邵慧敏 盧繼光（杭州東華鏈條集團(tuán)有限公司技術(shù)中心）

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新版鏈傳動(dòng)領(lǐng)域重要產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10855
—2016《齒形鏈和鏈輪》主要技術(shù)變化解讀

邵慧敏 盧繼光
（杭州東華鏈條集團(tuán)有限公司技術(shù)中心）

由國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委批準(zhǔn)、全國(guó)鏈傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 164）歸口的GB/T 10855—2016《齒形鏈和鏈輪》，在2016年第5號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公告中公布。GB/T 10855—2016規(guī)定了齒形鏈和鏈輪的基本參數(shù)和技術(shù)要求，適用于短節(jié)距外接觸式齒形鏈和鏈輪。GB/T 10855—2016將于2016 年9月1日起實(shí)施、代替GB/T 10855—2003。GB/T 10855—2016由杭州東華鏈條集團(tuán)有限公司、蘇州環(huán)球集團(tuán)鏈傳動(dòng)有限公司、杭州順?lè)彐湗I(yè)有限公司3家單位負(fù)責(zé)起草，吉林大學(xué)鏈傳動(dòng)研究所等5家單位參加起草，這是自1983年來(lái)、時(shí)隔33年鏈傳動(dòng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)再次由企業(yè)主導(dǎo)負(fù)責(zé)制定，也是近5年來(lái)國(guó)家又一次發(fā)布鏈傳動(dòng)領(lǐng)域新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

一、齒形鏈和鏈輪

齒形鏈（inverted tooth chain）又叫無(wú)聲鏈、或靜音鏈（silent chain），是由一系列具有特定齒形的齒鏈板和導(dǎo)板交替裝配且用銷(xiāo)軸或組合的鉸接元件連接組成，相鄰節(jié)距間為鉸鏈節(jié)，鏈條是通過(guò)鏈板外緣齒面與鏈輪相嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的，鏈條的導(dǎo)板用以保證鏈條橫向的穩(wěn)定性，圖1中a）為齒形鏈和鏈輪嚙合傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)模型，圖1中b）和c）為兩種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)型式的外接觸傳動(dòng)圓銷(xiāo)式齒形鏈。齒形鏈把皮帶的可彎性和無(wú)聲性、齒輪的剛性和耐久性、鏈條的方便和高效性相結(jié)合，有噪聲小、可靠性較高、運(yùn)動(dòng)精度較高（其運(yùn)轉(zhuǎn)平滑性強(qiáng)于任何其他類(lèi)型的鏈條）等比較突出的特點(diǎn)，齒形鏈已成為一種應(yīng)用廣泛的重要基礎(chǔ)零部件，特別是在高速、重載、低噪聲、大中心距的工況下，其傳動(dòng)性能優(yōu)于齒形帶傳動(dòng)、普通齒輪傳動(dòng)以及滾子鏈傳動(dòng)。從20世紀(jì)30年代開(kāi)始，齒形鏈應(yīng)用于多種工業(yè)場(chǎng)合，包括造紙廠和紡織廠、面粉和飼料廠、印刷機(jī)、工業(yè)鼓風(fēng)機(jī)、泵和機(jī)床等的驅(qū)動(dòng)，通常也作為正時(shí)鏈條應(yīng)用于早期的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。

圖1　外接觸傳動(dòng)圓銷(xiāo)式齒形鏈和鏈輪

經(jīng)過(guò)20世紀(jì)后期、特別是21世紀(jì)以來(lái)的科技發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，鏈傳動(dòng)行業(yè)提升了材料質(zhì)量、工藝技術(shù)和鏈條設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了齒形鏈的承載能力和速度能力，導(dǎo)致齒形鏈更能應(yīng)用于要求苛刻的行業(yè)及汽車(chē)行業(yè)，尤其是需要結(jié)構(gòu)緊湊、高速、安靜（低噪聲）的場(chǎng)合。近年來(lái)，人們對(duì)齒形鏈在汽車(chē)凸輪軸的應(yīng)用重燃興趣；齒形鏈也被應(yīng)用于掃雪車(chē)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、四輪驅(qū)動(dòng)（4WD）汽車(chē)分動(dòng)箱和汽車(chē)變速箱。除了動(dòng)力傳動(dòng)領(lǐng)域，齒形鏈也可作為輸送表面用于多種物料輸送。齒形鏈運(yùn)動(dòng)精確、運(yùn)行平穩(wěn)，可選用的節(jié)距、鏈寬和裝配型式范圍廣泛，對(duì)輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師和操作人員來(lái)說(shuō)，其具有顯著的優(yōu)勢(shì)。因而應(yīng)用前景十分廣闊。

