链传动
机械设计第三章链传动
三、链传动的参数选择 1.链轮齿数z1 、z2
当节距p一定时，齿高就一定，也就是说允许的 节圆外移量d就一定，齿数越多，允许不发生脱链 的节距增长量p就越小，链的使用寿命就越短。为 此，通常限定最大齿数zmax≤150，一般z<114。
链节数常是偶数，链轮齿数－－链节数（互为质 数的奇数），磨损均匀。
如：08A-188 GB1243.1－83
链号数25.4/16＝实际节距值 A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链
节数－宜用偶数节
二、齿形链—无声链
1.工作时通过链片上 两直边夹角为60 （70用得少）的 链齿和链轮轮齿相 啮合来实现传动。
2.有导板（分内导板 和外导板）防止轴 向窜动。
3.心柱形式：圆柱式、轴瓦式、滚柱式；
4.特点： 传动平衡、无噪声、承受冲击性能好，
工作可靠; 适用于高速传动、大传动比和中心距较
小、运动精度要求较高的场合; 结构复杂、价格高、制造困难;
§9-3 滚子链链轮的结构和材料
链轮是链传动的主要零件，链轮齿形已经标准 化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸，选择 材料和热处理方法。
一、链轮的基本参数及主要尺寸
4．链条静力拉断 5.过载拉断和冲击断裂
二、滚子链传动的额定功率 1.极限功率曲线
图9－10为实验条件下单排 链的极限功率曲线
在润滑良好、中等速度的链传动 中，链传动的承载能力主要取决于 链板的疲劳强度；
随着转速增高，链传动的多边形 效应增大，传动能力主要取决于滚 子和套筒的冲击疲劳强度，转速越 高，传动能力就越低，并会出现铰 链胶合现象，使链条迅速失效。
设计内z润2容；滑：链方确轮式定结；链构张条、紧型材装号料置；、。链几节何数尺L寸p和；排中数心，距链a；轮压齿轴数力zl、Fp；
机械设计-链传动
式中： q－每米链长质量 (kg/m)。
Fe
?
1000
P
υ
Fc ? qυ2
功率 链速
3. 悬垂拉力（作用于全长）
F f ? max( F f `, F f ``)
紧边拉力 F1 ? Fe ? Fc ? Ff 松边拉力 F 2 ? Fc ? F f
（可见，链受的是变载荷）
35SiMu 、35CrMo 材料，经淬火、回火处理，齿面硬
度40～50HRC 。 简单工况下 : 采用35钢经正火处理，齿面硬度 160～ 200HBS ；或15、20钢经表面渗碳、淬火和回火处理，
齿面硬度 50～60HRC 。
第七页，编辑于星期二：二点 五十分。
§ 11-2 链传动的 运动特
性1
o3
具加工，故 链轮图上不必绘之端面齿形 ，
只注明“齿形按3R GB1244 －85规定制造”
即可。
o2
d
r2
r3
c
b r1
a
o 1
a
180 °
z
df
da
d
◆ 但应绘制 轴面齿形 ( 应符合GB1244-85 的规定 )。
（表 9－2）
d
df da
第五页，编辑于星期二：二点 五十分。
链轮 2
概述
链轮分度圆 ：绕在链轮上的各链节滚子中心所在的圆。
通常，小链轮用较好的材料。
孔板式链轮
链轮材料表
组合式链轮
第六页，编辑于星期二：二点 五十分。
4、链轮的材料选用
一般工况下 : 采用45、 50、45Mn 钢，经淬火、回火 处理，齿面硬度 40～50HRC 。
第七章 链传动
第七章链传动§7-1概述§7-2 传动链的结构特点§7-3 滚子链链轮的结构设计§7-4 链传动的运动特性§7-5 链传动的受力分析§7-6 滚子链传动的设计计算§7-7 链传动的布置、张紧与润滑第一节概述链传动是由主动链轮、从动链轮和绕在两链轮上的一条闭合链条所组成（如图所示），以链作为中间挠性件，靠链的一个个链节与链轮轮齿啮合来传递运动和动力。
一、链传动的特点概述与带传动比较，链传动的主要优点是：1）无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，传动可靠。
2）所需张紧力小，作用于轴上的压力小。
3）相同工况下，结构尺寸更为紧凑。
4）能在恶劣环境（多尘、高温、多油）下工作。
5）传动效率高，承载能力高。
与齿轮传动比较，链传动的主要优点是：1）易于实现较大中心距的传动。
2）制造与安装精度要求低，成本低。
链传动的主要缺点是：1）瞬时传动比和瞬时链速不恒定，传动不平稳，工作时有噪声。
2）不宜用于载荷变化大和急速反向的传动中。
概述二、链的种类链有多种类型，按用途不同可分为传动链、起重链、牵引链三种。
起重链主要用于起重机提升重物，链速v≤0.25m/s；牵引链主要用于运输机械移动重物，链速v≤2~4m/s；传动链主要用于传递运动和动力，链速v≤15m/s，生产与应用中，传动链占主要地位。
