1、一、基本知識1、組成原理：鏈傳動是由裝在平行軸上的主、從動鏈輪和繞在鏈輪上的環形鏈條所組成，屬于具有撓性件的嚙合傳動，依靠鏈輪輪齒與鏈節的嚙合傳遞運動和動力。13-8 鏈傳動的特點和應用 動畫鏈傳動的優點： 1）平均傳動比準確，壓軸力小； 2）效率較高，容易實現多軸傳動； 3）安裝精度要求較低，成本低； 4）適用于中心距較大的傳動。13-8 鏈傳動的特點和應用 3.鏈傳動的缺點: 1）瞬時傳動比不恒定，瞬時鏈速不恒定； 2）傳動的平穩性差，有噪音。13-8 鏈傳動的特點和應用 4.應用：通常，鏈傳動的傳動比i8；中心距a56 m；傳遞功率P100 kW；圓周速度v15 m/s；傳動效率約為 0

2、.950.98。鏈傳動主要用在要求工作可靠、轉速不高，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、石油、化工等行業中。13-9 鏈條和鏈輪鏈條齒形鏈滾子鏈1.滾子鏈條的組成： 滾子套筒銷軸內鏈板外鏈板 動畫一、滾子鏈 2）排數：如右圖為雙排鏈。滾子鏈可制成單排鏈和多排鏈，如右圖所示為雙排鏈。排數越多，承載能力越高，但各排鏈受載不均現象越嚴重，故排數不宜過多。 2.鏈條材料：碳素鋼或合金鋼，經熱處理，以提高強度和耐磨性。3.滾子鏈的主要參數：1）節距：滾子鏈上相鄰兩滾子中心的距離稱為鏈的節距，以p表示，它是鏈條的主要參數。節距越大，鏈條各零件的尺寸越大，所能傳遞的功

3、率也越大。13-9 鏈條和鏈輪p3）長度：鏈條長度以鏈節數來表示。滾子鏈已標準化，分為A、B兩種系列，常用的是A系列。表13-11列出幾種A系列滾子鏈的主要參數。4）鏈條的標記方法：見書P226底部小字。4.鏈條的接頭形式： 鏈節數為奇數時，接頭處須用過渡鏈節。為避免使用過渡鏈節，鏈節數最好取為偶數。13-9 鏈條和鏈輪13-9 鏈條和鏈輪 動畫二、齒形鏈： 齒形鏈是由許多齒形鏈板用鉸鏈聯接而成。優點：與滾子鏈相比，齒形鏈運轉平穩、噪聲小、承受沖擊載荷的能力高。缺點：結構復雜、價格較貴、也較重，所以它的應用沒有滾子鏈那樣廣泛。應用場合：多應用于高速（鏈速可達40m/s）或運動精度要求較高的場合

4、。13-9 鏈條和鏈輪13-9 鏈條和鏈輪三、鏈輪鏈輪的齒形要能夠保證鏈條與其平穩的進入和退出嚙合，而且要便于加工制造。13-9 鏈條和鏈輪滾子鏈鏈輪端面齒形端面齒形 ：三圓弧一直線 d180 Z r2bdcr3r1aa13-9 鏈條和鏈輪軸面齒形 ：圓弧+直線 （各部分尺寸見機械設計手冊第三卷）零件工作圖：只繪制軸面齒形，不用繪制端面齒形。bg(h)r5gbB2B3ptptr5單排鏈輪軸面齒形多排鏈輪軸面齒形直線r413-9 鏈條和鏈輪1、標準參數：國標規定其最大值和最小值。1）齒面圓弧半徑：re 2）齒溝圓弧半徑：ri3）齒溝角：滾子鏈鏈輪端面齒形pd1dreri360 Z dadf13-

5、9 鏈條和鏈輪分度圓直徑：鏈條上被鏈條節距等分的圓稱為鏈輪的分度圓。齒頂圓直徑（三圓弧一直線）df=d-d1 齒根圓直徑：2、鏈輪主要尺寸計算公式：滾子鏈鏈輪端面齒形pd1dreri360 Z dadf3、 鏈輪的材料鏈輪齒應有足夠的接觸強度和耐磨性，故齒面多經熱處理。小鏈輪的嚙合次數比大鏈輪多，所受沖擊力也大，故所用材料一般優于大鏈輪。常用的鏈輪材料有碳素鋼（如Q235、 Q275、 45、ZG310-570等） 、灰鑄鐵（如 HT200）等。重要的鏈輪可采用合金鋼。13-9 鏈條和鏈輪4、 鏈輪的結構鏈輪的結構如圖所示。小直徑鏈輪可制成實心式（整體式）；中等直徑的鏈輪可制成孔板式；直徑較大

