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鏈條

鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)來表示。鏈節(jié)數(shù)最好取為偶數(shù),以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接,接頭處可用彈簧夾或開口銷鎖緊。若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時,則需采用過渡鏈節(jié)。在鏈條受拉時,過渡鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷,通常應(yīng)避免采用。

齒形鏈由許多沖壓而成的齒形鏈板用鉸鏈聯(lián)接而成,為避免嚙合時掉鏈,鏈條應(yīng)有導(dǎo)向板(分為內(nèi)導(dǎo)式和外導(dǎo)式)。齒形鏈板的兩側(cè)是直邊,工作時鏈板側(cè)邊與鏈輪齒廓相嚙合。鉸鏈可做成滑動副或滾動副,滾柱式可減少摩擦和磨損,效果較軸瓦式好。與滾子鏈相比,齒形鏈運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、承受沖擊載荷的能力高;但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、也較重,所以它的應(yīng)用沒有滾子鏈那樣廣泛。齒形鏈多用于高速(鏈速可達40m/s)或運動精度要求較高的傳動。

國家標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了滾子鏈鏈輪齒槽的齒面圓弧半徑 、齒溝圓弧半徑 和齒溝角 的最大和最小值(詳見GB1244-85)。各種鏈輪的實際端面齒形均應(yīng)在最大和最小齒槽形狀之間。這樣處理使鏈輪齒廓曲線設(shè)計有很大的靈活性。但齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進入和退出嚙合,并便于加工。符合上述要求的端面齒形曲線有多種。最常用的齒形是"三圓弧一直線",即端面齒形由三段圓弧( )和一段直線組成。

鏈輪

鏈輪軸面齒形兩側(cè)呈圓弧狀,以便于鏈節(jié)進入和退出嚙合。

齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工時,在鏈輪工作圖上不必繪制端面齒形,但須繪出鏈輪軸面齒形,以便車削鏈輪毛壞。軸面齒形的具體尺寸見有關(guān)設(shè)計手冊。

鏈輪齒應(yīng)有足夠的接觸強度和耐磨性,故齒面多經(jīng)熱處理。小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多,所受沖擊力也大,故所用材料一般應(yīng)優(yōu)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。

小直徑鏈輪可制成實心式;中等直徑的鏈輪可制成孔板式;直徑較大的鏈輪可設(shè)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。

傳動鏈有齒形鏈和滾子鏈兩種。齒形鏈?zhǔn)抢�用特定齒形的鏈片和鏈輪相嚙合來實現(xiàn)傳動的,齒形鏈傳動平穩(wěn),噪聲很小,故又稱無聲鏈傳動。齒形鏈允許的工作速度可達40m/s,但制造成本高,重量大,故多用于高速或運動精度要求較高的場合。

用于動力傳動的鏈主要有套筒滾子鏈和齒形鏈兩種。套筒滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、套筒、銷軸、滾子組成。外鏈板固定在銷軸上,內(nèi)鏈板固定在套筒上,滾子與套筒間和套筒與銷軸間均可相對轉(zhuǎn)動,因而鏈條與鏈輪的嚙合主要為滾動摩擦。套筒滾子鏈可單列使用和多列并用,多列并用可傳遞較大功率。套筒滾子鏈比齒形鏈重量輕、壽命長、成本低。在動力傳動中應(yīng)用較廣。

齒形鏈?zhǔn)怯娩N軸將多對具有60°角的工作面的鏈片組裝而成。鏈片的工作面與鏈輪相嚙合。為防止鏈條在工作時從鏈輪上脫落,鏈條上裝有內(nèi)導(dǎo)片或外導(dǎo)片。嚙合時導(dǎo)片與鏈輪上相應(yīng)的導(dǎo)槽嵌合(圖1)。齒形鏈傳動平穩(wěn),噪聲很小,故又名無聲鏈,常用于高速傳動。套筒滾子鏈和齒形鏈鏈輪的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能自由進入或退出嚙合,在嚙入時沖擊很小,在嚙合時接觸良好。