齒形鏈傳動(dòng)已發(fā)展為汽車(chē)、機(jī)床、汽輪機(jī)、石油機(jī)械、軍用機(jī)械等眾多行業(yè)首選的傳動(dòng)型式之一，如：機(jī)床主傳動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)傳動(dòng)以及重要的操縱機(jī)構(gòu)等。經(jīng)過(guò)技術(shù)的不斷發(fā)展，齒形鏈傳動(dòng)嚙合形式已發(fā)展為外接觸（外側(cè)嚙合）傳動(dòng)、內(nèi)接觸（內(nèi)側(cè)嚙合）傳動(dòng)、復(fù)合接觸（內(nèi)-外側(cè)復(fù)合嚙合）傳動(dòng)和雙面接觸（雙面嚙合）傳動(dòng)等多種類(lèi)型，鏈輪齒廓形狀有直線、圓弧和漸開(kāi)線等形狀。

二、標(biāo)準(zhǔn)制定背景

我國(guó)于1976年曾發(fā)布過(guò)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB 1839—1976《齒形傳動(dòng)鏈》和JB 1840—1976《齒形傳動(dòng)鏈鏈輪齒形及公差》，這兩項(xiàng)最早的標(biāo)準(zhǔn)主要是參照前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)ГОСТ 13552—1968制定的，標(biāo)準(zhǔn)涉及的是外接觸類(lèi)型的齒形傳動(dòng)鏈和鏈輪，規(guī)定齒形鏈的鏈號(hào)為C095～C381。隨著齒形鏈產(chǎn)品可應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)大，JB 1839—1976和JB 1840—1976已不能滿(mǎn)足產(chǎn)品生產(chǎn)需要，于是我國(guó)在1987年開(kāi)始著手制定《傳動(dòng)用齒形鏈及鏈輪》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是參照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI B29.2M、前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)ГОСТ 13552—1981和ГОСТ 13576—1981、以及德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 8190：1988與DIN 8191：1988制定出來(lái)的，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為GB 10855—1989。GB 10855—1989涉及的仍是外接觸式齒形鏈及鏈輪，齒形鏈鏈號(hào)修改為CL06～CL24；自該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施起，原JB 1839—1976、JB 1840—1976這兩項(xiàng)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作廢。

2002年我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行外接觸式齒形鏈及鏈輪標(biāo)準(zhǔn)的修訂，起草制定的標(biāo)準(zhǔn)參照采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI B29.2M—1982《Inverted Tooth （Silent） Chains and Sprockets》的規(guī)定，并于2003年發(fā)布了GB/T 10855—2003《齒形鏈和鏈輪》；與原GB 10855— 1989標(biāo)準(zhǔn)相比較，GB/T 10855—2003的內(nèi)容有了較大變化和補(bǔ)充，如：標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)有修改，標(biāo)準(zhǔn)中的鏈號(hào)修改為與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)一致的以SC為前綴（原標(biāo)準(zhǔn)中是以CL開(kāi)頭的），增加了有很好指導(dǎo)作用的附錄A“齒形鏈條的選擇”的內(nèi)容，取消了鏈條抗拉強(qiáng)度、預(yù)拉等規(guī)定。GB/T 10855—2003與以前各版本的齒形鏈和鏈輪產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一樣，也只對(duì)外接觸類(lèi)型的短節(jié)距齒形鏈作出了規(guī)定，沒(méi)有涉及內(nèi)接觸、復(fù)合接觸和雙面接觸等傳動(dòng)類(lèi)型的齒形鏈產(chǎn)品。

齒形鏈和鏈輪產(chǎn)品尚無(wú)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)可循，國(guó)外也只有美國(guó)、德國(guó)和俄羅斯制定了各自的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。為適應(yīng)齒形鏈傳動(dòng)產(chǎn)品的發(fā)展，美國(guó)已于2007年6月正式發(fā)布代替ANSI B29.2M—1982的新版標(biāo)準(zhǔn)ASME B29.2M—2007《Inverted Tooth （Silent） Chains and Sprockets 》，并在2012年確認(rèn)ASME B29.2M—2007繼續(xù)有效，ASME B29.2M—2007標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)內(nèi)容上作了重大修訂和調(diào)整。為跟上世界最新技術(shù)發(fā)展潮流，并及時(shí)采用最新國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，全國(guó)鏈傳動(dòng)標(biāo)委會(huì)組織行業(yè)內(nèi)相關(guān)單位從2013年起對(duì)GB/T 10855—2003進(jìn)行修訂。

