1、第第9章章 鏈傳動鏈傳動9-1 鏈傳動的特點及應用鏈傳動的特點及應用 9-2 傳動鏈的結構特點傳動鏈的結構特點 9-6 滾子鏈傳動的計算滾子鏈傳動的計算9-4 鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性 9-7 鏈傳動的布置、張緊和潤滑鏈傳動的布置、張緊和潤滑 9-3 滾子鏈鏈輪的結構和材料滾子鏈鏈輪的結構和材料 9-5 鏈傳動的受力分析鏈傳動的受力分析 9-1 鏈傳動的特點和應用鏈傳動的特點和應用組成：組成：鏈輪、環形鏈條鏈輪、環形鏈條作用：作用：鏈條鏈節與鏈輪輪齒之間的嚙合實靠現平行軸之鏈條鏈節與鏈輪輪齒之間的嚙合實靠現平行軸之間的同間的同 向傳動。向傳動。特點：特點：1. 鏈輪傳動沒有彈性滑動和打

2、滑，鏈輪傳動沒有彈性滑動和打滑， 能保持準確的平均傳能保持準確的平均傳動比；動比；2.需要的張緊力小，作用在軸上的壓力小，可減少軸承需要的張緊力小，作用在軸上的壓力小，可減少軸承 的摩擦損失的摩擦損失 ；3.結構緊湊；結構緊湊；4.能在高溫，有油污等惡劣環境下工作；能在高溫，有油污等惡劣環境下工作；5.制造和安裝精度較低，中心距較大時其傳動結構簡單；制造和安裝精度較低，中心距較大時其傳動結構簡單；缺點：缺點： 只能實現同向傳動；瞬時轉速和瞬時傳動比不只能實現同向傳動；瞬時轉速和瞬時傳動比不是常數，傳動的平穩性是常數，傳動的平穩性 較差；磨損后易出現跳齒；有較差；磨損后易出現跳齒；有一定的沖擊和

3、噪聲，不宜應用于載荷變化大、高速和急一定的沖擊和噪聲，不宜應用于載荷變化大、高速和急速反向的傳動中。速反向的傳動中。工作范圍：工作范圍：傳動比：傳動比： i 8;8; 中心距：中心距： a 556 m;6 m; 傳遞功率：傳遞功率： P 100 KW;100 KW; 圓周速度：圓周速度： v 15 m/s;15 m/s; 傳動效率：傳動效率： 0.950.950.98 0.98 9-2 傳動鏈的結構特點傳動鏈的結構特點 一、一、 鏈條鏈條類型類型 滾子鏈的組成：滾子鏈的組成：滾子、套筒、銷軸、滾子、套筒、銷軸、內鏈板、外鏈板。內鏈板、外鏈板。 齒形鏈齒形鏈滾子鏈滾子鏈銷軸銷軸滾子滾子外鏈板外鏈

4、板套筒套筒內鏈板內鏈板鏈條材料：鏈條材料：碳素鋼或合金鋼，經熱處理，以提高強度和耐磨性和碳素鋼或合金鋼，經熱處理，以提高強度和耐磨性和耐沖擊性。耐沖擊性。套筒滾子鏈的剖面結構：套筒滾子鏈的剖面結構：滾子滾子套筒套筒銷軸銷軸內鏈板內鏈板外鏈板外鏈板 鏈條的主要參數節距鏈條的主要參數節距p：節距節距p：滾子鏈上相鄰兩滾子中心的距離。滾子鏈上相鄰兩滾子中心的距離。 p 越大，越大，鏈條各零件尺寸越大，所能傳遞的功率也越大。鏈條各零件尺寸越大，所能傳遞的功率也越大。結構類型：結構類型：單排鏈和多排鏈。單排鏈和多排鏈。滾子鏈已標準化，分為滾子鏈已標準化，分為A、B兩個系列，兩個系列，常用的是常用的是A系