本章只讨论传动链。
三、链传动的应用链传动的应用范围很广。
适于两轴相距较远，平均传动比准确，对平稳性要求不高，工作环境恶劣等场合。
如农业机械、建筑机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等的机械传动中。
通常链传动工作范围是：传递的功率P≤100 kW，传动比i≤8，链速v≤15m/s，中心距a≤5~6m。
现代先进的链传动技术已能使优质滚子链的传递功率达5000kW，链速可达35m/s。
第二节传动链的结构特点在链传动中按链条结构不同主要有滚子链和齿形链两种。
一、滚子链单排滚子链双排滚子链滚子链的结构如图所示。
链 传动
酸性肥料:硫酸铵
化学性质
中性肥料:尿素
碱性肥料:碳酸氢铵
化学肥料的分析项目包括水分含量，有效成分含量和杂质含量等分析。
有效成分含量，磷肥以有效五氧化二磷的质量分数表示。氮肥以氮元素 的质量分数表示。钾肥以氧化钾的质量分数表示。微量元素以该元素的质量 分数表示。
二、肥料的取样
对于袋装化肥，通常规定50件以内抽取5件；51～100件，每增10件，加 取1件；101～500件，每增50件，加取2件；501～1000件以内，每增100 件，加取2件；1001～5000件以内，每增100件，加取1件。将子样均匀地 分布该批物料中，然后用采样工具进行采集。
磷肥的组成较为复杂，往往一种磷肥中同时含有几种不同性质的 含磷化合物。磷肥的主要成分是磷酸的钙盐，有的还含有游离的磷酸。
磷肥组成不一样，溶解性不一样，制样方法也是有差异的。
（a）
（b） 图3.5-4 滚子链的接头
（c）
表3.5-1 滚子链的基本参数和结构尺寸及抗拉荷载（GB/T1243-2006）
2．传动链的结构 传动链按结构不同可分为滚子链和齿形链两种。 （1）滚子链的结构 如图3.5-2所示，滚子链由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4 和外链板5所组成。内链板与套筒之间、外链板与销轴之间 都是过盈配合连接；套筒与销轴之间为间隙配合，使内、外 链板能作相对运动。滚子活套在套筒上，工作时滚子沿链轮 齿廓滚动，以减轻轮齿的磨损。由于链条的磨损主要发生在 销轴与套筒的接触面上，所以在内、外链板间留有少许间隙， 以便润滑油渗入摩擦面间。链板一般制成“8”字形，以减 轻重量并保持链板各横截面的抗拉强度大致相等。
1.5
16A 25.4 29.29 15.88 15.75 22.60 24.13 7.94 33.5 62.7 55.6 111.2 2.6
链传动基础知识
目录
• 链传动的定义与工作原理 • 链传动的组成与类型 • 链传动的维护与保养 • 链传动的改进与发展趋势 • 链传动与其他传动方式的比较 • 链传动案例分析
01
链传动的定义与工作原 理
定义
01
链传动是一种通过链条将主动轴 的旋转运动传递到从动轴的机械 传动方式。
02
它由链条和两个或多个链轮组成 ，通过链条在链轮上的连续运动 实现动力的传递。
成本
链传动的制造成本通常低于齿轮传动，因为 其结构相对简单。
维护
链传动对维护的要求相对较低，因为其结构 简单且不易损坏。
与带传动的比较
传动效率
链传动的效率通常高于带传动，因为链 传动是刚性连接，能量损失较小。
成本
带传动的制造成本通常低于链传动， 因为其结构相对简单。
适用范围
带传动适用于低速和中等到大功率的 传动，而链传动则更适用于中等到大 功率和较高速度的场合。
活性。
检查紧固件
定期检查链条和链轮的紧固件 ，如螺栓、螺母等，确保其紧
固状态良好。
调整链条张紧度
根据需要调整链条的张紧度， 保持适当的张紧状态。
常见故障与排除方法
链条断裂
检查链条的磨损程度和疲劳状 况，更换断裂的链条段或整条
链条。
链轮卡滞
检查链轮的转动是否灵活，清 理链轮上的杂物和污垢，必要 时更换链轮。
案例二：摩托车链传动系统
总结词
稳定、高效、耐用
详细描述
在摩托车中，链传动系统同样扮演着重要的角色。它能够将发动机的动力稳定地传递到后轮，使摩托车能够快速、 稳定地行驶。与自行车链传动系统类似，摩托车链传动系统也具有高效、耐用等特点，能够在恶劣的行驶条件下 保持稳定的性能。
链传动课件
在其他领域中的应用
农业机械
在农业机械中，如拖拉机，链传动用于各种应用，如动力传输、 液压泵和发电机。
工业应用
在工业环境中，链传动广泛应用于各种设备，如传送带、泵和压缩 机等。
军事应用
在军事领域，链传动用于各种车辆和武器系统，以实现高效的动力 传输。
04
链传动的维护与保养
链传动的润滑
润滑剂的选择
01
根据链传动的工况和使用条件，选择合适的润滑剂，如润滑油
或润滑脂。
润滑周期的确定
02
根据润滑剂的消耗量和链传动的运行状况，确定合理的润滑周
