齒形鏈

齒形鏈又稱無聲鏈（Silent Chain），屬於傳動鏈的一種形式。我國的國家標準為：GB/T10855-2003《齒形鏈和鏈輪》。齒形鏈是由一系列的齒鏈板和導板交替裝配且銷軸或組合的鉸接元件連線組成，相鄰節距間為鉸連節。根據導向型式可分為：外導式齒形鏈、內導式齒形鏈和雙內導齒形鏈。

基本介紹

• 中文名：齒形鏈
• 外文名：Silent Chain
• 別稱：無聲鏈
• 定義：傳動鏈的一種形式
• 分類：工業

基本概述

齒形鏈又稱無聲鏈，屬於傳動鏈的一種形式。齒形鏈是一種套用廣泛的重要機械基礎件，主要用在高速、重載、低噪音、大中心距的工況下，其傳動性能優於齒形帶傳動、齒輪傳動以及磙子鏈傳動，以成為眾多行業首選對傳動形式之一，以嚙合形式分可分為內嚙合齒形鏈、外嚙合齒形鏈和內外複合嚙合齒形鏈，其中內外複合嚙合齒形鏈的噪音最小，套用也最廣泛。

套用領域

齒形鏈是一種套用廣泛的重要機械基礎件。特別是在高速、重載、低噪聲、大中心距的工況下，其傳動性能優於齒形帶傳動、齒輪傳動以及滾子鏈傳動。已成為眾多行業首選的傳動形式之一。近年來汽車發動機（正時傳動、機油泵、共軌泵、高壓泵、平衡軸等）、變速器、分動箱、機車、叉車、汽輪機、飛機、船舶、軋鋼機械、工具機、工業泵，以及在其他高速傳動中，越來越廣泛地套用了各種形式的齒形鏈，而且隨著高速鏈傳動技術的不斷發展，新型的、適應於主機“個性化”需求的不同結構形式、不同嚙合機制的高速齒形鏈產品系列不斷在已開發國家問世，並進入國內市場。

齒形鏈特點

由於齒形鏈本身所具有的一些特點。近年來，汽車、機車和叉車等的發動機也越來越廣泛地套用了齒形鏈。它的幾個比較突出的特點是：

(1)噪聲甚小。齒形鏈是通過工作鏈板與鏈輪齒的漸開線齒形進行嚙合傳動。因此，與滾子鏈和套筒鏈相比嚙合噪聲較小。

(2)可靠性較高。這是因為齒形鏈的鏈節是多片式結構，當其中個別鏈片在工作中遭到破壞時，並不立即使整根鏈條斷開，這就能使人們及時發現並更換。同時。與相同節距的套筒鏈和滾子鏈相比，齒形鏈傳動更緊湊，如需增加承載能力，齒形鏈傳動只需在寬度方向上增加較小的尺寸，而套筒鏈傳動則需增加鏈條的節距或採用多排鏈。

(3)運動精度較高。這是因為在直板滾子鏈中，由於鉸鏈的磨損，它的內節和外節的實際節距逐漸不同，外節節距變得愈來愈大，從而降低了傳動精度。而齒形鏈各鏈節因磨損而伸長是均勻的，因此保持有較高的運動精度。

齒形鏈分類

齒形鏈的產品和規格繁多，套用領域十分廣泛，“個性化”特徵非常明顯。通常齒形鏈按銷軸形狀的不同主要分為兩大類：圓銷式齒形鏈、滾銷式齒形鏈（常稱“Hy-Vo齒形鏈”）同時按照傳動形式的不同。可分為單相傳動齒形鏈、雙相傳動齒形鏈、多相傳動齒形鏈；按照嚙合方向的不同，可分為單面嚙合齒形鏈、雙面嚙合齒形鏈；按照嚙合機制的不同，可分為外嚙合圓銷式齒形鏈和Hy—Vo齒形鏈、內嚙合圓銷式齒形鏈和Hy-Vo齒形鏈、內外複合嚙合圓銷式齒形鏈和Hy-Vo齒形鏈、內—外複合嚙合+內嚙合圓銷式齒形鏈、有序排列的外嚙合+內—外複合嚙合圓銷式齒形鏈和Hy-Vo齒形鏈；按照齒形鏈導板結構形式可分為外導式齒形鏈、內導式齒形鏈；按照齒形鏈導板形狀可分為普通導板齒形鏈、蝴蝶狀導板齒形鏈；按照齒形鏈的組裝方式可分為不帶板簧齒形鏈、帶板簧齒形鏈；在Hy0-Vo齒形鏈系列中。按照鏈板孔形狀、銷軸形狀的不同又可分為圓形基準孔Hy-Vo齒形鏈、非圓（蘋果形．長腰形基準孔Hy-Vo齒形鏈。

對於齒形鏈鏈輪。按照齒形的不同可分為漸開線齒形鏈輪、直線齒形鏈輪、圓弧齒形鏈輪等；按照傳動形式的不同可分為單排鏈輪、雙排鏈輪、多排鏈輪等；按照齒頂圓弧形式的不同可分為非頂切鏈輪、頂切鏈輪；按照齒形鏈導板結構形式可分為外導式鏈輪、內導式鏈輪；按照鏈輪加工方式可分為滾切鏈輪、銑切鏈輪、插齒鏈輪、粉末冶金鍊輪等。