5、列系列.pppt雙排滾子鏈雙排滾子鏈 164 .25 鏈號數p 鏈條長度以鏈節數表示。鏈節數最好取鏈條長度以鏈節數表示。鏈節數最好取偶數偶數，以便鏈，以便鏈條聯成環形時正好是外鏈板與內鏈板相接。條聯成環形時正好是外鏈板與內鏈板相接。若鏈節數為若鏈節數為奇數奇數時，則采用過渡鏈節，在鏈條受拉時，時，則采用過渡鏈節，在鏈條受拉時，過度鏈節還要承受附加的彎曲載荷，通常應避免采用。過度鏈節還要承受附加的彎曲載荷，通常應避免采用。滾子鏈的標記：滾子鏈的標記：標記實例：標記實例： 08A-1 88 GB1243.1-83 A系列，節距12.7mm,單排，87節鏈號鏈號國標號國標號排數排數鏈節數鏈節數過渡鏈

6、節過渡鏈節 Zpd180sin( (一一) )基本參數及主要尺寸基本參數及主要尺寸 滾子鏈鏈滾子鏈鏈輪的參數輪的參數鏈輪的節距：鏈輪的節距：p -p -弦長弦長 分度圓直徑：分度圓直徑：d1ddf=d- -d1 齒頂圓直徑：齒頂圓直徑：daZctgpda18054.0齒根圓直徑：齒根圓直徑：只規定了最小和最大齒槽形狀及其極限參數，實際齒形介于只規定了最小和最大齒槽形狀及其極限參數，實際齒形介于最大最小齒槽形狀之間。這樣處理使鏈輪齒設計具有很大的最大最小齒槽形狀之間。這樣處理使鏈輪齒設計具有很大的靈活性。但齒形應保證鏈節能平穩自如地進入或推出嚙合，靈活性。但齒形應保證鏈節能平穩自如地進入或推出嚙

7、合，并便于加工。并便于加工。鏈輪主要尺寸計算公式：鏈輪主要尺寸計算公式：9-3 滾子鏈鏈輪的結構和材料滾子鏈鏈輪的結構和材料 reridf360360 Z Z p鏈輪的結構鏈輪的結構實心式實心式-小直徑小直徑孔板式孔板式-中等直徑中等直徑 鏈輪的結構鏈輪的結構實心式實心式-小直徑小直徑 組合式組合式-大直徑，齒圈可更換。大直徑，齒圈可更換。孔板式孔板式-中等直徑中等直徑鏈輪的結構鏈輪的結構實心式實心式-小直徑小直徑 鏈輪的材料鏈輪的材料 鏈輪的材料應能保證輪齒具有足夠的鏈輪的材料應能保證輪齒具有足夠的耐磨性耐磨性和和強度強度，由于小鏈輪的工作情況較大鏈輪的惡劣些，故小鏈輪由于小鏈輪的工作情況較

8、大鏈輪的惡劣些，故小鏈輪通常采用較好的材料制造。通常采用較好的材料制造。材料與熱處理：材料與熱處理：碳素鋼、鑄鐵、重要鏈輪可用合金鋼。碳素鋼、鑄鐵、重要鏈輪可用合金鋼。 齒面需經熱處理以提高接觸強度和耐磨性。齒面需經熱處理以提高接觸強度和耐磨性。 作者： 潘存云教授 鏈由許多剛性鏈節聯接而成，當鏈與鏈輪嚙合時，鏈呈折線鏈由許多剛性鏈節聯接而成，當鏈與鏈輪嚙合時，鏈呈折線包在鏈輪上，形成一個局部正多邊形。該正多邊形的邊長為包在鏈輪上，形成一個局部正多邊形。該正多邊形的邊長為鏈節距鏈節距P，鏈輪回轉一周，鏈移動的距離為，鏈輪回轉一周，鏈移動的距離為zP，故鏈的平均速，故鏈的平均速度和平均傳動比為：

9、度和平均傳動比為：一、鏈傳動的速度分析一、鏈傳動的速度分析 9-4 鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性 smpnzz/10006060221一、鏈傳動的速度分析一、鏈傳動的速度分析 10006011pnzv1221zznni鏈條的平均線速度：鏈條的平均線速度：平均傳動比為：平均傳動比為：R1 11分度圓瞬時線速度：分度圓瞬時線速度：鏈條的瞬時線速度沿鏈條的瞬時線速度沿AB方向，方向，111RvAABcos11Rvx鏈條進入鏈輪后形成折線，因此鏈傳動相當于一對多邊形輪之間的傳動。其大小為：其大小為：9-4 鏈傳動的運動特性鏈傳動的運動特性 R1sin111Rvy在鏈條垂直方向的分量為：在鏈條垂直方