期，以保证链传动的正常运行。
润滑方式的采用
03ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
根据实际情况，可采用滴注、喷涂或浸油等润滑方式，确保链
传动得到充分的润滑。
链传动的清洁
清洁环境的要求
保持工作环境的清洁，避免灰尘、杂物等进入链传动系统。
高效率与可靠性
在摩托车中，链传动的效 率与可靠性确保了摩托车 的性能和驾驶体验。
在自行车中的应用
驱动后轮
在自行车中，链传动用于从脚踏到后轮的驱动，确保 自行车的动力传输。
维护简单
与自行车中的其他传动方式相比，链传动的维护相对 简单且成本较低。
高效传输
链传动的高效传输特性使其成为自行车动力传输的理 想选择。
。
可靠
链传动的可靠性较高， 能够在各种恶劣的环境
条件下稳定运行。
耐久
链传动的耐久性较好， 能够在长期使用中保持
较好的性能。
02
链传动的类型
按用途分类
传动链
用于传递运动和动力，将内燃机 、电动机等动力装置与工作装置 连接起来，如摩托车、自行车的
第9章 链传动1
z1↓—
1
2
↑—
运动不均匀性↑
不平稳、有规律振动。
节距P 越大，齿数越少，β角的变化范围就越大，链速
的变化范围也就越大。
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从动轮：v R22 cos 2 2
2
v
R2 cos
2
2
(2
180 )
2
z2
∵ v、γ变化 ∴ω2变化
由 v R22 cos R11 cos
第四节 链传动的运动特性 一、链传动的运动不均匀性
1、平均传动比 ∵ 链轮转一周，链条转过长度为zp ∴ 平均链速：
v z1 pn1 z2 pn2 m / s 601000 601000
平均传动比： i n1 z2 d2 n2 z1 d1
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2、瞬时速度 假设紧边在传动时处于水平位置。
i瞬 时
1 2
R2 cos R1 cos
后果：1、i瞬时变化；
2、链速不均匀。
这种运动不均匀现象称之 为链传动的多边形效应。
使i瞬时=const的条件：
z1=z2
紧边长度为链 i瞬时=1
节距的整数倍
二、链传动的动载荷 1、链条前进的加速度引起的动载荷：
Fd 1
m ac
m dvx dt
a f1 p[2LP (Z1 Z2 )]
7、确定润滑方式(图9-14)
8、计算压轴力 若不计离心拉力和悬垂拉力，则链传动中的压轴力可近似
用下式计算
水平 KFP 1.05 垂直 KFP 1.15
（二）低速链传动的静强度计算（v<0.6m/s）
当 v 0.6m / s 时，低速传动：v↓→F1↑→过载拉断
链传动
2）制造成本较高。
链传动主要用在转速不高，两轴中心距较大，要求平均传动比准确的场合。
二、链传动的组成： 主动链轮、从动链轮和链三部分组成 三、链传动分类： 1、按用途分类： 传动链:在机械中用来传递 运动和动力
输送链:在输送机械中用来 输送物料或机件
起重链:在起重机械中用来 提升重物 2、按结构分类：传动链有滚子链和齿形链等类型。
链传动
1 概述 2 滚子链 3 轮传动的传动比 4 轮传动的失效形式 5 链传动的正确使用与维护 6 齿形链的结构特点
§11-1 概述
1概 述
链传动属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮轮齿与链节的啮合传递 运动和动力。
一、链传动的特点和应用
优点： 1）没有打滑现象，传动比准确； 2）传动效率较高； 3）传动功率大； 4）轴间距离远近均可。 5）对环境要求低，能在恶劣条件下工作。 缺点： 1）当速度较快时，容易产生摆动及噪声，故不适合高速运转；
齿形链的结构特点
齿形链上设有导板，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导 板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的 链轮结构简单。 齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。
圆销式
轴瓦式
60。 滚柱式
与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠， 多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。
4 滚子链传动的失效形式
一、滚子链传动的失效形式
1）链板疲劳 2）铰链的磨损 （磨损过大将导致脱链） 3）滚子、套筒的冲击疲劳 4）销轴与套筒工作面的胶合 5）链的静力拉断