三、新版標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)變化

GB/T 10855—2016是按照“參考美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASME B29.2M—2007（R2012）”的原則而起草制定的，涉及的產(chǎn)品類(lèi)型仍為應(yīng)用最廣泛的短節(jié)距外接觸式齒形鏈產(chǎn)品和相配合的鏈輪產(chǎn)品，鏈輪齒廓形狀不包括漸開(kāi)線型。新版標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)》給出的規(guī)則調(diào)整了標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編排格式。此外，與GB/T 10855—2003相比，GB/T 10855—2016條款內(nèi)容有了較多修改和補(bǔ)充，主要技術(shù)變化如下。

（1）調(diào)整了標(biāo)準(zhǔn)中的部分術(shù)語(yǔ)，將第3章中的“3 鏈條”“3.1 結(jié)構(gòu)形式”“3.2 一般外形”修改為“3 鏈條和鏈輪軸向齒廓”“3.1 鏈條結(jié)構(gòu)型式”“3.2鏈條一般結(jié)構(gòu)”，并對(duì)“鏈條結(jié)構(gòu)型式”和“鏈條一般結(jié)構(gòu)”這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)給出了定義，明確了標(biāo)準(zhǔn)中涉及的鏈輪齒廓指的是“鏈輪軸向齒廓”。

（2）修改了齒形鏈導(dǎo)向型式圖，增加了雙內(nèi)導(dǎo)結(jié)構(gòu)型式圖。GB/T 10855—2003中齒形鏈的導(dǎo)向型式有圖1中b）和c）所示兩種型式：外導(dǎo)式齒形鏈（導(dǎo)板跨騎在鏈輪兩側(cè)）和內(nèi)導(dǎo)式齒形鏈（單個(gè)導(dǎo)板嵌在鏈輪齒廓上圓周導(dǎo)槽中）；GB/T 10855—2016在此基礎(chǔ)上，增加了圖2所示的雙內(nèi)導(dǎo)式齒形鏈（兩個(gè)導(dǎo)板對(duì)稱(chēng)嵌在鏈輪齒廓上圓周導(dǎo)槽中），并相應(yīng)增加了雙內(nèi)導(dǎo)式鏈輪齒廓圖及尺寸要求。

圖2　雙內(nèi)導(dǎo)式齒形鏈

（3）修改了典型鏈板結(jié)構(gòu)圖。齒形鏈鏈板孔與銷(xiāo)軸組成的鉸鏈形式一般有：圓銷(xiāo)式[如圖1中b）和c）所示]、滾銷(xiāo)式[如圖2、圖3中a）所示]和軸瓦式[如圖3中b）所示]，其中圓銷(xiāo)式和滾銷(xiāo)式是目前齒形鏈產(chǎn)品應(yīng)用較多的鉸鏈形式，軸瓦式齒形鏈則較多地應(yīng)用于一些特殊場(chǎng)合的傳動(dòng)中（如：航空器用鏈條、道奇吉普車(chē)用鏈條等）。

圖3　滾銷(xiāo)式和軸瓦式齒形鏈

圖4中a）所示的是GB/T 10855—2003中的“典型鏈板結(jié)構(gòu)圖”，圖4中b）所示的則是GB/T 10855—2016中的“典型鏈板結(jié)構(gòu)圖”，兩圖左圖的鏈板孔的形狀是不同的，從中可以看出新版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)典型鏈板結(jié)構(gòu)（孔的形狀類(lèi)型）進(jìn)行了修改，圖4中b）左圖所示形狀孔的鏈板適用于目前已得到越來(lái)越多應(yīng)用的滾銷(xiāo)式齒形鏈，而右圖所示形狀孔的鏈板適用于傳統(tǒng)的圓銷(xiāo)式齒形鏈，新版標(biāo)準(zhǔn)較好滿(mǎn)足了滾銷(xiāo)式齒形鏈產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的需要。鑒于同種齒形鏈鉸鏈形式的形狀和尺寸因生產(chǎn)廠家的不同而存在較大差別，故新版標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有對(duì)齒形鏈的鉸鏈形式及形狀和尺寸提出要求，給各制造廠家制造特色齒形鏈產(chǎn)品留出了一定的開(kāi)發(fā)空間。

圖4　齒形鏈的典型鏈板結(jié)構(gòu)

（4）修改了齒形鏈條規(guī)格尺寸中的部分節(jié)距值。GB/T 10855—2003的“鏈節(jié)參數(shù)”表格中鏈號(hào)為SC10的齒形鏈節(jié)距尺寸為有誤的31.76mm，GB/ T 10855—2016將SC10的齒形鏈節(jié)距尺寸修改為正確的31.75mm。將GB/T 10855—2003中的4.76mm、9.52mm、15.88mm3個(gè)節(jié)距表述，按目前行業(yè)實(shí)際統(tǒng)一改為4.762mm、9.525mm、15.875mm。

