRdtdt （受力分析17

14、-5 鏈傳動的受力分析鏈傳動的受力分析鏈傳動在安裝時，應使鏈條受到一定的張緊力，張緊的目的主要是使松邊不致過松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產生振動、跳齒或脫鏈現象。 因此鏈傳動的張緊力比帶傳動中要小得多。鏈的緊邊拉力為： 1ecfFFFF鏈的松邊拉力為： fc2FFF其中：Fe為有效圓周力：vPF1000eFc為離心力引起的拉力：2cqvF 在上述各式中，P 為傳遞的功率（kW)；v為鏈速(m/s)；q為單位長度鏈條的質量(kg/m)。Ff為懸垂拉力，與鏈條松邊的垂度和傳動的布置方式有關。 鏈傳動的受力7-6 7-6 滾子鏈傳動的設計計算滾子鏈傳動的設計計算1鏈板的疲勞破壞 鏈工作時處于變應力

15、作用下，經過一定的循環次數，鏈板會發生疲勞斷裂。正常潤滑條件下，疲勞強度是限定鏈傳動承載能力的主要因素。一、鏈傳動的主要失效形式一、鏈傳動的主要失效形式2滾子、套筒的沖擊疲勞破壞 鏈傳動的嚙入沖擊首先由滾子和套筒承受。在反復多次的沖擊下，經過一定的循環次數，滾子、套筒會發生沖擊疲勞破壞。這種失效形式多發生于中、高速閉式鏈傳動中。3銷軸與套筒的膠合 潤滑不好或速度過高時，銷軸和套筒的工作表面由于瞬時溫度過高而發生膠合。膠合限定了鏈傳動的極限轉速。4鏈條鉸鏈磨損 鏈在進入和退出嚙合時，銷軸與套筒之間發生相對滑動，使鉸鏈磨損，鏈節增長，容易引起跳齒或脫鏈。開式傳動、環境條件惡劣或潤滑密封不良時，極易

16、引起鉸鏈磨損，從而急劇降低鏈條的使用壽命。5鏈條靜力拉斷 在低速（v80p。滾子鏈傳動的設計計算滾子鏈傳動的設計計算鏈條節距 p由鏈條型號確定。P0為在特定條件下，單排鏈所能傳遞的額定功率(圖7-11)單位為kW； 為了使鏈條松邊有合理的垂度，實際中心距應略小于理論中心距，減小量為a=(0.0020.004)a。若中心距不可調節而又沒張緊裝置時，a應取小值。實際中心距為設計計算4鏈條的長度以鏈節數Lp來表示，鏈節數為：0212210p)2(22apzzzzpaL計算出的Lp應圓整為整數，最好取為偶數，鏈傳動的中心距為：21222121p)2(8)2()2(4zzzzLzzLpap四、低速鏈傳動

17、的靜強度計算對于鏈速v0.6m/s的低速鏈傳動，因抗拉靜力強度不夠而破壞的可能性很大，故應進行抗拉靜力強度計算。詳細說明6作用于軸上載荷Fp滾子鏈傳動的設計計算滾子鏈傳動的設計計算 鏈傳動作用在軸上的載荷簡(稱壓軸力)可近似取為Fp1.2Fe 式中 Fe為鏈傳動的有效圓周力，單位為N。aaa布置張緊和潤滑17-7 鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈傳動的布置、張緊和潤滑一、鏈傳動的布置一、鏈傳動的布置 1）兩鏈輪的回轉平面應在同一垂直平面內否則易使鏈條脫落和產生不正常的磨損。 2）兩鏈輪中心連線最好是水平的，或與水平面成45以下的傾角，盡量避免垂直傳動，以免下方鏈輪嚙合不良或脫離嚙合。二、鏈傳動的張緊

18、二、鏈傳動的張緊鏈傳動張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的垂度過大時產生嚙合不良和鏈條的振動現象；同時也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。 張緊力并不決定鏈的工作能力，而只是決定垂度的大小。 鏈傳動各種布置形式的評價見表7-10（1）當中心距可調時，可通過調節中心距來控制張緊程度。常用的張緊方法有：1）利用張緊裝置。（見下圖7-13） 張緊輪應裝在靠近主動鏈輪的松邊上。 對于中心距大的鏈傳動，用壓板或托板張緊控制垂度更為合理。（2）當中心距不可調時，可以采用以下方法。2）縮短鏈長。最好拆除成對的鏈節。圖7-13張緊裝置a)靠彈簧自動張緊 b) 靠自重自動張緊 c) 靠螺旋調節裝置張緊 d) 靠托板張