§11-4 链传动 的合理布置和 润滑
5 链传动的合理布置和润滑
一、链传动的合理布置 二、链传动的张紧
第七章链传动
a fa p 2Lp z1 z2
第四节 链传动的布置、张紧和润滑
1、链传动的合理布置
（1）两链轮的回转平面必须布置在同一垂直平面内，不 能布置在水平或倾斜平面内；
（2）两链轮中心连线最好是水平的，也可以与水平面成 45
（3）一般应使链的紧边在上、松边在下。
2、链传动的张紧
4．计算链长和中心距
（1）初定中心距a0=40p，链节数LP为
L p
2a 0 p
z 1
2
z 2
p a
0
z z
2
1
2
2
2 40p 23 58
p
58
23
2
p
2 40 p 2 3.14
121.3
a fa p 2Lp z1 z2 的前进速度和上下抖动速度是周期
性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就 越大。因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场
合。
这种由于多边形啮合给链传动带来的速度不均匀性， 称为链传动的多边形效应。
（3）从动链轮的角速度ω2
2
r
v
cos
r cos 11 r cos
中心距调整量 a 2 p 2 25.4 50.8
5．计算作用在轴上的压轴力
F 1000P 100010.04 5941N
v
1.69
FQ 1.15K AF 1.151 5941 6832N
6．链轮结构设计从略
2
2
（4）瞬时传动比为：
i 1 r2 cos 2 r1 cos
机械设计与理论：第13章 链传动
§13-5 链的受力、失效和许 用功率
一、链的受力
• 与带传动相似，链传动工作时，链的两边形成 紧边和松边。紧边和松边所受的拉立分别为F1 和F2： F1=Ft+Fc+Ff , F2=Fc+Ff
轮芯可用一般钢材或铸铁以节省贵重钢材。采用可拆联接的组合 式链轮的另一优点是轮齿失效后只需更换齿圈即可。
链轮材料
• 可用灰铸铁(不低于HT200)，热处理后硬 度为260--280HB。
• 较多的是用优质碳钢和合金钢如15-50号 钢、15Cr、20Cr、40Cr、35SiMn 、 35CrMo 、45Mn、 ZG310-570钢等，热 处理后硬度均在40HRC和40HRC以上。
• F1为有效圆周力(有效拉力)(N)， • Fc 为离心拉力(N)，Fc=qv2 (其中q为单排链每
米质量kg/m )，当 v≤7m/s 时, Fc可忽略不计; • F一f为般悬不垂大拉，力可(近N)似，取Ff是为由链边自重而产生的，
Ff≈0.1Ft 。
二、链的失效
• 链的疲劳破坏
链是在变应力下工作的，导致链板可能发生疲劳断裂或套筒、滚子表 面产生疲劳点蚀。
滚子链轮轮齿的齿形
链轮几何参数
• 分度圆直径 d ＝ p ／sin(180°／z ) • 齿顶圆直径 da ＝ p (0.54 + cot(180°／z)) • 齿根圆直径 df ＝ d - dr • 式中 p 为节距，z 为齿数。
滚子链轮的结构型式
• 小直径的链轮可采用板式， • 中等尺寸的链轮可采用孔板式， • 大直径的链轮多用组合式，齿圈焊接在或用螺栓联接在轮芯上。
第9章链传动
3.链的节距
链条节距越大，链条与链轮尺寸则越大，承载能力越高。但传动速度的不 均匀性、动载荷和噪声也随之增大。在满足承载能力条件下，应选择小节距， 尤其是高速重载时，宜优选小节距多排链。
4.链传动的中心距和链节数
中心距小：结构紧凑；但包角小，同时啮合的齿数少，磨损严重，易产生 脱链。 在同一转速下，绕转次数增加，易产生疲劳损坏。 中心距大：对传动 有利；但结构过大，链条抖动加剧。所以，一般取：a(30~5)0p，amax80p 链条长度以链节数 L p 表示，仿照带传动求带长公式有链条节数：
（b） （c） 图9-4 链轮的结构
（d）
7
高职高专“十一五”规划教材
9.4链传动的运动分析和受力分析
为了便于对链传动的运动状况进行定性分析，我们忽略链及其它元件 的柔性及制造误差等因素来分析链传动的平均传动比和瞬时传动比。
9.4.1平均传动比
在工作时，传动链绕在链轮上，由于啮合作用，啮合区段的链 条将曲折成正多边形的一部分，多边形的边长等于节距p，边数等 于链轮齿数Z。所以，当链轮转过一周，随之转过的链长为Zp，故 链条的平均速度为：
两轮轴线在同一 水平面，松边应在下 面，否则下垂量增大 后，松边会与紧边相 碰，需经常调整中心 距
两轮轴线在同一铅垂面内， 下垂量增大会减少下面链轮有 效啮合齿数，降低传动能力， 为此，应采取以下措施①中心 距可调；②设张紧装置；③上 下两轮错开，使两轮轴线不在 同一铅垂面内
13
高职高专“十一五”规划教材
