1、在線教務輔導網： :/教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務輔導網QQ:349134187 或者直接輸入下面地址：機械設計根底劉賽堂 李永敏 主編第11章 鏈 傳 動 1.鏈傳動的類型、結構和特點。 2.鏈傳動的設計計算。知識點： 鏈傳動是應用較廣的一種機械傳動，它由鏈條、主動鏈輪、從動鏈輪組成。依靠鏈輪輪齒與鏈節的嚙合來傳遞運動和動力。11.1 概述11.1.1 鏈傳動的類型 根據用途的不同，鏈傳動分三大類： 1)傳動鏈：傳動鏈用于一般機械上動力和運動的傳遞，通常都在中等速度v20m/s以下工作。 2起重鏈：起重鏈用于起重機械中提升重物，其工作速度不大于0.25m/s。 3牽引鏈：又稱輸送鏈，

2、用于鏈式輸送機中移動重物，其工作速度不大于24m/s。 根據結構的不同，常用的傳動鏈又分短節距精密滾子鏈(簡稱滾子鏈)、套筒鏈、彎板鏈和齒形鏈，如圖11.1所示。滾子鏈結構簡單，磨損較輕，故應用較廣。齒形鏈(又稱無聲鏈)，它具有傳動平穩、噪聲小、承受沖擊性能好、工作可靠等優點，但結構復雜、質量大、價格高、制造較困難，故多用于高速鏈速v可達40m/s或運動精度要求較高的傳動裝置中。11.1 概述圖11.1 傳動鏈的類型 (1滾子鏈的結構和標準 滾子鏈由內鏈板1、套筒4、外鏈板2和銷軸3組成，見圖11.2。內鏈板與套筒、外鏈板與銷軸均為過盈配合，套筒與銷軸、滾子與套筒之間均采用間隙配合，因此，內、

3、外鏈板在鏈節屈伸時可相對轉動。當鏈與鏈輪嚙合時，鏈輪齒面與滾子之間形成滾動摩擦，可減輕鏈條與鏈輪輪齒的磨損。內、外鏈板制成“字形，可使其剖面的抗拉強度大致相等，同時亦可減小鏈條的自重和慣性力。組成鏈條的各零件，由碳鋼或合金鋼制成，并進行熱處理，以提高強度和耐磨性。 滾子鏈相鄰兩滾子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p越大，鏈條各零件的尺寸越大，所能承受的載荷越大。 滾子鏈可制成單排鏈和多排鏈如雙排鏈或三排鏈)，見圖11.2和圖11.3。排數越多，承載能力越大。由于制造和裝配精度，會使各排鏈受力不均勻，故一般不超過4排。11.1 概述1.滾子鏈傳動圖11.2 單排滾子鏈結構

4、圖11.3 雙排滾子鏈結構11.1 概述 滾子鏈已標準化，滾子鏈的根本參數與尺寸見表11.1。表內的鏈號數乘以25.4/16mm即為節距值。鏈號中的后綴表示系列。其中，A系列是我國滾子鏈的主體，設計時，根據載荷大小及工作條件等選用適當的鏈條型號；B系列主要供維修用。11.1 概述 (2滾子鏈鏈輪 滾子鏈鏈輪是鏈傳動的主要零件。鏈輪齒形滿足以下要求： 1)保證鏈條能平穩而順利地進入和退出嚙合。 2)受力均勻，不易脫鏈。 3)便于加工。 鏈輪的齒形有國家標準。GB 12441985規定了滾子鏈鏈輪的端面齒槽形狀，如圖11.5所示，即為三圓弧(dc、ba、aa)和一直線(cb)齒形。 由于鏈輪采用標

5、準齒形，所以在鏈輪工作圖上不必繪制其端面齒形，只需在圖的右上角注明根本參數和“齒形GB 12441985制造字樣即可。11.1 概述2.齒形鏈 齒形傳動鏈由一組齒形鏈板并列鉸接而成，工作時，通過鏈片側面的兩直邊與鏈輪輪齒相嚙合。齒形鏈按鏈片齒廓與輪齒嚙合部位不同，分外側嚙合傳動圖11.6(a)和內側嚙合傳動圖11.6(b)。圖11.5 鏈輪端面齒形圖11.6 齒形鏈11.1 概述11.1 概述11.1.2 鏈傳動的特點 鏈傳動與其他傳動相比，主要有以下特點： 1由于鏈傳動是有中間撓性件的嚙合傳動，無彈性滑動和打滑現象，因而能保證平均傳動比不變。 2鏈傳動無需初拉力，對軸的作用力較小。 3鏈傳動

