鏈傳動的設計..第一頁，共31頁。鏈傳動的主要優點是：沒有滑動；工況相同時，傳動尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較小；效率較高，可以達到η≈98%；能在溫度較高、濕度較大的環境中使用等；需要時軸間距離可以很大。鏈傳動的缺點是：只能用于平行軸間的傳動；瞬時速度不均勻，高速運轉時不如帶傳動平穩；不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動中應用；工作時有噪聲；制造費用比帶傳動高等。鏈傳動的應用：鏈傳動主要用于要求工作可靠，且兩軸相距較遠，以及其它不宜采用齒輪傳動的場合。廣泛用于農業、采礦、冶金、起重、運輸、石油、化工、紡織等各種機械的動力傳動中。目前，最大傳遞功率達到5000kW，最高速度達到40m/s，最大傳動比達到15，最大中心距達到8m。由于經濟及其他原因，鏈傳動的傳動功率一般小于100kW，速度小于15m/s，傳動比小于8。第二頁，共31頁。11.1.2鏈的分類按照工作性質的不同：傳動鏈、起重鏈、曳引鏈。最常用的是傳動鏈。傳動鏈主要用來傳遞動力，通常都在中等速度(20m/s)以下工作。起重鏈主要用在起重機械中提升重物，其工作速度不大于0.25m/s。曳引鏈主要用在運輸機械中移動重物，其工作速度不大于2m/s－4m/s。傳動鏈主要分為：套筒鏈、套筒滾子鏈(簡稱滾子鏈)、齒形鏈和成型鏈。圖11.3滾子鏈結構圖11.4雙排鏈結構第三頁，共31頁。滾子鏈的鏈板一般做成8字形，以使它的各個橫截面具有接近相等的抗拉強度，同時也減少了鏈的重量和運動時的慣性力。節距P是鏈的基本特性參數。滾子鏈的節距是指鏈在拉直情況下，相鄰滾子外圓中心之間的距離。套筒和銷軸間的接觸面積稱為鉸鏈承壓面，它的投影面積A為當傳遞大功率時，可以用雙排鏈或多排鏈。把一根以上的單列鏈并列、用長銷軸聯接起來的鏈稱為多排鏈。多排鏈的排數一般不超過3－4排，因為排數的增加會導致各排受力不均增加。當載荷大而要求排數多時，可采用兩根或兩根以上的雙排鏈或三排鏈。第四頁，共31頁。鏈的節數根據實際需要而定，通過鏈接頭鏈接。當一根鏈的鏈節數為偶數時采用連接鏈節；當鏈節數為奇數時，則必須加一個過渡鏈節。過渡鏈節的鏈板受有附加彎矩，最好不用，但在重載、沖擊、反向等繁重條件下工作時，采用全部由過渡鏈節構成的鏈，柔性較好，能減輕沖擊和振動。滾子鏈的標記為：鏈號排數整鏈鏈節數標準編號

第五頁，共31頁。11.2.2齒形鏈齒形鏈又稱無聲鏈，它是由一組帶有兩個齒的鏈板左右交錯并列鉸接而成；鏈齒外側是直邊，工作時鏈齒外側邊與鏈輪輪齒相嚙合實現傳動，其嚙合的齒楔角有60???????和70o兩種，前者用于節距p≥9.525mm，后者用于p<9.525mm。其中楔角為60???????的齒形鏈傳動因較易制造，應用較廣。齒形鏈既適宜于高速傳動，又適宜于傳動比大和中心距小的場合，其傳動效率一般為95%～98%，潤滑良好的傳動可達98%～99%。和滾子鏈比較，齒形鏈具有工作平穩、噪聲較小、允許鏈速較高、承受沖擊載荷能力較好(有嚴重沖擊載荷時，最好采用帶傳動)和輪齒受力較均勻等優點；價格較貴、重量較大并且對安裝和維護的要求也較高。第六頁，共31頁。齒形鏈的鉸鏈形式主要有三種形式：圓銷式、軸瓦式、滾柱式。第七頁，共31頁。11.3鏈輪結構和材料鏈輪輪齒的齒形應保證鏈節能自由地進入和退出嚙合；在嚙合時應保證良好的接觸，同時它的形狀應盡可能地簡單。鏈輪齒形已經標準化，鏈輪設計主要是確定其結構尺寸。第八頁，共31頁。滾子鏈鏈輪齒形鏈鏈輪