见
再
15
3
高职高专“十一五”规划教材
9.2 链条
9.2.1链条的种类
按用途不同链条可分为传动链、起重链和曳引链。
链 传 动
(1）传动比I 传动比受链轮最小齿数和最大齿数的限制，且外廓尺寸也不能过大，传动比 过大时，小链轮上的包角α1将会太小，同时啮合的齿数也太少，将加速轮齿的 磨损。因此，通常要求包角α1不小于120°。一般取传动比i≤7，推荐i=2～ 3.5。当工作速度较低(v<2m/s)，且载荷平稳、传动外廓尺寸不受限制时，允 许i≤10。
1.1 概述
(2）滚子链链轮 滚子链链轮是链传动的主要零件。链轮齿形满足下列要求： 1)保证链条能平稳而顺利地进入和退出啮合。 2)受力均匀，不易脱链。 3)便于加工。 链轮的齿形有国家标准。GB 1244—1985规定了滚子链链轮的端面齿槽形 状，如图11.5所示，即为三圆弧(dc、ba、aa′)和一直线(cb)齿形。 由于链轮采用标准齿形，所以在链轮工作图上不必绘制其端面齿形，只需在 图的右上角注明基本参数和“齿形GB 1244—1985制造”字样即可。
1.2 链传动的运动特性
链条绕上链轮后，在啮合区域的部分链将折成正多边形，因此链传动相当于 一对多边形轮子之间的传动，见图11.9。设z1、z2为两链轮的齿数，p为节距 （mm），n1、n2为两链轮的转速（r/min），则链条线速度（简称链速）为
图11.9 链传动的运动分析
1.3 滚子链传动设计
1.1 概述
图1.1 传动链的类型
1.1 概述
1.滚子链传动
(1）滚子链的结构和标准 滚子链由内链板1、套筒4、外链板2和销轴3组成，见图1.2。内链板与套筒 、外链板与销轴均为过盈配合，套筒与销轴、滚子与套筒之间均采用间隙配合 ，因此，内、外链板在链节屈伸时可相对转动。当链与链轮啮合时，链轮齿面 与滚子之间形成滚动摩擦，可减轻链条与链轮轮齿的磨损。内、外链板制成 “∞”字形，可使其剖面的抗拉强度大致相等，同时亦可减小链条的自重和惯 性力。组成链条的各零件，由碳钢或合金钢制成，并进行热处理，以提高强度 和耐磨性。 滚子链相邻两滚子中心的距离称为链节距，用p表示，它是链条的主要参数 。节距p越大，链条各零件的尺寸越大，所能承受的载荷越大。 滚子链可制成单排链和多排链（如双排链或三排链)，见图1.2和图1.3。排数 越多，承载能力越大。由于制造和装配精度，会使各排链受力不均匀，故一般 不超过4排。
链传动
建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托
车、自行车等。中低速传动：传动比≤8，P≤100KW， V≤12-15m/s，无声链最大线速度可达40m/s（不适于在冲 击与急促反向等情况）
汽 车 机 械 基 础
3
2
1
链传动的特点及应用
四、链传动的类型
起重链链的ຫໍສະໝຸດ 型输送链汽 车 机 械 基 础
传动链
汽 车 机 械 基 础
3
2
1
链传动的特点及应用
1、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元
件的啮合来传递动力和运动。 2、组成：主、从动链轮、链条、封闭装臵、润滑系统
和张紧装臵等。
汽 车 机 械 基 础
3
2
1
链传动的特点及应用
二、链传动的特点
1、优点(和带传动相比） • 没有滑动和打滑，能保持准确的平均传动比
汽 车 机 械 基 础
3
2
1
链传动的特点及应用
二、链传动的特点
2、缺点: • 只能用于平行轴间的同向回转传动
•
• •
瞬时速度不均匀
高速时平稳性差 不适宜载荷变化很大和急速反转的场合
•
•
有噪声
成本高，磨损后易发生跳齿
汽 车 机 械 基 础
3
2
1
链传动的特点及应用
三、链传动的应用
适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、
链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化。 这就造成链运动速度的不均匀,作有规律的周期性的波动。
3
2
1
链传动的工作情况分析
一、链传动的运动特性
分析主动轮链条销轴轴心A的速度
d1 v x 1 cos 牵引链条运动的速度 2
机械设计链传动设计
4. 销轴与套筒旳胶合 因为套筒和销轴间存在相对运动，在变载荷旳作用
下，润滑油膜难以形成，当转速过高时，套筒与销轴间产 生旳热量造成套筒与销轴旳胶合失效。
5. 过载拉断
在低速重载旳传动中或者链传动严重过载时，链元 件被拉断。
V2′
D
V
2
链传动速度分析
V1、V2可分解为沿链条迈进方向旳分速度V和垂直链 条迈进方向旳分速度V1´、 V2´。
V=R1ω1cosβ V1
V1′=R1ω1sinβ
V=R2ω2cosγ V2