6、可在高溫、低溫、多塵、油污、潮濕、泥沙等惡劣環境下工作。 4由于鏈傳動的瞬時傳動比不恒定，傳動平穩性較差，有沖擊和噪聲，且磨損后易發生跳齒，不宜用于高速和急速反向傳動的場合。 鏈傳動適用于兩軸線平行且距離較遠、瞬時傳動比無嚴格要求以及工作環境惡劣的場合，廣泛用于農業、采礦、冶金、石油化工及運輸等各種機械中。目前，鏈傳動所能傳遞的功率可達3600kW，常用100kW以下；鏈速可達3040m/s，常用v15m/s；傳動比最大可達15，一般i6；中心距a56m；效率=0.910.97。11.2 鏈傳動的運動特性 鏈條繞上鏈輪后，在嚙合區域的局部鏈將折成正多邊形，因此鏈傳動相當于一對多邊形輪子之間的傳

7、動，見圖11.9。設z1、z2為兩鏈輪的齒數，p為節距mm，n1、n2為兩鏈輪的轉速r/min，那么鏈條線速度簡稱鏈速為圖11.9 鏈傳動的運動分析11.3 滾子鏈傳動設計11.3.1 滾子鏈傳動的失效形式 由于鏈條的結構比鏈輪復雜，強度不如鏈輪高，所以一般鏈傳動的失效主要是鏈條的失效。常見的形式有以下幾種：1.鏈板疲勞破壞 鏈傳動時由于松邊和緊邊的拉力不同，使得鏈條各元件受變應力的作用，經過一定的循環次數后，內、外鏈板會發生疲勞破壞，在正常潤滑條件下，疲勞強度是決定鏈傳動承載能力的主要因素。2.滾子、套筒的沖擊疲勞破壞 鏈節與鏈輪嚙合時，滾子與鏈輪間會產生沖擊，高速時沖擊載荷較大，套筒與滾子

8、外表發生沖擊疲勞破壞。11.3 滾子鏈傳動設計3.銷軸與套筒的膠合 當潤滑不良或速度過高時，銷軸與套筒的工作外表摩擦發熱較大，而使兩外表發生粘附磨損，嚴重時那么產生膠合。4.鏈條鉸鏈磨損 鏈在工作過程中，鉸鏈的銷軸與套筒間承受較大的壓力，傳動時二者的工作外表會因相對轉動而導致鉸鏈磨損，使鏈節距增大，鏈與鏈輪的嚙合點外移，容易引起跳齒和脫鏈，加大噪聲以及其他破壞。5.過載拉斷 在低速v6m/s重載或瞬時嚴重過載時，鏈條可能被拉斷。11.3 滾子鏈傳動設計11.3.2 滾子鏈傳動設計計算及主要參數的選擇 一般：需要傳遞的功率、主動輪轉速、從動輪轉速(或傳動比)、傳動的用途和工作情況、原動機類型以及

9、外廓安裝尺寸等。1.設計鏈傳動的條件 確定滾子鏈的型號、鏈節距、鏈節數、選擇大小鏈輪齒數、材料、結構，繪制鏈輪工作圖并確定傳動的中心距。2.設計計算的內容 (1傳動比I 傳動比受鏈輪最小齒數和最大齒數的限制，且外廓尺寸也不能過大，傳動比過大時，小鏈輪上的包角1將會太小，同時嚙合的齒數也太少，將加速輪齒的磨損。因此，通常要求包角1不小于120。一般取傳動比i7，推薦i=23.5。當工作速度較低(v2m/s)，且載荷平穩、傳動外廓尺寸不受限制時，允許i10。 3.具體設計計算的根本方法和有關主要參數的選擇11.3 滾子鏈傳動設計 (2確定鏈輪齒數z1、z2 (3選擇鏈條節距p及排數，確定鏈型號 在

10、一定條件下，鏈節距越大，承載能力越高，但運動平穩性差、動載荷和噪聲越嚴重。因此，設計時，在滿足承載能力的前提下，應盡量選取小節距的單排鏈；高速重載時，可選擇小節距的多排鏈。 一般根據鏈傳動單排鏈的額定功率P0和小鏈輪的轉速n，由圖11.10選取鏈條節距p和鏈型號。鏈傳動的計算功率PC可由下式確定：11.3 滾子鏈傳動設計圖11.10 滾子鏈額定功率曲線11.3 滾子鏈傳動設計 (4確定中心距和鏈節數Lp11.3 滾子鏈傳動設計 (5驗算鏈速并確定潤滑方式 鏈速過高，會增加鏈傳動的動載荷和噪聲，因此，一般將鏈速限制在15m/s以下。假設超過了允許范圍，應調整設計參數重新計算。 根據節距和查圖11

11、.11確定傳動的潤滑方式。圖11.11 推薦的潤滑方式.人工定期潤滑；.滴油潤滑；.油浴潤滑；.壓力噴油潤滑11.3 滾子鏈傳動設計 (6設計鏈輪并繪制其工作圖 鏈輪軸向齒廓和尺寸見表11.6。繪制鏈輪工作圖時，應注明節距p、齒數z、分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df及齒側凸緣直徑dg。11.3 滾子鏈傳動設計 鏈輪的結構如圖11.12所示，小直徑鏈輪可制成實心式圖11.12(a)，中等直徑可制成孔板式圖11.12(b)，直徑較大時可用組合式結構圖11.12(c)。 鏈輪材料應保證其有足夠的抗疲勞強度、耐沖擊性和耐腐蝕性，故鏈輪材料多采用中碳鋼和中碳合金鋼，如45、40Cr、35Si