19、緊鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈傳動的布置、張緊和潤滑布置張緊和潤滑2三、鏈傳動的潤滑三、鏈傳動的潤滑 潤滑油推薦采用牌號為：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全損耗系統用油。 對于開式及重載低速傳動，可在潤滑油中加入MoS2、WS2等添加劑。 對于不便采用潤滑油的場合，允許涂抹潤滑脂，但應定期清洗與涂抹。 良好的潤滑可緩和沖擊、減輕磨損、延長鏈條的使用壽命。鏈傳動中銷軸與套筒之間產生磨損，鏈節就會伸長，這是影響鏈傳動壽命的最主要因素。因而，潤滑是延長鏈傳動壽命的最有效的方法。潤滑的作用對高速重載的鏈傳動尤為重要。鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈傳動的布置、張緊和潤滑 鏈傳動推薦潤滑方式由圖7-

20、12確定，具體的潤滑方法和要求見表7-11。實驗條件：l單排鏈水平布置，載 荷平穩；l小鏈輪的齒數z1=19， 鏈長Lp=100節，工作 壽命為15000h；l推薦潤滑方式潤滑；l鏈條因磨損而引起的 鏈節距相對伸量不超 過3%。 額定功率曲線是在推薦的潤滑方式下得到的，當不滿足推薦方式時，應降低額定功率P0。 根據小鏈輪的轉速n1，由此圖可查出各種型號鏈在鏈速v0.6m/s情況下允許傳遞的額定功率P0。當所設計鏈傳動不符合上述規定的實驗條件時，由圖查出的額定功率P0應進行修正。 圖7-11 A系列滾子鏈的額定功率曲線（v0.6m/s） 解:（1）選擇鏈輪齒數z1、z2 假設鏈速v = 0.63

21、 m/s，查表7-6得，故選取z1=25；大鏈輪齒數z2 = iz1 = 2.525=62.5；取z2= 63例題7-1 設計一帶式輸送機驅動裝置低速級用的滾子鏈傳動（圖7-14）。已知小鏈輪軸功率P = 4.3kW，小鏈輪轉速n1=265r/min，傳動比i=2.5，工作載荷平穩，鏈傳動中心距可調，兩鏈輪中心連線與水平面夾角近于30。 （2）確定計算功率Pca查表7-7得KA=1，則 Pca = KAP = 1 4.3kW = 4.3kW例題例題7-1 （3）確定鏈節數Lp 初選中心距a0=40p，則鏈節數為取Lp = 124節22012210224025636325124.9222240p

22、azzzzpppLpapp 節例題例題7-1（4）確定鏈節距p 由式（7-15），鏈傳遞的功率為由圖7-11，按小鏈輪轉速估計，鏈工作在功率曲線的左側，查表7-8 選取單排鏈，查表7-9，Kp=1 0cazLPPPK K K1.081.081251.341919zzK0.260.261241.058100100pLLK04.3kW3.03kW1.34 1.058 1P 由P0 = 3.03kW和小鏈輪的轉速n1=265r/min查圖7-11選取鏈號為12A，再由表7-1查得鏈節距p =19.05mm。由于點（n1，P0）在功率曲線的左側，與所選系數Kz、 KL一致。例題例題7-1（5）確定中心

23、距中心距減小量 a =（0.0010.002）a =（0.0020.004）753.19mm = 1.513.01mm實際中心距取22212121228422219.056325632563251241248753.194222PPzzzzzzpaLLmmmm753.19mm(1.51 3.01)mm751.68 750.18mmaaa 750amm （6）驗算鏈速v與原假設鏈速v = 0.63 m/s相符。1 125 265 19.05m/s2.1 m/s60 100060 1000z n pv（8）潤滑方式的選擇 根據鏈節距p = 19.05mm，v=2.1m/s，由圖7-12選用選用潤滑

24、方式II（滴油潤滑）。（7）計算作用于軸上壓軸力Fp10001000 4.3N2048N2.1ePFvpeF1.2F =1.2 2048 N = 2458N（9）鏈條標記 由計算結果，采用單排12A滾子鏈，節距為19.05mm，鏈節數為124節，其標記為： 12A1124 GB/T 12431997 (10) 鏈輪幾何尺寸計算及結構設計（略）例題例題7-1名稱符號計算公式備注基本參數鏈輪齒數Z根據設計決定，見表7-配用鏈條的節 距P見表7-1滾子外徑d1排 距pt主要尺寸分度圓直徑D齒頂圓直徑da可在damax與damin 范圍內任意選取，但選用時，應考慮采用展成法加工有可能發生頂切分度圓弦齒高ha見表7-4齒根圓直徑df齒側凸緣(或排間槽)直徑dgh2內鏈板高度，見表7-1/sin(180 / )dpzmax11.25addpdmin11.6(1)addpdzmax10.8(0.625)0.5ahpdzmin10.5(0.5)ahpd1fddd2180co