V2′=R2ω2sinγ
式中： β——为铰链点A旳圆周速度与迈进分速度之间旳 夹角，在数值上等于A点在主动轮上旳相 位角， β在±180º/Z1之间变化。
内链板 外链板 销轴
套筒 滚子
一）滚子链构造分析——滚子链由内链板、外链板、销轴、
套筒和滚子构成。
销轴与外—链—板用过盈
配合连接，称为外链节。
h2
套筒与内—链—板用过盈
p
配合连接，称为内链节。
销轴与套筒—之—间间隙配 合，当链条与链轮轮齿啮合 时，内、外链相对转动。
内链板
外链板 销轴
套筒 滚子
滚子链旳构造分析图
特定条件：Ｚ１=２５；ＬＰ=1２０节；单排链；传动比 i=3，两链轮安装在平行旳水平轴上，两链轮共面；载荷平 稳；按照推荐旳 润滑方式润滑； 工作寿命为15000 小时；链因磨损 而引起旳相对 伸长量不超出3％。
2、当实际情况不符合特定条件时，应对查得Ｐ０旳值进 行修正。
3、当不能确保按图示推荐旳润滑方式时，则设计时应将 Ｐ０值按如下数值降低：
链传动
摘要链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。
链传动-结构链传动链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。
它是利用链与链轮轮齿的啮合来传递动力和运动的机械传动。
1.链条链条长度以链节数来表示。
链节数最好取为偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接，接头处可用弹簧夹或开口销锁紧。
若链节数为奇数时，则需采用过渡链节。
在链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。
齿形链由许多冲压而成的齿形链板用铰链联接而成，为避免啮合时掉链，链条应有导向板(分为内导式和外导式)。
齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。
铰链可做成滑动副或滚动副，滚柱式可减少摩擦和磨损，效果较轴瓦式好。
与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重，所以它的应用没有滚子链那样广泛。
齿形链多用于高速(链速可达40m/s)或运动精度要求较高的传动。
国家标准仅规定了滚子链链轮齿槽的齿面圆弧半径、齿沟圆弧半径和齿沟角的最大和最小值(详见GB1244-85)。
各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。
这样处理使链轮齿廓曲线设计有很大的灵活性。
但齿形应保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，并便于加工。
符合上述要求的端面齿形曲线有多种。
最常用的齿形是“三圆弧一直线”，即端面齿形由三段圆弧( )和一段直线( )组成。
链结构2.链轮链轮轴面齿形两侧呈圆弧状，以便于链节进入和退出啮合。
齿形用标准刀具加工时，在链轮工作图上不必绘制端面齿形，但须绘出链轮轴面齿形，以便车削链轮毛坏。
轴面齿形的具体尺寸见有关设计手册。
链轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，故齿面多经热处理。
小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用材料一般应优于大链轮。
常用的链轮材料有碳素钢(如Q235、Q275、45、ZG310-570等)、灰铸铁(如HT200)等。
第9章 链传动
第9章链传动9.1 概述9.1.1 链传动的特点和类型链传动由装在平行轴上的链轮和跨绕在两链轮上的环形链条所组成（图9.1），以链条作中间挠性件，靠链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。
图9.1链传动链传动结构简单、耐用、易维护，与带传动一样也适用于中心距较大的场合。
与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，因此能保持准确的平均传动比，且功率损耗小，效率高；同时，其依靠啮合传动，需要的张紧力小，压轴力也小；在同样的使用条件下，链轮宽度和直径也比带轮小，因而结构紧凑；还能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。
与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，成本低廉，容易实现远距离传动。
其缺点是：瞬时速度不均匀，瞬时传动比不恒定，传动中有一定的冲击和噪音；无过载保护功能；安装精度比带传动要求高；不宜在载荷变化大、高速和急速反转中应用；只能用于两平行轴间的传动。