外嚙合圓銷式齒形鏈

外嚙合齒形鏈是鏈板以外側齒廓與鏈輪輪齒接觸的齒形鏈，如圖2-3所示。外嚙合的特點是：鏈板的工作邊是外側直線齒廓，而外側直線齒廓與鏈輪輪齒的嚙合定位穩定。

但由於嚙合定位是在瞬時完成的，因而多邊形效應較嚴重．衝擊和振動較大、噪聲較大、磨損較嚴重。通常的齒形鏈傳動多屬於這一外嚙合類型。

圖2-3

內嚙合圓銷式齒輪

內嚙合齒形鏈是工作鏈板以內側齒廓與鏈輪齒接觸的齒形鏈，如圖2-4所示內嚙合的特點是：鏈板的工作邊是內側外凸齒廓；從端面看，工作邊和鏈輪輪齒是點接觸，並且接觸點逐漸移動，因而接觸部分有較大的相對滑動；接觸面積較小，鏈板的工作邊和鏈輪的工作齒面磨損較大。但是由於減小了鏈條多邊形效應中的橫向跳動，因而振動減輕，傳動平穩；由圖2-4可以看出。內嚙合齒形鏈的最後定位是以內側齒廓與鏈輪輪齒接觸定位的，因而定位不夠穩定。這類內嚙合形式的齒形鏈傳動主要套用於汽車發動機、機車發動機的正時鏈傳動中。

圖2-4

內—外複合嚙合圓銷式齒形鏈

內—外複合嚙合齒形鏈是一種新型齒形鏈，這種新型齒形鏈的結構形式和新齒形決定了在齒形鏈傳動過程中與主動鏈輪齧入時，外凸的內側曲線齒廓首先實現的是與其一個輪齒的內嚙合，如圖2-5鏈板1所示，隨著與這一輪齒的進一步齧入，由於相鄰鏈節之間的相對轉動，則這一輪齒逐漸與相鄰鏈節的工作鏈板的外側齒廓接觸，實現了外嚙合，直至工作鏈板外嚙合定位在鏈輪齒槽之上，如圖2-5中的鏈板2，完成了一個齧入過程。在由從動鏈輪齧出時，與鏈輪齒的嚙合卻是由外嚙合逐漸過渡到內嚙合的，從而完成一個齧出過程。

這種新型齒形鏈兼容了內—外嚙合齒形鏈的主要優點。特別適用於高速且變速、變載的工況，減小了多邊形效應、減小了衝擊與振動、降低了噪聲、提高了傳動效率。同時。由於內、外嚙合的逐漸過渡，使鏈片內、外側齒廓以及銷軸兩側母線、鏈片銷軸孔兩側交替承載，不僅減輕了齒形鏈鏈片和銷軸的磨損，而且使鏈輪齒交替承載，減輕了鏈輪輪齒的磨損。上述嚙合機制是內嚙合齒形鏈和外嚙合齒形鏈所不具備的。因而，這種新型傳動可以從根本上提高齒形鏈的高速傳動性能。

圖2-5

外嚙合+內—外複合嚙合圓銷式齒形鏈

外嚙合+內—外複合嚙合圓銷式齒形鏈也是一種新型齒形鏈。所謂外嚙合+內—外複合嚙合機制是指整掛齒形鏈是由若干節外嚙合機制鏈節+若干節內—外複合齧機制鏈節+若干節外嚙合機制鏈節+若干節內—外複合嚙合機制鏈節+……最後首尾鏈節相接而成。上述各鏈節的串接是有序排列的，隨著鏈條節距、鏈條長度、鏈輪齒數及鏈輪中心距不同，其外嚙合、內一複合嚙合機制的鏈節數及其排列規律也要在一定範圍內進行最佳化調整。應當指出，這種齒形鏈當中串接的內—外複合嚙合機制鏈節的設計方法不同於所有鏈節均為內—外複合嚙合機制齒形鏈。同時二者適用的齒形鏈規格也有所不同。

內—外複合嚙合+內嚙合圓銷式齒形鏈

內—外複合嚙合+內嚙合圓銷式齒形鏈傳動是一種新型傳動，如圖2-7所示，這種新型傳動中的圓銷式齒形鏈本身實際上是一種內—外複合嚙合齒形鏈。但由於主動鏈輪齒數較少（z₁=23）。從動鏈輪齒數較多（Z₂=46），當內—外複合嚙合齒形鏈齧入主動鏈輪時。首先實現的是內嚙合接觸，隨著相鄰鏈節轉角的增大，逐漸由內嚙合過渡到外嚙合。當相鄰鏈節轉角為2π/z₁時，工作鏈板以外側直線齒廓與鏈輪輪齒漸開線齒廓接觸定位，實現了內—外複合嚙合機制；而當內—外複合嚙合齒形鏈齧人從動鏈輪時，不僅開始實現的是內齧，。而且直至相鄰鏈節轉角為2π/z₂時,由於2π/z₂的轉角較小，工作鏈板內側外凸曲線齒廓仍未“退回”到外側直線齒廓以內，還是以內側外凸曲線齒廓與鏈輪輪齒漸開線齒廓接觸定位，實現的是內嚙合機制。實際上，這是一種分別在主、從動鏈輪上實現兩種嚙合機制的新型傳動。

圖2-7

Hy-Vo齒形鏈

當鏈輪輪齒為漸開線齒形時，滾銷式齒形鏈也常簡稱為Hy-Vo鏈。由於Hy-Vo鏈具有變節距功能，顯著減小了鏈傳動過程中的多邊形效應，減小了衝擊和振動，因而在高速、重載、大中心距的工況下，如：石油鑽機．冶金機械、化工機械、發電機組等常選用Hy-Vo鏈作為傳動裝置。