（5）修改了鏈條最大全寬尺寸M，增大了最大全寬尺寸M的數(shù)值。如：鏈號(hào)規(guī)格為SC310的齒形鏈的最大全寬尺寸，GB/T 10855—2003為M=65.89mm、GB/T 10855—2016修改（增大）為M=67.69mm。各鏈號(hào)規(guī)格齒形鏈的最大全寬尺寸M的具體數(shù)值詳見(jiàn)GB/T 10855—2016的表2。

（6）修改了推薦潤(rùn)滑油粘度表，環(huán)境溫度由“-5℃～5℃、5℃～40℃、40℃～50℃、50℃～60℃”4個(gè)等級(jí)改為“＜5℃、5℃～32℃、＞32℃”3個(gè)等級(jí)，節(jié)距由原來(lái)的兩擋改為不分擋，推薦的潤(rùn)滑油粘度值減小。

（7）修改了附錄中的鏈條使用工況系數(shù)表，增加了一些應(yīng)用設(shè)備，由原來(lái)工作時(shí)間分別為10h和24h的3種動(dòng)力源改為不考慮工作時(shí)間的2種動(dòng)力源。

（8）隨著鏈傳動(dòng)科技發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，齒形鏈的承載和速度傳動(dòng)能力大幅增加，新版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)附錄中的“各鏈號(hào)規(guī)格鏈條的額定功率表”進(jìn)行了修改，額定功率值和鏈輪轉(zhuǎn)速都較大幅度增大，增大了每1mm鏈寬額定功率值和小鏈輪轉(zhuǎn)速。

（9）將附錄A的內(nèi)容由“齒形鏈條的選擇”修改為“齒形鏈條的選擇、安裝和維護(hù)”，特別增加了對(duì)用戶(hù)使用齒形鏈起著重要指導(dǎo)作用的“A.4 齒形鏈條的使用極限和更換”，標(biāo)準(zhǔn)指出：當(dāng)齒形鏈長(zhǎng)度伸長(zhǎng)量與齒形鏈公稱(chēng)長(zhǎng)度尺寸之比的百分?jǐn)?shù)達(dá)到（200/Z2）%時(shí)，鏈條就到了使用極限，應(yīng)及時(shí)更換鏈條；這里Z2是大鏈輪齒數(shù)。這樣用戶(hù)在使用齒形鏈時(shí)，可以通過(guò)測(cè)量鏈條的伸長(zhǎng)量，判斷鏈條使用時(shí)的磨損程度是否已達(dá)到了極限，來(lái)確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)需不需要更換新鏈條，從而確保齒形鏈?zhǔn)冀K與鏈輪良好嚙合、平穩(wěn)運(yùn)行。

以上列出了GB/T 10855—2016較GB/T 10855—2003的主要技術(shù)變化，新版標(biāo)準(zhǔn)更多的技術(shù)條款內(nèi)容可參見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)的原文文本。

四、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施注意事項(xiàng)

在應(yīng)用GB/T 10855—2016時(shí)，還需特別注意標(biāo)準(zhǔn)適用的產(chǎn)品范圍，新版標(biāo)準(zhǔn)適用的是國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上最多的外接觸（外側(cè)嚙合）傳動(dòng)的短節(jié)距齒形鏈產(chǎn)品和齒廓形狀為直線、圓弧的鏈輪產(chǎn)品，不適合其他傳動(dòng)類(lèi)型或用戶(hù)有特殊要求的齒形鏈產(chǎn)品和漸開(kāi)線形狀的鏈輪產(chǎn)品，也不適合近年來(lái)在輸送設(shè)備已有應(yīng)用的雙節(jié)距齒形鏈產(chǎn)品，鏈傳動(dòng)企業(yè)在開(kāi)發(fā)這些外接觸類(lèi)型以外的齒形鏈及雙節(jié)距齒形鏈傳動(dòng)產(chǎn)品時(shí)，須遵循所使用設(shè)備裝置及用戶(hù)的要求。

GB/T 10855—2016更好地滿(mǎn)足了現(xiàn)代齒形鏈傳動(dòng)件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及產(chǎn)品應(yīng)用的需要，相信隨著新版標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布與實(shí)施，必將對(duì)我國(guó)鏈傳動(dòng)行業(yè)進(jìn)一步優(yōu)化和提升齒形鏈和鏈輪產(chǎn)品水平、大力開(kāi)發(fā)高端裝備用鏈傳動(dòng)產(chǎn)品起到積極的引領(lǐng)和促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 10855—2016《齒形鏈和鏈輪》.

[2]GB/T 10855—2003《齒形鏈和鏈輪》.

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