链传动广泛用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。
应用时应使链传动的传动比i≤8；中心距a≤5~6m；传递功率P≤100kW；圆周速度v≤15m/s。
其传动效率 =0.92~0.96。
按用途不同，链可分为传动链、输送链和起重链。
输送链和起重链主要用在运输和起重机械中，而传动链广泛用于一般机械传动中。
传动链主要有滚子链和齿形链两种结构形式（如图9.2所示）。
齿形链结构复杂，价格较高，应用不如滚子链广泛。
1—内链板；2—外链板；3—销轴；4套筒；5滚子图9.2 传动链的类型9.1.2 滚子链传动的结构如图9.2（a）所示，滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5所组成。
其中，内链板1和套筒4、外链板2和销轴3均用过盈配合固联在一起，分别称为内、外链节，内、外链节构成铰链。
滚子5与套筒4、套筒4与销轴3之间均为间隙配合。
当链条啮入和啮出时，内、外链节作相对转动，同时滚子沿链轮轮齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。
链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上，因此内、外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入套筒与销轴的摩擦面间。
链传动
§4－1 链传动概述 §4－2 链传动的类型
引言
链传动应用举例
§4－1 链传动概述
a) 摩托车
a) 摩托车
图 3-3 链传动应用实例
b) 自行车
b) 自行车
图 3-3 链传动应用实例
链传动是由链条和具有特殊齿形的链轮组成的传递运动或动力的传 动；生活中很多场合都采用了链传动。
§4－1 链传动概述
三、齿形链简介
齿形链的标记
CL08—22.5
链号 链宽
W — 60
导向形式 ห้องสมุดไป่ตู้数
GB/T 10855—1997
标准编号
指链号为CL08（节距为12.70mm)，节距p=12.7mm，链宽 b=22.5mm，导向形式为外导形式，60个链节的齿形链
本章小结
1．链传动的组成。
2．链传动的应用特点。
3．链传动的常用类型。 4．滚子链的结构组成。 5．什么是齿形链？
一、链传动及其传动比
二、链传动的应用特点
一、链传动及其传动比
1．链传动的组成
1－主动链轮 2－链条 3－从动链轮
一、链传动及其传动比
2．链传动的传动比
n1 z2 i12 n2 z1
n1、n2 —— 主、从动轮的转速，r/min；
z1、z2 —— 主、从动轮齿数 。
链传动的传动比就是主动链轮的转速n1与从动链轮的转速n2之比， 也等于两链轮齿数的反比。
链号－排数－链节数 国标编号
三、齿形链简介
齿形链又称无声链，属于传动链中的一种形式。它由一组
带有齿的内、外链板左右交错排列，用铰链连接而成。
外链板
内链板
三、齿形链简介
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一、链传动概述
链传动有短节距精密滚子链、双节距精密滚子链、短节距精密套筒链、弯板滚子传动链、齿形传动链以及成型链等多种传动类型。
链传动的突出特点是构成链条的元件体积小、数量多，链节节距均匀，滚子/套筒结构可以减少啮合时的摩擦和磨损，并能达到缓和冲击的目的。
链传动的运动学模拟效果对于机械总体检查、链节结构设计与改进及链节数量的配置具有重要的验证作用，链传动运动动画对于链传动机构的产品演示、项目开展与交流不可或缺。
由于链节元件小而多的特点决定了链条传动的灵活性和实用性，而元件数量过多使得链传动三维机构模拟在普通计算机上难以实现，巨大的求解数据量对三维软件和计算机硬件的配置提出了很高的要求，在通用CAD三维软件中进行模拟链传动困难很大。
本文将探讨在Pro/ENGINEER野火版环境下进行链传动设计与运动学模拟，最后推荐两个专业的链传动动力学模拟软件环境，希望对链传动用户有所帮助。
二、Pro/ENGINEER链传动三维设计与运动学模拟
链传动的设计首先要根据传动功率要求确定大小链轮的齿数、链节运动轨迹以及链节的类型和规格，通过计算确定出链节数量，为链传动机构模拟打好基础。
下面是链传动模拟的构建流程。
1.步骤一
设计链传动运动轨迹，确定链节的接口长度和节数。
如图1和图2所示，使用草绘曲线绘制轨道，两链轮中心线水平。
该次链传动设计共20节链节(这里没有绘制大小链轮)。
图1 链传动轨迹曲线
图2 链条模型
2.步骤二
设计链节元件。
