邵慧敏 盧繼光（杭州東華鏈條集團有限公司技術(shù)中心）

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新版鏈傳動領(lǐng)域重要產(chǎn)品標準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
（杭州東華鏈條集團有限公司技術(shù)中心）

由國家質(zhì)檢總局和國家標準委批準、全國鏈傳動標準化技術(shù)委員會（SAC/TC 164）歸口的GB/T 10855—2016《齒形鏈和鏈輪》，在2016年第5號國家標準公告中公布。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日起實施、代替GB/T 10855—2003。GB/T 10855—2016由杭州東華鏈條集團有限公司、蘇州環(huán)球集團鏈傳動有限公司、杭州順峰鏈業(yè)有限公司3家單位負責起草，吉林大學鏈傳動研究所等5家單位參加起草，這是自1983年來、時隔33年鏈傳動國家標準再次由企業(yè)主導負責制定，也是近5年來國家又一次發(fā)布鏈傳動領(lǐng)域新版國家標準。

一、齒形鏈和鏈輪

齒形鏈（inverted tooth chain）又叫無聲鏈、或靜音鏈（silent chain），是由一系列具有特定齒形的齒鏈板和導板交替裝配且用銷軸或組合的鉸接元件連接組成，相鄰節(jié)距間為鉸鏈節(jié)，鏈條是通過鏈板外緣齒面與鏈輪相嚙合來實現(xiàn)傳動的，鏈條的導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的結(jié)構(gòu)模型，圖1中b）和c）為兩種常見結(jié)構(gòu)型式的外接觸傳動圓銷式齒形鏈。齒形鏈把皮帶的可彎性和無聲性、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、運動精度較高（其運轉(zhuǎn)平滑性強于任何其他類型的鏈條）等比較突出的特點，齒形鏈已成為一種應用廣泛的重要基礎(chǔ)零部件，特別是在高速、重載、低噪聲、大中心距的工況下，其傳動性能優(yōu)于齒形帶傳動、普通齒輪傳動以及滾子鏈傳動。從20世紀30年代開始，齒形鏈應用于多種工業(yè)場合，包括造紙廠和紡織廠、面粉和飼料廠、印刷機、工業(yè)鼓風機、泵和機床等的驅(qū)動，通常也作為正時鏈條應用于早期的汽車發(fā)動機。

圖1　外接觸傳動圓銷式齒形鏈和鏈輪

經(jīng)過20世紀后期、特別是21世紀以來的科技發(fā)展和技術(shù)進步，鏈傳動行業(yè)提升了材料質(zhì)量、工藝技術(shù)和鏈條設計，增強了齒形鏈的承載能力和速度能力，導致齒形鏈更能應用于要求苛刻的行業(yè)及汽車行業(yè)，尤其是需要結(jié)構(gòu)緊湊、高速、安靜（低噪聲）的場合。近年來，人們對齒形鏈在汽車凸輪軸的應用重燃興趣；齒形鏈也被應用于掃雪車的傳動機構(gòu)、四輪驅(qū)動（4WD）汽車分動箱和汽車變速箱。除了動力傳動領(lǐng)域，齒形鏈也可作為輸送表面用于多種物料輸送。齒形鏈運動精確、運行平穩(wěn)，可選用的節(jié)距、鏈寬和裝配型式范圍廣泛，對輸送系統(tǒng)的設計師和操作人員來說，其具有顯著的優(yōu)勢。因而應用前景十分廣闊。

齒形鏈傳動已發(fā)展為汽車、機床、汽輪機、石油機械、軍用機械等眾多行業(yè)首選的傳動型式之一，如：機床主傳動、發(fā)動機正時傳動以及重要的操縱機構(gòu)等。經(jīng)過技術(shù)的不斷發(fā)展，齒形鏈傳動嚙合形式已發(fā)展為外接觸（外側(cè)嚙合）傳動、內(nèi)接觸（內(nèi)側(cè)嚙合）傳動、復合接觸（內(nèi)-外側(cè)復合嚙合）傳動和雙面接觸（雙面嚙合）傳動等多種類型，鏈輪齒廓形狀有直線、圓弧和漸開線等形狀。

二、標準制定背景

我國于1976年曾發(fā)布過機械行業(yè)標準JB 1839—1976《齒形傳動鏈》和JB 1840—1976《齒形傳動鏈鏈輪齒形及公差》，這兩項最早的標準主要是參照前蘇聯(lián)標準ГОСТ 13552—1968制定的，標準涉及的是外接觸類型的齒形傳動鏈和鏈輪，規(guī)定齒形鏈的鏈號為C095～C381。隨著齒形鏈產(chǎn)品可應用的范圍不斷擴大，JB 1839—1976和JB 1840—1976已不能滿足產(chǎn)品生產(chǎn)需要，于是我國在1987年開始著手制定《傳動用齒形鏈及鏈輪》國家標準，該標準是參照美國標準ANSI B29.2M、前蘇聯(lián)標準ГОСТ 13552—1981和ГОСТ 13576—1981、以及德國標準DIN 8190：1988與DIN 8191：1988制定出來的，標準編號為GB 10855—1989。GB 10855—1989涉及的仍是外接觸式齒形鏈及鏈輪，齒形鏈鏈號修改為CL06～CL24；自該國家標準實施起，原JB 1839—1976、JB 1840—1976這兩項機械行業(yè)標準作廢。