與齒輪傳動相比,鏈傳動的制造和安裝精度要求較低;中心距較大時其傳動結(jié)構(gòu)簡單。瞬時鏈速和瞬時傳動比不是常數(shù),因此傳動平穩(wěn)性較差,工作中有一定的沖擊和噪聲。

鏈傳動平均傳動比準(zhǔn)確,傳動效率高,軸間距離適應(yīng)范圍較大,能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用;但鏈傳動一般只能用作平行軸間傳動,且其瞬時傳動比波動,傳動噪聲較大。 由于鏈節(jié)是剛性的,因而存在多邊形效應(yīng)(即運動不均勻性),這種運動特性使鏈傳動的瞬時傳動比變化并引起附加動載荷和振動,在選用鏈傳動參數(shù)時須加以考慮。鏈傳動廣泛用于交通運輸、農(nóng)業(yè)、輕工、礦山、石油化工和機床工業(yè)等。

為提高鏈傳動的運動平穩(wěn)性、降低動載荷,小鏈輪齒數(shù)多一些為好。但小鏈輪齒數(shù)也不宜過多,否則 =i 會很大,從而使鏈傳動較早發(fā)生跳齒失效。

鏈條工作一段時間后,磨損使銷軸變細、使套筒和滾子變薄,在拉伸載荷F的作用下,鏈條的節(jié)距伸長。鏈條節(jié)距變長后、鏈繞上鏈輪時節(jié)圓d向齒頂移動。

一般鏈條節(jié)數(shù)為偶數(shù)以避免使用過渡接頭。為使磨損均勻,提高壽命,鏈輪齒數(shù)最好與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì),若不能保證互質(zhì),也應(yīng)使其公因數(shù)盡可能小。

鏈的節(jié)距

鏈的節(jié)距越大,理論上承載能力越高。但如上節(jié)所述:節(jié)距越大,由鏈條速度變化和鏈節(jié)嚙入鏈輪產(chǎn)生沖擊所引起的動載荷越大,反而使鏈承載能力和壽命降低。因此,設(shè)計時應(yīng)盡可能選用小節(jié)距的鏈,重載時選取小節(jié)距多排鏈的實際效果往往比選取大節(jié)距單排鏈的效果更好。

中心距和鏈長

鏈傳動中心距過小,則小鏈輪上的包角小,同時嚙合的鏈輪齒數(shù)就少;若中心距過大,則易使鏈條抖動。一般可取中心距a=(30~50)p,最大中心距 ≤80p。

鏈條長度用鏈的節(jié)數(shù)表示。按帶傳動求帶長的公式可導(dǎo)出由此算出的鏈節(jié)數(shù) 須圓整為整數(shù),最好取為偶數(shù)。 運用上式可解得由 求中心距a的公式:

為便于安裝鏈條和調(diào)節(jié)鏈的張緊程度,一般應(yīng)將中心距設(shè)計成可調(diào)節(jié)的;或者應(yīng)有張緊裝置。

鏈傳動的失效形式主要有以下幾種:

1、鏈板疲勞破壞：鏈在松邊拉力和緊邊拉力的反復(fù)作用下,經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù),鏈板會發(fā)生疲勞破壞。正常潤滑條件下,鏈板疲勞強度是限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：鏈傳動的嚙入沖擊首先由滾子和套筒承受。在反復(fù)多次的沖擊下,經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù),滾子、套筒可能會發(fā)生沖擊疲勞破壞。這種失效形式多發(fā)生于中、高速閉式鏈傳動中。

3、銷軸與套筒的膠合：潤滑不當(dāng)或速度過高時,銷軸和套筒的工作表面會發(fā)生膠合。膠合限定了鏈傳動的極限轉(zhuǎn)速。

4、鏈條鉸鏈磨損：鉸鏈磨損后鏈節(jié)變長,容易引起跳齒或脫鏈。開式傳動、環(huán)境條件惡劣或潤滑密封不良時,極易引起鉸鏈磨損,從而急劇降低鏈條的使用壽命。