可以按照实际情况设计构成链节的内/外链板、销轴和套筒，然后组装成链节子组件。
为了减小链传动机构模拟运算的时间和运算数据量，这里仅用一个零件代表链节的所有组成元件(如图3)。
3.步骤三
链条组件第1、2个链节的装配。
创建链条组件，装配第1个链节(如图4)，使用1个"平面"接头、2个"槽"接头。
选槽曲线时按ctrl键选4段。
装配第2个链节(如图5)时，在第1个链节右侧装配第2个链节，使用1个圆柱接头和1个槽接头。
图3 简化链节模型
图4 装配第一个链节
图5 装配第二个链节
4.步骤四
使用动力学模拟技术模拟链传动。
从标准建模环境转到机构模拟环境(从"应用程序"→"机构")，从"插入"→"初始条件"，打开"初始条件定义"对话框。
点击定义切向槽速度图标，选第一个链节上的槽连接符号(如图6)，输入速度值300mm/sec。
从"分析"→"机构分析"，弹出"分析定义"对话框，选用"动态"分析类型，初始配置启用初始条件，电动机和外部负荷选项卡全部清除选取。
点击"分析定义"对话框底部的按
钮，可以发现两个链节沿着轨道运动。
图6 设置切向槽速度方向
图7 初始条件定义
图8 动态分析定义
该方法是用动力学模拟的切向槽速度为初始条件，并且使用动力学模拟的"动态"分析类型模拟运动学轨迹。
这对于几个链节的运动是可以的，如果将所有链节都装配到位，则链条的机构模拟需要非常高的硬件配置，而且需要更长的运行计算时间。
5.步骤五
使用运动学模拟技术模拟整根链条的传动。
由于步骤四的模拟方法需要求解力学属性，给模拟运算带来了一定的困难。
下面是使用运动学分析类型进行模拟。
按步骤三装配其他链节：选中第2个链节，顺时针方向使用"重复"命令装配其他零件接头关系，只重复圆柱接头，如果元件重叠则移除重叠元件，退出"重复"对话框;选中最后1个元件重新进行重复操作，直到重复完成第20个链节(如图2)。
装配完注意到最后一个链节的后安装孔无法与第1个链节的前安装孔轴对齐，可以将最后一个链节创建一个单独的零件，使孔轴尽量对齐(受装配误差和轨道位置的影响，在运动过程中该处无法实现轴完全对齐，如图9所示)。
将第1、6、11、16个链节添加不同颜色，并在第6、11、16个链节上进行新设置，增加平面副(如图10)。
图9 最后一个与第一个链节无法对齐
图10 添加另外3个平面副
再分别参照4个平面副定义角速度，使第1、6、11、16个链节在圆周上运动时分别充当驱动元件，每次转过125度。
另外，通过核查运算，如果角速度为125度/秒时，则第1个链节旋转一周大约需要时间4.2s。
进入机构环境，将当前装配体拍摄快照。
参照第1、6、11、16个链节上的平面副接头Z轴(查询选取)定义伺服电动机(如图11和图12)。
所有电机设置均为：速度方向(紫色箭头)向外，按右手定则逆时针旋转链条。
设置速度初始角，选中"当前"，速度值为125。
图11 运动角速度定义
图12 速度定义设置
定义并运行运动分析。
类型选择"运动学"，终止时间为4.2s(如图13)。
在"电动机"选项卡中，设置每个电动机的生效时间段是这次链传动模拟的关键。
由于前后两个电动机在临界点处不能重合(单一函数值)，所以第2个电动机的起始时间比第1个电动机的结束时间推迟0.01s(如图14)，对于这0.01s的时间差在最小时间间隔范围之内，是模拟计算误差所允许的。
点击"运行"，链传动正常运行。
图13 运动学定义
图14 电动机作用时间段
对于链轮的旋转运动模拟，定义两个伺服电动机确定两个链轮的传速比，通过快照确定链轮和链节之间的外观啮合位置，即可完成链轮和链条的整体传动效果。
上述链传动模拟方案是在简化链节元件的前提下成功进行的，由于链传动模拟运算数据量特别大，运行模拟时可能需要几个小时甚至几天的时间，因此在运行链传动机构模拟完成时，要及时将运行结果保存(*.pbk机构回放文件)，以便后续对链传动模拟结果进行更深入的研究。
三、链传动应用效果与动力学模拟专业平台实例
链传动在自行车、摩托车等普通交通工具上的滚子链、发动机等传动机构上的齿形链，以及在工程机械车辆上用的履带行走系统等都有广泛应用。
下面是常见的发动机正时链、工程机械履带传动结构，以及链传动的动力学模拟与应用。
对于这些典型的链传动，许多专业软件平台给出了专业的算法模型和模拟方法，下面是两个典型软件供应商给出的链传动解决方案。
(1)韩国FunctionBay公司基于递归算法的MFBD(多柔体动力学)分析软件--RecurDyn，其高机动性履带包对履带车辆的履带链节受力情况与车辆通过性给出了比较现实的求解方案，如图15所示。
图15 履带行走系统建模和通过性模拟
(2)奥地利AVL李斯特公司的发动机先进模拟技术软件--Excite，对发动机正时链传动给出了专业仿真分析策略，如图16所示。
图16 发动机正时链传动建模和动力学模拟。