链传动工作原理与特点

于45° ３）.当属下列情况时，紧边在上：（尽量主
动边在上）a≤30P和i≥2时（a图）；倾斜角较大时（b 图） ； a≥60P和i≤1.5时，Z≤25 （c图）
２、 张紧：（方法不同于带） 张紧不取决于工作能力，而会由垂度大小决定
３、润滑与防护 1）润滑：润滑方式按图选取，注意链速越高，润滑方式 要求也越高。 2）防护：封闭护罩——安全、环境清洁、防尘、减小 噪音和润滑需要
链条垂直速度：
V V1 sin
W1d1 sin
2
v
A
v

v1
v'1



d1
v2
v'2

d2
1
2
变化情况→刚进入啮合→达顶点→退出啮合
1 0 1
2
2
前进V Vmin
→
Vmax →
Vmin
对从动轮讲：
V2
d2W2 2
中心距过大，会引起从动边垂度过大，传动时造成 松边颤动。因此在设计时，若中心距不受其它条件限制，
一般可选a0=(30~50)p。
计算LP（链节数）
LP

L P

Z1
Z2 2

2a0 P
( Z2 Z1 )2
2
P a0
求中心距a（理论）
a

P 4 [(LP

Z1
Z2 2
)

(LP

Z1
3、种类：按工作特性分：起重链，牵引链，传动链
4、应用： 适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、
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。传动比≤8，P≤100KW，V≤5m/s
§14—2 链传动的零件和材料
１. 传动链 传动链可分为：套筒链；滚子链；齿形链；成型链
e
180°/z O3
O1
360°/z
２）.链轮的主要参数与与几何计算
节距P 齿数Z
分度圆直径（公称直径） d P / sin(180 / Z )
齿顶圆直径 齿根圆直径
da

P(0.54
tan
180 ) Z
d f d dr
链节数 中心距a
LP

(Z1
Z2) 2

2a P
( Z2 Z1 )2
——按静强度计算
S Qn 7 K A F1
３.链传动的设计计算
１）、链传动的主要参数选择及步骤
（１）.链轮齿数与传动比ｉ
小链轮齿数Z1少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将
会导致： 1）传动的不均匀性和动载荷增大； 2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰 链磨损加剧； 3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。
V
cos
d1W1 cos 2 cos
瞬时传动比：
it
W1 W2

d2 cos d1 cos
const
即使主动轮角速度W1恒定，it不恒定
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,以及瞬时传动比的不恒 定,运动呈有规律的周期性的波动。
-----链传动的运动不均匀性 -----链传动的多边形效应之一
4）胶合 5）轮齿过度磨损
1
2
3
6）过载拉断 ２、链传动的承载能力
5 4
6
1）极限功率曲线
n1
5—良好润滑情况下额定功率曲线,设计时实际使用的 功率曲线
6—润滑不好或工况恶劣的极限功率曲线,较良好的润 滑下低得多。
2）A系列套筒滚子链的实用功率曲线图 单排链的额定功率P0 （图１４.１７） 实验条件：单列,水平布置,载荷平稳, Z1=19, t=100P, th=15000h, ΔP/P≤ 3% 1. 当设计的Z、i、th、a等不同时，应对P0进行修正。 2. 当润滑不良时：允许的P0值要下降。 3.当V<0.6m/s时，主要失效形式：过载拉断
第14章 链传动
§14—1 概述
一、链传动工作原理与特点
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、特点： 优点：①无滑动 ②结构紧凑 ③轴上压力Q小 ④传动效率高η=98% ⑤能在温度较高,湿度较大的环境中使用 ⑥可传递远距离传动amax=8mm 缺点：①只能用于平行轴间的传动 ②瞬时传动比不恒定 ,高速时传动不平稳 ③不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中应用 ④传动时有噪音、冲击 ⑤ 制造费用比带传动高
2、链传动的动载荷 ①从动轮角速度变n ) d1W12 sin
dt 2
t
2
1
2
amax
W12P 2
0 amin 0
结论：链轮转速越高，节距越大，齿数Z1越少，动载冲 击越严重，噪音越大。
当P、Z一定，则必须限制n nL—极限转速
pt为链排距
链条的接头处可用开口销或弹簧卡片来固定，链 节数应取为偶数，这样可避免使用过渡链节，因为过 渡链节会使链的承载能力下降。
开口销固定式 弹簧卡片固定式 过渡链节
齿形链又称无声链，它由一组链齿板铰接而成，工 作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动，齿形链上设 有导板，以防止链条工作时侧向窜动，导板有内导板和 外导板之分。
2
Z2
)2