10、向的分量為： :18010時當z為相位角：為相位角：10101800180zz1:0 時當鏈輪每轉過一齒，鏈速時快時慢變化一次。由此可知，當鏈輪等速回轉時，瞬時鏈速和順時傳動比都作周期性變化。變化范圍xAB180z1180z1R1R1 1111min180coszRvvxx11maxRvvxx0min11yyvv111max11180sinzRvvyy11111180cosRvzRx1111180sin0zRvy鏈速分量作周期性變化，從而使鏈條上下抖動。鏈速分量鏈速分量:1 同理，對于從動輪，也有：同理，對于從動輪，也有：xAB180z1180z1R1R1 1上式表明，當主動鏈輪作等速轉上式表

11、明，當主動鏈輪作等速轉動時，從動鏈輪隨動時，從動鏈輪隨、的變化的變化作周期性的變速轉動。作周期性的變速轉動。cos22Rvxcos22Rvx鏈傳動的瞬時傳動比：鏈傳動的瞬時傳動比：coscos1221RRis鏈速分量作周期性變化，從而使鏈條上下抖動。鏈速是變化的，鏈傳動在工作時，會產生振動和動載荷！鏈傳動在工作時，會產生振動和動載荷！這種特性被稱為鏈傳動的這種特性被稱為鏈傳動的多邊形效應多邊形效應。1tJJdd2二、鏈傳動的動載荷二、鏈傳動的動載荷 鏈傳動中的多邊形效應造成鏈條和從動鏈輪都是鏈傳動中的多邊形效應造成鏈條和從動鏈輪都是周期性的變速運動，從而引起動載荷。周期性的變速運動，從而引起動

12、載荷。鏈條前進的加速度引起的動載荷為：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：從動鏈輪的角加速度引起的動載荷為：JM2d2180211pzsincos21111RRdtddtdvaxc:18010時當z1211max180sinzRaccos11Rdtd n 、p 、z , 則則Fd1 tRJRMFddd22222d沖擊力為： v n 、p , 則則相對沖擊動載荷相對沖擊動載荷d當鏈節嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直當鏈節嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運動的鏈節鉸鏈和以角速度線運動的鏈節鉸鏈和以角速度作圓周作圓周運動的鏈輪輪齒，將以一定的相對速運動的鏈輪輪齒，將以一定

13、的相對速度突然相互嚙合，從而使鏈條和鏈輪度突然相互嚙合，從而使鏈條和鏈輪受到沖擊，并產生附加動載荷。受到沖擊，并產生附加動載荷。d 鏈傳動速度的變化，使鏈條和鏈輪具有加速度和角加鏈傳動速度的變化，使鏈條和鏈輪具有加速度和角加速度，從而產生附加的動載荷；速度，從而產生附加的動載荷； 鏈節進入嚙合的瞬間，與輪齒產生沖擊；鏈節進入嚙合的瞬間，與輪齒產生沖擊； 鏈輪的轉速越高，節距越大，齒數越少，傳動的動載鏈輪的轉速越高，節距越大，齒數越少，傳動的動載荷就越大，沖擊也越強烈。荷就越大，沖擊也越強烈。小結 作者： 潘存云教授 v 工作拉力工作拉力Fev 離心拉力離心拉力Fcv 懸垂拉力懸垂拉力Ff上懸垂

14、點拉力上懸垂點拉力下懸垂點拉力下懸垂點拉力NvPFe 1000NqvFc 2fF fF 三。鏈傳動的受力分析三。鏈傳動的受力分析 為保證松邊垂度不至過大，安裝鏈傳動時，應為保證松邊垂度不至過大，安裝鏈傳動時，應: 適當張緊適當張緊 f懸垂拉力懸垂拉力Ff :Ff =Kf qa10-2 N a-為中心距，為中心距，Kf -為垂度系數為垂度系數n1n2F”f =(Ky +sin ) qa 10-2 N F f = max Ff F”f FfF”fa 0.3 0.5 1 1.5 2 3 5 10 302015105321.51 0.5 0.3f /a %Kf Ff” aFff 緊邊拉力為：緊邊拉力為