(a)整體式(b)腹板式(c)組合式圖11.9滾子鏈鏈輪的結構(a)整體式(b)腹板式(c)組合式11.11齒形鏈鏈輪結構第九頁，共31頁。鏈和鏈輪的材料鏈輪材料應能滿足強度和耐磨性的要求；在低速、輕載、平穩傳動中，鏈輪可采用中碳鋼制造；中速、中載時，采用中碳鋼淬火處理，其硬度>40HRC；高速、重載、連續工作的傳動，采用低碳鋼、低碳合金鋼表面滲碳淬火(如用15、20Cr、12CrNi3等鋼淬硬至55HRC-60HRC)或中碳鋼、中碳合金鋼表面淬火(如用45、40Cr、45Mn、35SiMn、35CrMo等鋼淬硬到40HRC－50HRC)。載荷平穩、速度較低、齒數較多時，也允許采用的鑄鐵制造鏈輪。由于小鏈輪的嚙合次數比大鏈輪多，因此對材料的要求也比大鏈輪高。當大鏈輪用鑄鐵制造時，小鏈輪通常都用鋼。第十頁，共31頁。11.4鏈傳動的運動特性第十一頁，共31頁。鏈的水平方向的加速度鏈的垂直方向分速度相對嚙合沖擊動能若鏈條松弛，在起動、制動、反轉、載荷變化等情況下，將產生慣性沖擊，使鏈傳動產生很大的動載荷。

第十二頁，共31頁。11.5鏈傳動的受力分析工作拉力：離心拉力：垂度拉力

：緊邊總拉力：松邊總拉力：軸上的載荷：第十三頁，共31頁。11.6滾子鏈傳動的失效形式及計算方法鏈傳動的失效形式有：(1)鉸鏈元件由于疲勞強度不足而破壞。(2)因鉸鏈銷軸磨損使鏈節距過度伸長（在標準試驗條件下允許伸長率為3%），從而破壞正確嚙合和造成脫鏈現象；(3)潤滑不當或轉速過高時，銷軸和套筒的摩擦表面易發生膠合破壞；(4)經常起動、反轉、制動的鏈傳動，由于過載造成沖擊破斷；(5)低速重載的鏈傳動，鉸鏈元件發生靜強度破壞；(6)鏈輪輪齒磨損。額定功率曲線

第十四頁，共31頁。額定功率確定方法對于的低速鏈傳動，鏈的主要失效形式是過載拉斷，應進行靜強度校核。靜強度安全系數應滿足下列要求試驗條件：兩鏈輪安裝在同一個水平面上，單列鏈水平布置、載荷平穩、工作環境正常、按推薦的潤滑方式潤滑、使用壽命15000h；鏈因磨損而引起鏈節距的相對伸長量。第十五頁，共31頁。11.7滾子鏈傳動的設計步驟和主要參數的確定設計滾子鏈時的原始數據為：傳動的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉速（或傳動比）、原動機種類、載荷性質以及傳動用途等。設計步驟：

1．選擇鏈輪齒數z1、z2小鏈輪齒數對鏈傳動的平穩性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數不宜過多或過少。過少時將：1)增加傳動的不均勻性和動載荷；2)增加鏈節間的相對轉角，從而增大功率消耗；3)增加鉸鏈承壓面間的壓強（因齒數少時，鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將增加），從而加速鉸鏈磨損等；4)增加鏈傳動的圓周力，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞。由于鏈節數應選用偶數，所以鏈輪齒數最好選質數或不能整除鏈節數的數。并優先選取17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。