8( Z2 Z1
2
)2
]
为了保证链条松边有一个合适的安装垂度f，实际中心
距应比理论中心距小一些。
（４）、轴上压力——ＦQ
ＦQ=F１+2Fｆ =1.2KAF１
（５）、润滑方式
§１４—６ 链传动的布置、张紧与润滑
１、布置 1）.链传动只能布置在垂直平面内，不能布置在水平或
倾斜平面内 2）.两轮中心线最好水平或水平面夹角小
单排链所能传递的功率
P0

Pc KZ KP
KZ——小链轮齿数系数 KP——多排链系数
选型：由P0、n1 图定链型号A和链节距P
在满足一定功率条件下，P越小越好，高速链尤其如此
（3）、链节数与中心距
初选a0 一般推荐：初选a0=(30~50P)，amax=80P
中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增 多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链 节距的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链 轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受载荷增 大，且容易出现跳齿和脱链现象；
当 节 距
p
一 定 时 ， 齿 高 就 一 定 ， 也 就 是 说 允 许
小链轮的齿数可根据链速选择。
由于链节数通常是偶数，为考虑磨损均匀，小 链轮齿数一般应取奇数。
通常限制链传动的传动比i≤6，推荐的传动比 i＝2~3.5。
（２）、链的节距和排数
计算功率 Pc = KA.P (KW) KA——工况系数
增加小链轮齿数对传动有利，但如Z1选得太大时， 大链轮齿数Z2将更大，除增大了传动的尺寸和质量外，
还易发生跳齿和脱链，使链条寿命降低。链轮齿数的取
值范围为17≤Z≤120。
当销轴和套筒磨损后，链节距的增长量Δp和节圆由分度圆 的外移量Δd有如下关系：
当节距p一定时，齿高就一定，也就是说允许的节圆外 移量Δd就一定，齿数越多，允许不发生脱链的节距增长量 Δp就越小，链的使用寿命就越短。
滚子链
滚子链是一种常用的传动链。 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板所
组成，内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联 接，滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
p
h2
5
4
3
2
d2
1
d1
b1
节距Ｐ：链在拉直的情况下，相邻滚子外圆中心之间的 距离
滚子链有单排链、双排链、多排链，多排链的承 载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载 荷不易均匀，故排数不宜过多。
2

P a
a

P 4
[(
LP

Z1
Z2 2
)

(LP

Z1
2
Z2
)2

8( Z2 Z1
2
)2
]
Ｐ２９０～２９１
３）、链轮的结构型式
４）、链轮的材料 要求：1）强度；2）耐磨；3）耐冲击
§１４—３ 链传动的运动特性
1、链传动的运动不均匀性 在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形
-----链传动的多边形效应之二
②链节和轮齿以一定速度相啮合，使链和轮齿受到冲击 并产生附加动载荷。
③张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突 然卸载或超载必出现惯性冲击，增大了动负荷。
§14—4 链传动的受力分析
§14—4 链传动的受力分析
链传动中主要作用力有：
1、工作拉力 F1 1000P V
2、离心拉力 Fc=qV2
3、垂度拉力 Ff k f qga
4、紧边拉总力 松边总拉力
F F1 Ff FC F ' Ff FC
5、作用于轴上载荷
ＦQ=F１+2Fｆ =1.2KAF１
§14—5 链传动的计算
１、链传动的失效形式
1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏
2）链节磨损后伸长 P 3）冲击破坏
的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距ｐ。
链的平均速度为：
链传动的平均传动比为：
v
A
v1
v'1



d1
1
v

v2
v'2
d2
2
当主动链轮匀速转动时 主动轮圆周速度：
V1

W1d1 2
( 1 , 1 ),
22
链条速度：
V
V1
cos

W1d1 2
cos
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。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。
２.链轮（滚子链链轮）
１）.链轮齿形：三圆弧一直线
V ha H
T
O2 ed
r3
c
O1
O3
b a
W
M
O2 d

c
r2
r1
b
a
180°/z