14 第十四章 链传动《机械设计》

• 标准化 滚子链已标准化： 链号 × 排数 链节数
GB1243.1—83
标准编号
例： 08A—1×88 GB2431—83
A系列、节距p=12.7mm，单排，88节
2、齿形链
带外导板
带内导板
承受冲击能力比滚子链好，噪音低，平稳——“无声链”
滚子链的规格和主要参数
用于重载、高 速、重要传动
用于一般传动
9.5、滚子链传动的设计计算 1. 失效形式 1、链的疲劳破环（∵ 交变应力下工作）
2、铰链磨损→p↑— 脱链 3、胶合：销轴与套筒（高速或润滑不良）
4、静力拉断：v < 0.6m / s 下，过载拉断
静拉
疲劳
5、冲击破坏：起动、制 动、反转
6、链轮轮齿磨损
2. 极限功率
润滑良好、中低速度
材料的基本要求： 具有足够的耐磨性、耐冲击和强度。
一般：45#调质
重要：45、40Cr齿面淬火
冲击： 一般：15、20渗碳淬火
重要：15Cr、20Cr渗碳淬火 一般小链轮材料好于大链轮。
9-4、链传动的工况分析
一、链传动的运动不均匀性
整条链：挠性体 单个链节：刚性体 ∵ 链轮转一周，链条转过长度为z×ｐ
二、链传动的动载荷 主要原因有四点： 1、由于v、ω2周期性变化
φ1 β = ± 2
附加动载荷
dvx d 2 = ( R 1ω1 cos β ) = -R 1ω1 sin β 链的加速度： a = dt dt
时：am a x
2 φ 180 ω 2 1 2 1p = ± R 1ω1 sin = ± R 1ω1 sin = ± 2 z1 2
形成铰链 • 结构： 内链节
自由滚动，减小摩擦，磨损
滚子链的接头形式
开口销联接，用于大节距链条
弹簧卡片联接，用于小节距链条
• 接头形式：
偶数节： 奇数节：
↓冲击和振动
过渡链节：
产生附加弯矩,承载
↓,FQ=0.8FQ
∴ 避免采用奇数链节。
• 主要参数：
1）链节距p —— 基本参数 p↑——尺寸↑ p = 链号×25.4/16（mm） 2）链节数Lp 整数，一般为偶数。 3）排数zp 单排链 多排链 排数↑—承载↑ 但：排数↑↑—承载不均，∴ zp≯3-4
——在起动、制动、载荷变化等情况下 惯性冲击
∴ 链传动的运动不均匀性和动载荷是链传动的固有特性。
**链的节距越大，多边形效应越严重 **链轮转速越高，多边形效应越严重 降低动载荷的措施： (1)n1<nlim ;
(2)链传动尽量放在低速级；
(3)选用小p，多 z 的链传动。
思考：链传动为什么布置在低速级? 带传动应布置在多级传动的高速级 还是低速级？为什么？
三、受力分析 （一）紧边拉力
F = F1 + Fc + F f
1、工作拉力（有效拉力）F1
1000P F1 = (N) v
P——kW
v——m/s
2、离心力Fc
Fc = qv 2( N )
q——kg/m
3、垂度拉力Ff ——布置方式、垂度大小
F f ≈ K f qga
Kf ——垂度系数(P287)
（二）松边拉力 （三）压轴力
四、主要参数的选择 1、传动比i a一定时，i↑— α↓— 同时啮合齿数少— 磨损↑— 跳齿
2、链轮齿数 z↓
n1 ∴ i= ≤8 ，通常：包角α1≥120°,i = 2~3.5 n2
180 v x min = vmax cos z1
1）不宜过少
—↑运动不均匀性、↑动载荷 —↑垂直分速度，↑功率消耗
可见： n1↑— ω1↑ p↑ z1↓
a↑
动载荷↑
2、链条的垂直分速度 V y1 周期性变化（大小、方向） 链条上下振动。 3、链条进入链轮瞬间，产生冲击 附加动载荷。 — ↑Ek
qp 3n 2 冲击动能： Ek = c
常数
q↑ 可见：
p↑
n↑
为↓Ek→↓p，n＜nlim。 4、由于链张紧不好、链条松弛
p
z
p+Δp
当Δp相同时：z↑— Δd ↑ — 链节外移(爬齿)↑— 脱链可能性↑ ∴ zmax = 120
z Δp 即： Δd = 180 sin z
d+ Δ
φ
d
损问 后： 脱 自 前轮： 链 行 z多 从车 哪链 轮传 开动 始， ？磨
d
3）均匀磨损 Lp为偶数 → 链轮齿数应采用与Lp互质的奇数。 3、链速、链轮极限转速 v↑— 动载荷↑ ∴ v＜12m/s
竖直方 Vy 1 —— “忽上忽下” 向分速 度
z1↓—
φ1 2↑—
运动不均匀性↑ 不平稳、有规律振动。
vx 从动轮： v 2 R2 2 cos vx R11 cos 2 R2 cos R2 cos
φ2 180 φ2 φ2 ( = ) ≤ γ ≤ 2 z2 2 2
∴ 平均链速：v =