6、的鏈輪可設計成組合式，若輪齒因磨損而失效，可更換齒圈。鏈輪輪轂部分的尺寸可參考帶輪。孔板式鏈輪組合式鏈輪整體式鏈輪13-9 鏈條和鏈輪一、鏈傳動的運動分析 鏈傳動中，鏈條繞在鏈輪上相當于繞在邊長為鏈條節距p,邊數為鏈輪齒數z的正多邊形上。13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析 平均傳動比為平均鏈速為平均鏈速和平均傳動比都是恒定的。113-10 鏈傳動的運動分析和受力分析 動畫鏈條線速度的變化可用鏈速不均勻系數來表示齒數不同時鏈速不均勻系數的變化如圖13-28所示。由于多邊形效應，當主動鏈輪勻速轉動時，從動鏈輪的角速度以及鏈傳動的瞬時傳動比都是周期性變化的。瞬時傳動比：13-10 鏈傳動的運動分

7、析和受力分析 從動輪相位角主動輪相位角從動輪分度圓半徑從動輪分度圓半徑二、鏈傳動的受力分析1.鏈傳動也需要張緊：雖然鏈傳動是靠鏈條和鏈輪的嚙合傳遞力和力矩的，但為了避免影響鏈條正常退出嚙合、產生振動、跳齒或脫鏈現象，張緊不可少。但比帶傳動的張緊力小的多。通常，鏈傳動張緊力是通過使鏈保持適當的垂度所產生的懸垂拉力來獲得的。13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析 彈簧自動張緊 重力自動張緊托架自動張緊張緊輪定期張緊13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析 2. 受力分析：鏈在工作過程中，緊邊和松邊的拉力是不等的。若不計傳動中的動載荷，作用在鏈上的力有：圓周力（即有效拉力）F，離心拉力Fc和懸垂拉力F

8、y。1）有效拉力(作用于緊邊) ：13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析 2）離心力：圍繞在鏈輪上的鏈節在運動中產生的離心拉力（作用于全長） Fc=qv2 N式中：q為鏈的每米長質量，kg/m，見表13-11；v為鏈速， m/s。13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析 3）懸垂拉力（作用于全長）：可利用求懸索拉力的方法近似求得 Fy=Kyqga N 式中：a為鏈傳動的中心距，m；Ky為下垂量y=0.02a時的垂度系數，其值與中心線與水平線的夾角有關。13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析 鏈作用在軸上的壓力FQ可近似取為 FQ=(1.21.3) F有沖擊和振動時取大值。鏈的緊邊拉力為： F1=

9、F+Fc+Fy N松邊拉力為： F2=Fc+Fy N可見，鏈受的是變載荷。13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析 一、鏈輪齒數1.小鏈輪齒數z1：對鏈傳動的平穩性和使用壽命有較大的影響。 Z1外廓尺寸，但Z1不宜過少，因為： Z1過少1）傳動的不均勻性和動載荷；2）鏈條進入和退出嚙合時，鏈節間的相對轉角，鉸鏈的磨損；3）鏈傳遞的圓周力，鏈條和鏈輪的損壞。對于滾子鏈，可按鏈速由表13-12選取zl。13-11 鏈傳動的主要參數及其選擇 2.大鏈輪齒數z2：按傳動比確定，z2=iz1。z2不宜過大， zmax=120。z2，傳動的尺寸和質量，鏈條節距的伸長而發生跳齒和脫鏈現象，鏈條的使用壽命。13

10、-11 鏈傳動的主要參數及其選擇 注意：若鏈條的鉸鏈發生磨損，將使鏈條節距變長、鏈輪節圓d向齒頂移動。節距增長量p與節圓外移量d的關系，可由式（13-18）導出：由此可知p一定時，齒數越多節圓外移量d就越大，也越容易發生跳齒和脫鏈現象。脫鏈常發生在大鏈輪上。 一般鏈條節數為偶數，而鏈輪齒數最好選取奇數，這樣可使磨損較均勻。13-11 鏈傳動的主要參數及其選擇 動畫 鏈的節距p是鏈條最主要的參數。二、鏈的節距p承載能力振動、沖擊、噪聲，不平穩如圖所示，當鏈節以一定的相對速度與鏈輪齒嚙合的瞬間，將產生沖擊和動載荷。節距越大、鏈輪轉速越高，沖擊越大。設計時，滿足承載力的前提下，盡量選小p值。13-1