5、過載拉斷：這種拉斷常發(fā)生于低速重載的傳動中。

在一定的使用壽命下,從一種失效形式出發(fā),可得出一個極限功率表達式。為了清楚,常用線圖表示。為在正常潤滑條件下,對應(yīng)各種失效形式的極限功率曲線。圖中陰影部分為實際上使用的區(qū)域。若潤滑密封不良及工況惡劣時,磨損將很嚴(yán)重,其極限功率會大幅度下降。

功率曲線圖

采用推薦的潤滑方式時,各型號A系列滾子鏈所能傳遞的功率 。若潤滑不良或不采用推薦的潤滑方式時,應(yīng)將圖中 值降低;當(dāng)鏈速v≤1.5m/s時,降低到50%;當(dāng)1.5m/ss時,降低到25%;當(dāng)v>7m/s而又潤滑不當(dāng)時,傳動不可靠。

張緊裝置時,應(yīng)將計算的中心距減小2~5mm使鏈條有小的初垂度。

若要將自行車速度增大,應(yīng)該將牙盤半徑增大,飛輪半徑減小,后輪半徑增大�，F(xiàn)在的變速自行車就是這樣設(shè)計的。

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(huán)形鏈條所組成,見圖1,以鏈作中間撓性件,靠鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。

圖1 鏈傳動簡圖

在鏈傳動中,按鏈條結(jié)構(gòu)的不同主要有滾子鏈傳動和齒形鏈傳動兩種類型:

滾子鏈傳動

滾子鏈的結(jié)構(gòu)如圖2。它由內(nèi)鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。鏈傳動工作時,套筒上的滾子沿鏈輪齒廓滾動,可以減輕鏈和鏈輪輪齒的磨損。

圖2 滾子鏈

把一根以上的單列鏈并列、用長銷軸聯(lián)接起來的鏈稱為多排鏈,圖3為雙排鏈。鏈的排數(shù)愈多,承載能力愈高,但鏈的制造與安裝精度要求也愈高,且愈難使各排鏈?zhǔn)芰�均�?將大大降低多排鏈的使用壽命,故排數(shù)不宜超過4排。當(dāng)傳動功率較大時,可采用兩根或兩根以上的雙排鏈或三排鏈。

圖3 雙排滾子鏈

為了形成鏈節(jié)首尾相接的環(huán)形鏈條,要用接頭加以連接。鏈的接頭形式見圖4。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時采用連接鏈節(jié),其形狀與鏈節(jié)相同,接頭處用鋼絲鎖銷或彈簧卡片等止鎖件將銷軸與連接鏈板固定;當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時,則必須加一個過渡鏈節(jié)。過渡鏈節(jié)的鏈板在工作時受有附加彎矩,故應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)鏈節(jié)。

圖4 鏈節(jié)頭

鏈條相鄰兩銷軸中心的距離稱為鏈節(jié)距,用p表示,它是鏈傳動的主要參數(shù)。

滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化,分為A、B兩種系列。A系列用于重載、高速或重要傳動;B系列用于一般傳動。表1列出了部分滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸。

齒形鏈傳動表

齒形鏈傳動是利用特定齒形的鏈板與鏈輪相嚙合來實現(xiàn)傳動的。

齒形鏈?zhǔn)怯杀舜擞勉q鏈聯(lián)接起來的齒形鏈板組成(圖5),鏈板兩工作側(cè)面間的夾角為600,相鄰鏈節(jié)的鏈板左右錯開排列,并用銷軸、軸瓦或滾柱將鏈板聯(lián)接起來。按鉸鏈結(jié)構(gòu)不同,分為圓銷鉸鏈?zhǔn)健⑤S瓦鉸鏈?zhǔn)胶蜐L柱鉸鏈?zhǔn)饺�種,見圖5b。

圖5 齒形鏈?zhǔn)?BR>
與滾子鏈相比,齒形鏈具有工作平穩(wěn)、噪聲較小、允許鏈速較高、承受沖擊載荷能力較好和輪齒受力較均勻等優(yōu)點;但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝拆困難、價格較高、重量較大并且對安裝和維護的要求也較高