第十一章 鏈傳動(dòng)

1、第十一章 鏈傳動(dòng),組成：主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和鏈條。工作原理：以鏈條作為中間撓性件，靠鏈與鏈輪輪齒的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。,應(yīng)用范圍：適用于中心距較大、要求平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確或工作條件惡劣（如溫度高、有油污、淋水等）的場(chǎng)合。 廣泛應(yīng)用于化工機(jī)械、礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床及摩托車(chē)中。通常，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i≤8； 中心距 a≤5m～6m； 傳遞功率 P≤100kW； 圓周

2、速度 v≤15m/s； 傳動(dòng)效率約為，閉式： h=0.95～0.98， 開(kāi)式： h=0.9～0.93。,主要內(nèi)容：,了解鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)，它的適用場(chǎng)合。了解常用的滾子鏈的型號(hào)（鏈號(hào)）及有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。熟悉單排滾子鏈的結(jié)構(gòu)，鏈輪的分度圓、齒頂圓、齒根圓，鏈輪的構(gòu)造及材料，鏈傳動(dòng)的布置，鏈傳動(dòng)的失效形式。掌握鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性。設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)傳動(dòng)是如何確定鏈條型

3、號(hào)（及鏈號(hào)）。,第一節(jié) 鏈條,常用的鏈條有滾子鏈、套筒鏈和齒形鏈。 鏈條長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)來(lái)表示。鏈節(jié)數(shù)最好取為偶數(shù)，以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時(shí)正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接 。,第二節(jié) 鏈輪,鏈輪的結(jié)構(gòu)如圖3－20所示。小直徑鏈輪可制成實(shí)心［圖3－20（a）］；中等直徑的鏈輪可制成孔板式［圖3－20(b)］；直徑較大的鏈輪可設(shè)計(jì)為組合式［圖3－20(c)］，組合式鏈輪的齒圈磨損后可以更換。 鏈輪輪轂部分的尺寸參考帶輪,,鏈輪的齒形

4、,鏈輪的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)而自由地進(jìn)入和退出嚙合，并便于加工。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB1244-85）規(guī)定的滾子鏈鏈輪的端面齒形如圖3－19所示，它由三段圓弧 ( )和一段直線(bc)組成。,鏈輪主要尺寸的計(jì)算公式：,鏈輪上鏈的滾子中心所在圓稱為分度圓。分度圓直徑： 　　　 mm　?。?－23）齒頂圓直徑：

5、　　　mm　?。?－24）齒根圓直徑： 　　　mm　?。?－25）式中 dr--滾子直徑，mm； 　　 z--齒數(shù)； 　　　p--鏈的節(jié)距，mm,,,,鏈輪齒應(yīng)有足夠的接觸強(qiáng)度和耐磨性，故齒面多經(jīng)熱處理。小鏈輪的嚙合數(shù)比大鏈輪多，所受沖擊力也大，故所用材料須優(yōu)于大鏈輪。常用的鏈輪材料有碳鋼如Q235、Q275、45號(hào)鋼、ZG310－570，灰鑄鐵如HT200等，重要的鏈輪可采用合金

6、鋼，如15Cr、40Cr、35CrMo等。,第三節(jié) 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性,鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)可視為鏈繞在多邊形輪上的情況。由于鏈條是剛性鏈節(jié)用銷(xiāo)軸鉸接而成，當(dāng)鏈繞在鏈輪上時(shí)，鏈節(jié)與鏈輪嚙合區(qū)段的鏈條將曲折成正多邊形的一部分（圖3－22）。視鏈輪為正多邊形，其邊長(zhǎng)相當(dāng)于鏈節(jié)距 p（mm），邊數(shù)相當(dāng)于鏈輪齒數(shù)z。,,傳動(dòng)時(shí)，鏈輪每轉(zhuǎn)一周，鏈條轉(zhuǎn)過(guò)z·p的長(zhǎng)度，當(dāng)兩鏈輪轉(zhuǎn)速（r/min）分別為 n1 和 n2 時(shí)，鏈條的平均速度為： 　　

7、 m/s　　?。?－26） 平均傳動(dòng)比： 　 （3－27）式中　 n1、 n2--主、從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速，r/min； 　　　 z1、z2--主、從動(dòng)鏈輪齒數(shù) 　　實(shí)際上，由于鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)，其瞬時(shí)鏈速及瞬時(shí)傳動(dòng)比是不斷地呈周期性變化的。,,,第四節(jié) 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,（－