11、1 鏈傳動的主要參數及其選擇 動畫三、中心距和鏈的節數 中心距太大，會引起從動邊垂度過大，傳動時造成松邊顫動。中心距過小，小鏈輪包角較小，同時嚙合的鏈輪齒數也較小，承載能力下降。所以通常取：a(3050)p，最大中心距amax 80p。有張緊裝置或托板時， amax 可大于80p；對中心距不能調整的傳動， amax 30p。13-11 鏈傳動的主要參數及其選擇 鏈條長度以鏈節數Lp（節距p的倍數）來表示。與帶傳動相似，鏈節數 Lp與中心距a之間的關系為計算出的Lp應圓整為整數，最好取偶數。然后根據圓整后的鏈節數計算理論中心距a，即一般中心距設計成可以調節的。若中心距不能調節而又沒有張緊裝置時，

12、應將計算的中心距減小25 mm。這樣可使鏈條有小的初垂度，以保持鏈傳動的張緊。 13-11 鏈傳動的主要參數及其選擇 一、失效形式鏈傳動的主要失效形式有以下幾種：13-12 滾子鏈傳動的計算 1）鏈板疲勞2）鉸鏈的磨損3）滾子、套筒的沖擊疲勞4）銷軸與套筒工作面的膠合5）鏈的靜力拉斷（正常潤滑條件下）（中、 高速條件下）（潤滑不當或速度過高）（開式，環境條件惡劣或潤滑不良）（低速重載或嚴重過載）13-12 滾子鏈傳動的計算 二、功率曲線圖 13-12 滾子鏈傳動的計算 在特定條件下制定的，即： 兩鏈輪共面，軸線水平安裝； 小鏈輪齒數z1=19；鏈長Lp=100節； 載荷平穩； 按推薦方式潤滑；

13、能連續15000小時滿負荷運轉；鏈條因磨損引起的相對伸長量不超過3%。若潤滑不良或不能采用推薦的潤滑方式時，應將圖中P0值降低：當鏈速vl.5 m/s時，降低到50；當l.5 m/sv7 m/s時，降低到25。當v7 m/s而又潤滑不當時，傳動不可靠。設計：潘存云10152040608010015020040060080010001500200040006000小鏈輪轉速n1(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率p0(kw)48A單排A系列滾子鏈的功率曲線 鏈號 節距08A 12.710A 15.87512A 1

14、9.0516A 25.420A 31.7524A 38.128A 44.4532A 50.840A 63.548A 76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A13-12 滾子鏈傳動的計算 滾子鏈的功率曲線圖表明，當采用推薦的潤滑方式時，鏈傳動所能傳遞的功率P0、小輪轉速n1和鏈號三者之間的關系。三、鏈傳動的計算實際工作條件與上述特定條件不同時，應對P0加以修正。故實際工作條件下鏈條所能傳遞的功率，即許用功率P0可表示為 P0= P0KzKLKm 式中：Kz為小鏈輪的齒數z119時的修正系數，見表13-13； KL為鏈長Lp 100節時的修正系數； Km為多排鏈系數，見表13

15、-14。對于一般鏈輪v0.6m/s的鏈傳動，主要失效形式為疲勞破壞，故設計計算通常以疲勞強度為主并綜合考慮其他失效形式的影響。設計準則為：13-12 滾子鏈傳動的計算 式中：計算功率Pc=KAP，此處KA為工作情況系數，見表 13-15；P為名義功率，kW。當 v0. 6 m/s時，主要失效形式為鏈條的過載拉斷，設計時必須驗算靜力強度的安全系數 即：式中：Q為鏈的極限載荷，見表；F1為緊邊拉力。13-12 滾子鏈傳動的計算 小結：滾子鏈傳動的設計計算設計內容：確定兩鏈輪齒數z1和z2；計算鏈輪的主要幾何尺寸；選擇鏈號；確定鏈節距p；計算鏈節數Lp；計算實際中心距a；確定潤滑方式、鏈條工作拉力F及作用在軸上的壓力FQ；在鏈速v 0.6m/s時進行靜強度校核。設計步驟： 選擇鏈輪齒數z1和z2； 確定計算功率Pc； 選擇鏈號(確定鏈節距p)； 計算鏈傳動實際中心距a和