15、：F1 = Fe + Fc + Ff N松邊拉力為：松邊拉力為：F2 = Fc + Ff Nn1n2F1F1F2F280 60 =0 20 40 70 作者： 潘存云教授 9-6 滾子鏈傳動的設計計算滾子鏈傳動的設計計算一、失效形式一、失效形式1.1.鏈的疲勞破壞鏈的疲勞破壞: :在工作過程中，鏈條上的各個元件都在變應在工作過程中，鏈條上的各個元件都在變應力作用下工作，經過一定的循環次數后，鏈板將會因疲勞而斷裂；力作用下工作，經過一定的循環次數后，鏈板將會因疲勞而斷裂；套筒、滾子表面將會因為沖擊而產生疲勞點蝕；套筒、滾子表面將會因為沖擊而產生疲勞點蝕；鏈條的疲勞強度鏈條的疲勞強度是決定鏈傳動承

16、載能力的主要因素。是決定鏈傳動承載能力的主要因素。2.鏈條鉸鏈的磨損：鉸鏈中的銷軸和套筒既承受較大的壓力又存鏈條鉸鏈的磨損：鉸鏈中的銷軸和套筒既承受較大的壓力又存在相對轉動，導致鉸鏈磨損。在相對轉動，導致鉸鏈磨損。磨損是開式鏈傳動的主要失效形式。磨損是開式鏈傳動的主要失效形式。鉸鏈磨損后，其結果是鏈節距增加，鏈條總長度增加，從而使鏈鉸鏈磨損后，其結果是鏈節距增加，鏈條總長度增加，從而使鏈的松邊垂度發生變化，同時增加了運動的不均勻性和動載荷，引的松邊垂度發生變化，同時增加了運動的不均勻性和動載荷，引起跳齒。起跳齒。3.鏈條鉸鏈的膠合：鏈速較高，鉸鏈收到的沖擊增大，鉸鏈中的鏈條鉸鏈的膠合：鏈速較高

17、，鉸鏈收到的沖擊增大，鉸鏈中的銷軸和套筒在高壓下直接接觸，同時兩者相對轉動產生摩擦熱，銷軸和套筒在高壓下直接接觸，同時兩者相對轉動產生摩擦熱，從而導致膠合。從而導致膠合。膠合在一定程度上限制了鏈傳動的極限轉速。膠合在一定程度上限制了鏈傳動的極限轉速。4.鏈條靜力拉斷：在低速（鏈條靜力拉斷：在低速（vv7 而又潤滑不當而又潤滑不當P0降低降低3060%傳動不可靠！傳動不可靠！1.5 71530%推薦的潤滑方式推薦的潤滑方式0.20.3 0.40.6 0.8 12345681020鏈速鏈速v(m/s)50.844.4538.131.7525.419.0515.87512.7鏈鏈節節距距p(mm)人

18、工定期潤滑人工定期潤滑滴油潤滑滴油潤滑油浴或油浴或 飛濺潤滑飛濺潤滑壓力噴壓力噴 油滑潤油滑潤 作者： 潘存云教授 鏈傳動的參數選擇鏈傳動的參數選擇1. 1.鏈輪齒數鏈輪齒數Z1Z1和和Z2Z2（1 1）小鏈輪齒數）小鏈輪齒數Z1Z1少，可以減小外廓尺寸；少，可以減小外廓尺寸；（2 2）但齒數過少，會增加運動的不均勻性和動載荷；鏈條在進入）但齒數過少，會增加運動的不均勻性和動載荷；鏈條在進入和退出嚙合時，鏈節間的相對轉角增大；鏈傳動的圓周力增大，和退出嚙合時，鏈節間的相對轉角增大；鏈傳動的圓周力增大，從總體上增加鏈條和鏈輪的磨損。從總體上增加鏈條和鏈輪的磨損。（3 3）小鏈輪齒數）小鏈輪齒數Z