8、）鏈傳動(dòng)的失效形式,鏈輪比鏈條的強(qiáng)度高、工作壽命長(zhǎng)，故設(shè)計(jì)時(shí)主要應(yīng)考慮鏈條的失效。鏈傳動(dòng)的主要失效形式有以下幾種。 ?。?）鏈條疲勞損壞 在鏈傳動(dòng)中，鏈條兩邊拉力不相等。在變載荷作用下，經(jīng)過(guò)一定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，鏈板將產(chǎn)生疲勞損壞，如發(fā)生疲勞斷裂，滾子表面發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。在正常潤(rùn)滑條件下，疲勞破壞常是限定鏈傳動(dòng)承載能力的主要因素?！。?）鏈條鉸鏈磨損 潤(rùn)滑密封不良時(shí)，極易引起鉸鏈磨損，鉸鏈磨損后鏈節(jié)變長(zhǎng)，容易引起跳齒或脫鏈。從而降低鏈條的

9、使用壽命?！。?）多次沖擊破壞 受重復(fù)沖擊載荷或反復(fù)起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)時(shí)，滾子套筒和銷(xiāo)軸可能在疲勞破壞之前發(fā)生沖擊斷裂?！。?）膠合 潤(rùn)滑不當(dāng)或速度過(guò)高時(shí)，使銷(xiāo)軸和套筒之間的潤(rùn)滑油膜 受到破壞，以致工作表面發(fā)生膠合。膠合限定了鏈傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速?！。?）靜力拉斷 若載荷超過(guò)鏈條的靜力強(qiáng)度時(shí)，鏈條就被拉斷。這種拉斷常發(fā)生于低速重載或嚴(yán)重過(guò)載的傳動(dòng)中。,（二）功率曲線,Pc≤［P0］= P0 Kz Kp 　?。?－28） 式中

10、 Pc--計(jì)算功率，Pc= KAP，kW；　 KA為工況系數(shù)，見(jiàn)表3－13； 　 P--傳動(dòng)功率，kW； 　 Kz--小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見(jiàn)表3－14；　 Kp―多排鏈系數(shù)，根據(jù)排數(shù)zp查表3－15； P0 由功率曲線圖查得。圖中表明功率P0、轉(zhuǎn)速n1、鏈號(hào)之間的關(guān)系。,（三）鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,鏈條是由專門(mén)工廠制造的，因此設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)，主要是根據(jù)傳動(dòng)的用途、傳遞的功率、大小鏈輪轉(zhuǎn)速、工作狀況等，選擇鏈條的型號(hào)，確定鏈輪

11、的齒數(shù)、鏈節(jié)距、鏈節(jié)數(shù)、排數(shù)，確定兩軸的中心距等?！　℃渹鲃?dòng)速度一般分為低速（v8m/s）。對(duì)于中、高速鏈傳動(dòng)，通常按許用傳動(dòng)功率曲線圖來(lái)選定鏈條規(guī)格，即采用以抗疲勞強(qiáng)度為主的防止多種失效形式的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；低速鏈傳動(dòng)，因抗拉靜強(qiáng)度問(wèn)題而破壞的概率很大，故常按抗拉靜強(qiáng)度計(jì)算。,1、 ≥0.6m/s的鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算,（1）確定鏈輪齒數(shù)z1、z2　　由上節(jié)分析可知，為使鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，小鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)少。對(duì)于滾子鏈，可按鏈速由表3－1

12、6選取z1，然后按傳動(dòng)比確定大鏈輪的齒數(shù)z2=i z1。大鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)多，一般應(yīng)使 z2≤120。一般鏈條節(jié)數(shù)為偶數(shù)，而鏈輪齒數(shù)最好選取奇數(shù)。這樣可使磨損較均勻。,表3－16 小鏈輪齒數(shù)z1,（2）初定中心距a0,若鏈傳動(dòng)中心距過(guò)小，則小鏈輪上的包角也小，同時(shí)嚙合的鏈輪齒數(shù)也減少； 若中心距過(guò)大，則易使鏈條抖動(dòng)。 一般可取中心距a0=（30～50）p，最大中心距 amax≤80p。,（3）選定鏈型號(hào)、確定鏈節(jié)距,根

13、據(jù)傳遞的功率和小鏈輪轉(zhuǎn)速，由圖3－23或圖3-24的功率曲線選定鏈的型號(hào)及相應(yīng)的節(jié)距數(shù)值。　鏈的節(jié)距越大，其承載能力越高。 節(jié)距越大、鏈輪轉(zhuǎn)速越高時(shí)沖擊也越大。 因此，設(shè)計(jì)時(shí)在滿足傳動(dòng)功率情況下，應(yīng)盡可能選用小節(jié)距的鏈，高速重載時(shí)可選用小節(jié)距多排鏈。,（4）確定鏈節(jié)數(shù)、實(shí)際中心距,鏈條長(zhǎng)度用鏈的節(jié)數(shù)LP表示，按帶傳動(dòng)求帶長(zhǎng)的公式可導(dǎo)出： 　