12、Mo等，經淬火處理，硬度到達4050HRC；高速、重載時采用低碳鋼、低碳合金鋼，如15、20、15Cr、20Cr，經外表滲碳淬火，其硬度到達5560HRC；低速、輕載、齒數較多的從動輪也可采用鑄鐵制造。 工作時因小輪嚙合次數遠遠多于大輪的嚙合次數，易于損壞，故小輪的材料應比大輪的好一些。圖11.12 鏈輪的結構11.4 鏈傳動的布置和潤滑11.4.1 鏈傳動的布置 在鏈傳動中，兩鏈輪的轉動平面應在同一平面內，兩軸線必須平行，最好成水平布置，如需傾斜布置，兩鏈輪中心連線與水平線的夾角應小于45。同時鏈傳動應使緊邊即主動邊在上，松邊在下，以便鏈節和鏈輪輪齒可以順利地進入和退出嚙合。如果松邊在上，可

13、能會因松邊垂度過大而出現鏈條與輪齒的干擾，甚至會引起松邊與緊邊的碰撞。具體布置情況參見表11.7。11.4 鏈傳動的布置和潤滑11.4 鏈傳動的布置和潤滑11.4.2 鏈傳動的張緊 鏈條包在鏈輪上應松緊適度。通常用測量松邊垂度f的方法來控制鏈的松緊程度，如圖11.13所示。 適宜的松邊垂度為f=0.010.02a，式中，a是中心距。對于重載、反復起動及接近垂直的鏈傳動，松邊垂度應適當減小。 傳動中，當鉸鏈磨損使長度增大而導致松邊垂度過大時，可采取如下張緊措施： 1)通過調整中心距，使鏈張緊。 2)撤除12個鏈節，縮短鏈長，使鏈張緊。 3)加張緊輪，使鏈條張緊。張緊輪一般位于松邊的外側，它可以是

14、鏈輪，其齒數與小鏈輪相近，也可以是無齒的錕輪，錕輪直徑稍小，并常用夾布膠木制造。圖11.13 垂度測量11.4 鏈傳動的布置和潤滑11.4.3 鏈傳動的潤滑 鏈傳動良好的潤滑將會減少磨損、緩和沖擊，提高承載能力，延長使用壽命，因此鏈傳動應合理地確定潤滑方式和潤滑劑種類。 常用的潤滑方式有幾種： 1人工定期潤滑：用油壺或油刷給油圖11.14a，每班注油一次，適用于鏈速v4m/s的不重要傳動。 2滴油潤滑：用油杯通過油管向松邊的內、外鏈板間隙處滴油，用于鏈速v10m/s的傳動圖11.14b。 3油浴潤滑：鏈從密封的油池中通過，鏈條浸油深度以612mm為宜，適用于鏈速v=6 12m/s的傳動圖11.

15、14c。 4飛濺潤滑：在密封容器中，用甩油盤將油甩起，經由殼體上的集油裝置油導流到鏈上。甩油盤速度應大于3m/s，浸油深度一般為12 15mm圖11.14d。 5壓力油循環潤滑：用油泵將油噴到鏈上，噴口應設在鏈條進入嚙合之處。適用于鏈速v8m/s的大功率傳動圖11.14e，鏈傳動常用的潤滑油有L-AN32、L-AN46、L-AN68、L-AN100等全損耗系統用油。溫度低時，黏度宜低；功率大時，黏度宜高。11.4 鏈傳動的布置和潤滑圖11.14 鏈傳動潤滑方法 本章主要介紹了滾子鏈的失效形式，鏈傳動主要參數的選擇和設計步驟；同時還介紹了鏈傳動的類型、結構和特點、鏈傳動的運動特性及受力分析等；最

16、后簡單介紹了鏈傳動的使用和維護。小 結 1.鏈節P的大小對鏈傳動的動載荷有何影響？ 2.鏈傳動的合理布置有哪些要求？ 3.鏈傳動的主要失效形式有哪幾種？ 4.影響鏈傳動不均勻性的主要參數有哪些？為什么？設計時，為減少速度不均勻性應從哪幾方面考慮？如何合理選擇參數？ 5.鏈傳動與帶傳動的張緊目的有何區別？ 6.設計一鏈傳動，主動輪轉速n1=960r/min，從動輪轉速n2=320r/min，電動機功率P=4kW，兩班制工作，載荷平穩。 習 題11.4 鏈傳動的布置和潤滑 7.當傳遞功率較大時，可用單排大節距鏈條，也可用多排小節距鏈條，此二者各有何特點，各適用于什么場合？ 8.小鏈輪齒數z1不允許過少，大鏈輪齒數z2不允許過多。這是為什么？ 9.鏈傳動的失效形式有幾種