第十六頁，共31頁。

2．確定傳動比i鏈傳動的傳動比一般，推薦，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允許到10（個別情況可到15）。如傳動比過大，則鏈包在小鏈輪上的包角過小，嚙合的齒數太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現跳齒，破壞正常嚙合，通常包角最好不小于，傳動比在3左右。3．確定計算功率4．確定鏈節距：在承載能力足夠條件下，應選取較小節距的單排鏈，高速重載時，可選用小節距的多排鏈。一般，載荷大、中心距小、傳動比大時，選小節距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動比小時選大節距單排鏈。

5．確定中心距和鏈長第十七頁，共31頁。

6．鏈速和鏈輪的極限轉速鏈速的提高受到動載荷的限制，所以一般最好不超過12m/s。如果鏈和鏈輪的制造質量很高，鏈節距較小，鏈輪齒數較多，安裝精度很高，以及采用合金鋼制造的鏈，則鏈速也允許超過20m/s－30m/s。鏈輪的最佳轉速和極限轉速。

7．計算鏈傳動作用在軸上的力FQ第十八頁，共31頁。11.8齒型鏈傳動設計齒形鏈的基本參數確定方法為：鏈輪齒數，通常，且宜取奇數齒；傳動比，通常取，推薦；齒型鏈節距、鏈寬和適用小鏈輪轉速范圍；第十九頁，共31頁。圖11.19齒型鏈傳動額定功率曲線(b=1mm、z1=21、平穩載荷)第二十頁，共31頁。11.9鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈傳動的合理布置兩鏈輪的回轉平面應在同一垂直平面內;兩鏈輪中心連線最好是水平的，或與水平面成以下的傾斜角，盡量避免垂直傳動。屬于下列情況時，緊邊最好布置在傳動的上面：1)中心距和的水平傳動；2)傾斜角相當大的傳動；3)中心距、傳動比和鏈輪齒數的水平傳動。

圖11.20傳動鏈的布置第二十一頁，共31頁。鏈傳動的張緊方法鏈傳動張緊的目的，主要是為了避免由于鏈條垂度過大產生嚙合不良和鏈條振動現象，同時也為了增加鏈條的包角。張緊力并不決定鏈的工作能力，而只是決定垂度的大小。當兩輪中心連線傾角大于60o時，一般都要設置張緊裝置。最常見的張緊方法是移動鏈輪以增大兩輪的中心距。但如中心距不可調時，也可以采用張緊輪傳動。張緊輪應裝在靠近主動鏈輪的松邊上。不論是帶齒的還是不帶齒的張緊輪，其分度圓直徑最好與小鏈輪的分度圓直徑相近。不帶齒的張緊輪可以用夾布膠木制成，寬度應比鏈約寬5mm。此外還可用壓板或托板張緊。對于中心距大的鏈傳動，用托板控制垂度更為合理。第二十二頁，共31頁。

鏈傳動的潤滑、護罩或鏈條箱

Ⅰ—人工定期潤滑；Ⅱ—滴油潤滑；Ⅲ—油浴或飛濺潤滑；Ⅳ—壓力噴油潤滑圖11.22建議使用的潤滑油方法第二十三頁，共31頁。復習思考題

1、鏈傳動和帶傳動相比有什么優缺點？應用范圍如何？

2、傳動鏈有哪幾種結構形式？各有何特點？

3、鏈傳動的傳動比及圓周速度不均勻性是怎樣產生的？變化過程如何？

4、鏈傳動中產生動載荷的原因有哪些？如何對其進行分析？

5、鏈傳動中的主要作用力有哪幾種？各如何計算？作用于軸上的力如何計算？

6、鏈傳動的失效形式有哪些？極限功率曲線如何獲得？

7、在設計鏈傳動時，傳動比、鏈輪齒數、鏈速和鏈輪的極限轉速、鏈節距、鏈長度和中心距等參數如何選定？

8、如何對鏈傳動進行合理布置及張緊？

9、如何