2002年我國開始進行外接觸式齒形鏈及鏈輪標準的修訂，起草制定的標準參照采用美國標準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標準相比較，GB/T 10855—2003的內(nèi)容有了較大變化和補充，如：標準名稱有修改，標準中的鏈號修改為與美國標準一致的以SC為前綴（原標準中是以CL開頭的），增加了有很好指導作用的附錄A“齒形鏈條的選擇”的內(nèi)容，取消了鏈條抗拉強度、預拉等規(guī)定。GB/T 10855—2003與以前各版本的齒形鏈和鏈輪產(chǎn)品的國家標準及行業(yè)標準一樣，也只對外接觸類型的短節(jié)距齒形鏈作出了規(guī)定，沒有涉及內(nèi)接觸、復合接觸和雙面接觸等傳動類型的齒形鏈產(chǎn)品。

齒形鏈和鏈輪產(chǎn)品尚無國際標準可循，國外也只有美國、德國和俄羅斯制定了各自的國家標準。為適應齒形鏈傳動產(chǎn)品的發(fā)展，美國已于2007年6月正式發(fā)布代替ANSI B29.2M—1982的新版標準ASME B29.2M—2007《Inverted Tooth （Silent） Chains and Sprockets 》，并在2012年確認ASME B29.2M—2007繼續(xù)有效，ASME B29.2M—2007標準在技術(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，并及時采用最新國外先進標準，全國鏈傳動標委會組織行業(yè)內(nèi)相關(guān)單位從2013年起對GB/T 10855—2003進行修訂。

三、新版標準主要技術(shù)變化

GB/T 10855—2016是按照“參考美國標準ASME B29.2M—2007（R2012）”的原則而起草制定的，涉及的產(chǎn)品類型仍為應用最廣泛的短節(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線型。新版標準按照GB/T 1.1—2009《標準化工作導則 第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則調(diào)整了標準的結(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充，主要技術(shù)變化如下。

（1）調(diào)整了標準中的部分術(shù)語，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“鏈條結(jié)構(gòu)型式”和“鏈條一般結(jié)構(gòu)”這兩個術(shù)語給出了定義，明確了標準中涉及的鏈輪齒廓指的是“鏈輪軸向齒廓”。

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

圖2　雙內(nèi)導式齒形鏈

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

圖3　滾銷式和軸瓦式齒形鏈

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準對典型鏈板結(jié)構(gòu)（孔的形狀類型）進行了修改，圖4中b）左圖所示形狀孔的鏈板適用于目前已得到越來越多應用的滾銷式齒形鏈，而右圖所示形狀孔的鏈板適用于傳統(tǒng)的圓銷式齒形鏈，新版標準較好滿足了滾銷式齒形鏈產(chǎn)品設計開發(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，故新版標準沒有對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個節(jié)距表述，按目前行業(yè)實際統(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。各鏈號規(guī)格齒形鏈的最大全寬尺寸M的具體數(shù)值詳見GB/T 10855—2016的表2。

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

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

（8）隨著鏈傳動科技發(fā)展和技術(shù)進步，齒形鏈的承載和速度傳動能力大幅增加，新版標準對附錄中的“各鏈號規(guī)格鏈條的額定功率表”進行了修改，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”，特別增加了對用戶使用齒形鏈起著重要指導作用的“A.4 齒形鏈條的使用極限和更換”，標準指出：當齒形鏈長度伸長量與齒形鏈公稱長度尺寸之比的百分數(shù)達到（200/Z2）%時，鏈條就到了使用極限，應及時更換鏈條；這里Z2是大鏈輪齒數(shù)。這樣用戶在使用齒形鏈時，可以通過測量鏈條的伸長量，判斷鏈條使用時的磨損程度是否已達到了極限，來確定傳動機構(gòu)需不需要更換新鏈條，從而確保齒形鏈始終與鏈輪良好嚙合、平穩(wěn)運行。

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

四、標準實施注意事項

在應用GB/T 10855—2016時，還需特別注意標準適用的產(chǎn)品范圍，新版標準適用的是國內(nèi)外市場上最多的外接觸（外側(cè)嚙合）傳動的短節(jié)距齒形鏈產(chǎn)品和齒廓形狀為直線、圓弧的鏈輪產(chǎn)品，不適合其他傳動類型或用戶有特殊要求的齒形鏈產(chǎn)品和漸開線形狀的鏈輪產(chǎn)品，也不適合近年來在輸送設備已有應用的雙節(jié)距齒形鏈產(chǎn)品，鏈傳動企業(yè)在開發(fā)這些外接觸類型以外的齒形鏈及雙節(jié)距齒形鏈傳動產(chǎn)品時，須遵循所使用設備裝置及用戶的要求。

GB/T 10855—2016更好地滿足了現(xiàn)代齒形鏈傳動件設計開發(fā)及產(chǎn)品應用的需要，相信隨著新版標準的發(fā)布與實施，必將對我國鏈傳動行業(yè)進一步優(yōu)化和提升齒形鏈和鏈輪產(chǎn)品水平、大力開發(fā)高端裝備用鏈傳動產(chǎn)品起到積極的引領(lǐng)和促進作用。

參考文獻

[1]GB/T 10855—2016《齒形鏈和鏈輪》.

[2]GB/T 10855—2003《齒形鏈和鏈輪》.

[3]中國機械工程學會機械傳動分會鏈傳動專業(yè)委員會，中國機械通用零部件工業(yè)協(xié)會鏈傳動分會. 鏈傳動技術(shù)手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2016 .