19、1Z1也不宜取的過大，在傳動比給定的情況小，也不宜取的過大，在傳動比給定的情況小，Z Z2 2也相應地增大，傳動的總體尺寸增大；易發生跳齒和脫鏈，也相應地增大，傳動的總體尺寸增大；易發生跳齒和脫鏈，縮短了鏈條的使用壽命縮短了鏈條的使用壽命。通常通常z z1 1 9 9，而，而z z2 2 114 114，此外，由于鏈節數一般為偶數，故，此外，由于鏈節數一般為偶數，故鏈輪鏈輪齒數齒數最好選用與鏈節數互質的奇數，以減少同一鏈節與輪齒周最好選用與鏈節數互質的奇數，以減少同一鏈節與輪齒周期性嚙合的機會，使磨損趨于均勻。期性嚙合的機會，使磨損趨于均勻。 p與與d 之間的關系：之間的關系：大鏈輪的齒數大鏈

20、輪的齒數: z2 =i z1P+pzpd180sin 得：鏈條鉸鏈磨損后，節距將邊長，鏈輪節圓將向齒頂移動。p一定時一定時: z d 越容易發生跳齒和脫鏈現象。越容易發生跳齒和脫鏈現象。一般取：一般取： z2 114Zpd180sin由：d180zpd+d一般一般 鏈節數為偶數，為使鏈節數為偶數，為使磨損均勻，磨損均勻，鏈輪齒數最好取與鏈輪齒數最好取與鏈節數互為質數的鏈節數互為質數的奇數。奇數。優選數列：優選數列：17、19、21、23、25、38、57、76、95, 114 傳動比：傳動比：i 6 - 一般情況下一般情況下 2 i 3.5 - 推薦值推薦值 6 i 10 -當當v2m/s且載

21、荷平穩時且載荷平穩時 2.傳動比的選擇傳動比的選擇 傳動比過大時，由于鏈條在小鏈輪上的包角過小，將傳動比過大時，由于鏈條在小鏈輪上的包角過小，將減少嚙合齒數，每個輪齒承受的載荷增加，加速輪齒減少嚙合齒數，每個輪齒承受的載荷增加，加速輪齒的磨損，因而易出現跳齒或加速齒的磨損。的磨損，因而易出現跳齒或加速齒的磨損。 作者： 潘存云教授 4 4、中心距和鏈節數、中心距和鏈節數一般取：一般取： a=(3050)pamax= 80p（2）中心距過大，松邊垂度過大，傳動時造成松邊顫動。）中心距過大，松邊垂度過大，傳動時造成松邊顫動。（1）中心距過小，單位時間內鏈條的繞轉次數增多，鏈條）中心距過小，單位時間

22、內鏈條的繞轉次數增多，鏈條屈伸次數和應力循環次數增多，因而加劇了鏈的磨損屈伸次數和應力循環次數增多，因而加劇了鏈的磨損和疲勞；中心距小，鏈條在小鏈輪上的包角小，每個齒和疲勞；中心距小，鏈條在小鏈輪上的包角小，每個齒所受的載荷增大，易出現跳齒和脫鏈所受的載荷增大，易出現跳齒和脫鏈鏈條節數：鏈條節數：21221222zzapzzpaLp2122212128224zzzzLzzLpapp中心距：中心距：計算結果應圓整，計算結果應圓整，并取偶數！并取偶數！為便于安裝和調節張緊程度，中心距一般應設計成可調節的。為便于安裝和調節張緊程度，中心距一般應設計成可調節的。按帶傳動公式導出此式若中心距不能調整，而又沒有張緊裝置時，應將計算中心距減小25mm,這樣可使鏈條有小的初垂度，保持蓮傳動的張緊。 3 3、鏈的節距、鏈的節距 2 2）高速重載時，應選用小節距多排鏈高速重載時，應選用小節距多排鏈。鏈的節距越大，其承載能力越高，但總體尺寸增大，多變性效鏈的節距越大，其承載能力越高，但總體尺寸增大，多變性效應顯著，振動、沖擊和噪聲也嚴重。應顯著，振動、沖擊和噪聲也嚴重。確定節距的原則：確定節距的原則：1 1）為使傳動結構緊湊，壽命長，應盡量選用較小節為使傳動結構緊湊，壽命長，應盡量選用較小節 距的單排鏈；距的單排鏈；3 3）中心距小，傳動比大時，應選用小節距多排鏈中心距小，傳動比大時，應選用小