平均传动比： i12
z 1 pn1
60 × 1000
=
z 2 pn2
60 × 1000
m / s
n1 z2 = = = const n2 z1
实际上：ω1=常数时，ω2、链速v是变化的。 假设：紧边在传动时总是处于水平位置。 主动轮：在某一时刻，小轮的圆周速度为 v1 R11 。
180 v′ y max = R1ω1 sin z1
z↓，同时啮合齿数↓，磨损↑
z↓，链节间相对转角↑，↑功率消耗
∴ 限制zmin
2）不宜过多 z1↑→z2↑→ d+Δd↑→ 跳齿、脱链↑→ 寿 命↓
由于： d =
sin
p
180

磨损后：p→p+Δp
d + Δd = p + Δp sin
180
的链传动，承载能力
主要取决于链板的疲 劳强度； 1. 由链板疲劳强度限定； 较高转速下，多边形效应增大，传动能力主 2. 由滚子、套筒冲击疲劳强度 要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度； 限定； 很高转速下，传动能力主要取决于销轴和套 3. 由销轴、套筒的胶合限定。 筒的胶合。
3. 额定功率 为了传动的可靠性，用额定功率来限制实际工作
F = Fc + Ff
FQ ≈F1 + 2 F f ≈1.2 K AF1
（∵ Ff 较小）
'
（Fc对FQ无影响）
工况系数（P287）
注意： 1）链传动紧边布置与带传动相反。 2）张紧力：带传动张紧力决定传动工作能力； 链传动张紧力不决定工作能力，
控制松边垂度 而是 防止脱链、跳齿 3）因张紧力小，压轴力比带传动小。
∵ Vx、γ变化 ∴ω2变化
1 R2 cos i 2 R1 cos
后果：1、i瞬时变化；
2、链速不均匀。
使 i瞬时= C 的条件： γ = β z1 =z2 紧边 长度为链 节距的整数倍
i瞬时=1
小结：
链速是周期性变化的，链节距越大，齿数越少， 链速的变化就越大。 当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及 链传动的瞬时传动比都是周期性变化的。 链传动的不均匀性称为链传动的多边形效应。 只有z1＝z2，且链的紧边长恰为链节距的整数倍 时，瞬时 i 才恒定。
能力。图14.17是典型额定功率P0曲线（P289）
额定功率曲线的标准实验条件： 两链轮安装在水平轴上，两链轮共面； 小链轮齿数z1=25； 链长LP＝120节的单排滚子链； 传动比i=3； 载荷平稳； 合适的润滑； 能连续15000h满负荷运转； 工作环境温度-5º ~ +70º 。
（1）起重链 —— 起重机械中吊起重物，
v≤0.25m/s
（2）输送链——运输机械中移动重物，v=2～4m/s
滚筒式输送链
板式输送链
链式输送链
（3）传动链——传递动力 , v≤20m/s
滚子链
齿形链
p
内链板 外链板 销轴
套筒 滚子
dτ
dz
b1 b2
h
1、套筒滚子链
内、外链板呈“8”字形：? 等强度，↓惯性力 外链节
两轮轴线不在同一水平面，松边应在下面，否
则松边下垂量增大后，链条易与链轮卡死。
i＜1.5，a＞60p（i小a大场合） 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。
i、a为任意值（垂直传动场合）
不符合实验条件时调整功率需要考虑的因素： 工况；
主动链轮齿数；
链传动的排数。
K AP ≤ P0 实际使用：修正 计算功率： Pc = kz k p
式中： kz——小链轮齿数系数；（表14.2） Kp——多排链排数系数；（表14.3）
KA ——工况系数（P287）; P — 名义传动功率。
第14章 链传动
第14章 链传动（chain transmission）
一、概述
1. 组成 主动轮（drive pulley） 从动轮（driven pulley） 链条（chain）
Hale Waihona Puke 2. 链传动的工作原理依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。
主动边在上，从动边在下。
二、链传动的特点和应用
1、优点
v x v1 cos R11 cos
— 水平分速度,即链速,使 链条前进,传递功率。
v y1 v1 sin R11 sin
— 垂直分速度,使链条上 下移动,消耗功率。
由： -
φ1 φ1 ≤ β ≤ 2 2
可见 w1 = c 时， v const
φ1 ——
φ1 180 链节距对应的中心角， 2 = z 1