14、 （3－30）  式中　p--鏈條節(jié)距，mm； 　　　a0--初定中心距，mm， 由此算出的鏈節(jié)數(shù)，須圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)。 運(yùn)用上式可解得由節(jié)數(shù)LP求中心距a的公式： （3-31）,,,（5）驗(yàn)算鏈速,為了控制

15、傳動(dòng)的動(dòng)載荷與噪聲，需對(duì)鏈速加以限制，一般要求 v≤15m/s。,（6）計(jì)算對(duì)軸的作用力,鏈作用在軸上的壓力可近似為 　　　 （3－32）  　式中　KQ--壓軸力系數(shù)，一般取1.2～1.3,有沖擊、振動(dòng)時(shí)取大值；　　　F--傳動(dòng)中的圓周力，N； 　　　P--傳遞的功率，kW； v--鏈速，

16、m/s。,,（7）鏈輪幾何尺寸計(jì)算及繪制零件工作圖。,2． <0.6m/s低速鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,對(duì)于 v<0.6m/s的低速鏈傳動(dòng)，其主要失效形式是鏈條靜力拉斷，故應(yīng)按靜拉強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)傳動(dòng)的條件，可先參考圖3－23或圖3-24初步選擇型號(hào)，然后進(jìn)行校核，公式為 　　 （3－33）　　式中 S--靜強(qiáng)度安全系

17、數(shù)； 　　 Q--鏈條的極限拉伸載荷，N，根據(jù)初選型號(hào)查表3－12； 　　 KA--工況系數(shù)，見(jiàn)表3－13； 　　 F--傳動(dòng)中的圓周力，N。,,第五節(jié) 鏈傳動(dòng)的布置和張緊裝置,(一)鏈傳動(dòng)的布置,鏈傳動(dòng)的兩軸應(yīng)平行，兩鏈輪應(yīng)位于同一平面內(nèi)。一般宜采用水平或接近水平的布置，并使松邊在下邊。,(二)鏈傳動(dòng)的張緊,鏈傳動(dòng)張緊的目的主要是避免垂度過(guò)大時(shí)嚙合不良，同時(shí)也可減小鏈條振動(dòng)及增大鏈條與鏈輪的嚙合包角。張緊方法很

18、多：　　　　 1. 增大兩輪中心距。,2.用張緊裝置張緊，如圖3－26所示，張緊輪直徑稍小于小鏈輪直徑，并置于松邊靠近小鏈輪。,,例題：,例3－2　　用P=7.5kW，n1=1450r/min的Y型電動(dòng)機(jī)，通過(guò)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)一機(jī)械，傳動(dòng)比為i=3.1，試設(shè)計(jì)此鏈傳動(dòng)。,解：,（1）鏈輪齒數(shù) 假定 ＝3～8m/s，由表3－16選z1＝21。 大鏈輪齒數(shù)z2=iz1=3.1×21=65.1，取奇數(shù)z2=65。 （2）初定中

19、心距 取a0=40p。（3）鏈條節(jié)數(shù) 由式（3－30）得： 選取LP=124（節(jié)）。,,（4）計(jì)算功率Pc 由表3-13查得KA=1.3故：　　Pc=KAP=1.3×7.5=9.75kW（5）鏈條節(jié)距 由式（3－28）：P0= Pc/Kz KL KP由表3－14得Kz＝1.12；由表3-15得KP=1.7（選用雙排鏈，若用單排鏈，則鏈條的節(jié)距較大，因而鏈速也較大），故P0=9.75/1.12×1.7

20、=5.12kW查圖（3－23），選用08A鏈，即 p=12.7mm。,（6）實(shí)際中心距：將中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的，不必計(jì)算實(shí)際中心距。可得： a≈a0=40p=40×12.7=508mm（7）驗(yàn)算鏈速： 由式（3－26）得：符合原來(lái)假定。（8）作用在軸上的力： Q=1.3F F = 1000×P/v = 1000×

21、7.5/6.54 = 1160 N Q=1.3×1162=1510 N,①分度圓直徑：  ②齒頂圓直徑：  ③齒根圓直徑：由表3－12知： dr=7.95 mm df1=d1-dr=85.21-7.95=77.3 mm df2=d2-dr=262.87-7.95=254.9 mm,（9）鏈