链传动机械

缺点：结构复杂、难于制造，价格较贵、比较重。
应用场合：常用于高速（链速可达40 m/s）或运动精度 要求较高的场合。
p
60˚
直边
直边
O
§-3 滚子链链轮的结构和材料
(一)链轮齿形
滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合。
国标GB/T1243-1997规定了最小和最大齿槽形状及
其极限参数。
p
齿侧圆弧半径：re
1800 z1
0
1800 z1
φ1
360˚ = z1
φ1 2
=
180˚ z1
vx R11 cos
B
vy1 R11 sin
β----铰链A在主动轮上的相位角
1800 z1
0
1800 z1
νy1
A
β 180˚ z1
R1 ω1
β νx
180˚ z1
ω1
当
1800
时:
z1
当 0 时 :
vx
vx min
节距P
链号
mm 05B 8.00 06B 9.525 08B 12.70
排距pt
mm 5.64 10.24 13.92
滚子 链节 销轴 链板 极限载荷 外径d1 内宽b1 直径d2 高度h2 Q (单排)
mm mm mm mm KN 5.00 3.00 2.31 7.11 4.4 6.35 5.72 3.28 8.26 8.9 8.51 7.75 4.45 11.81 17.8
本章学习的基本要求：
（一）熟练掌握的内容 1）对链传动的运动不均匀性和动载荷有明确的概念； 2）掌握滚子链传动的设计计算方法。 （二）一般了解的内容 1）带传动的工作原理、特点和应用； 2）滚子链的结构和标准；3）链传动的布置、张紧及润滑。
本多边形效应）产生的原因和链传 动的失效形式；
与齿轮传动相比： 5. 制造和安装精度要求较低；成本低廉； 6. 远距离传动时，其结构轻便。
§-1 链传动的特点及应用
主要缺点： 1. 瞬时传动比不是恒定的常数，传动平稳性较差； 2. 工作时有噪声； 3.只能实现两平行轴间链轮的同向传动； 4. 磨损后易发生跳齿。
应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机
滚子定位圆弧半径：ri 滚子定位角：α
360˚ ri Z
α
§-3 滚子链链轮的结构和材料
(二)链轮的基本参数和主要尺寸
p
链轮基本参数: 配用链条的节距p， 套筒的最大外径d1， 排距pt 齿数z
360˚ ri Z
α
链轮的主要尺寸和计算公式见表9-3和表9-4
表-4 滚子链链轮轴向齿廓尺寸
名 称 代号
180˚ z1
同理，
铰链在从动链轮上的位置角γ的变化范围：
±180˚ z2
γ νx v2
v2
R22
vx
cos
2
R2
vx
cos
R11 cos R2 cos
ω2
链传动的瞬时传动比：
i 1 R2 cos 2 R1 cos
表明：当主动链轮作等速转动时，从动链轮随γ、β的 变化作周期性的变速转动。
材料
热处理 热处理后硬度
应用范围
15、20
35
渗碳、淬 火、回火
正火
40、50、ZG310-570 15Cr、20Cr
淬火、回火 渗碳、淬 火、回火
35SiMn、40Cr35CrMo 淬火、回火
50 ~ 60HRC
160 ~ 200HBS 40 ~ 50HRC 50 ~ 60HRC 40 ~ 50HRC
γ νx V2
A
β
R1 ω1
β νx
ω2
ω1
链传动的瞬时传动比： i 1 R2 cos 2 R1 cos
只有当β=γ时，瞬时传动比 i = 常数 即：只有当Z1=Z2（R1=R2），且a = k p时，才有: i=1
§-4 链传动的工作情况分析
（一）链传动的运动特性
综上所述：
由于链节以折线形式绕在链轮上，链呈多边形运动， 使得链条的速度和瞬时传动比发生周期性的变化，造 成了传动的不平稳，这是链传动的固有特性。
7.50
滚32A子链50.已80 标58.准55 化2，8.58分A31、.55B1两4.27个系48.2列6 ，222常.4 用A系10.1列0
40A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.84 60.33 347.0 48A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.80 72.39 500.4
齿面
§-3 滚子链链轮的结构和材料
（三）链轮的结构
实心式----小直径
§-3 滚子链链轮的结构和材料
（三）链轮的结构
实心式----小直径 孔板式----中等直径
（三）链轮的结构
实心式----小直径 孔板式----中等直径 组合式----大直径，齿圈可更换。
（四）链轮的材料
链轮轮齿要具有足够的耐磨性和强度。由于小链轮轮齿的啮 合次数比大链轮多，所受的冲击也较大，故小链轮常采用较好 的材料制造。
Fd 2
J R2
d2
dt
式中：
J----从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量，kg.m2
可见： n↑ 、p↑ 、z↓, →Fd↑
3. 链条沿垂直方向作变速运动，引起链条横向振动。 → 也产生一定的动载荷
§-4 链传动的工作情况分析
4. 链节与链轮轮齿啮合瞬间的相对速度，也将引起冲 击和动载荷。
v
ω
2）滚子链传动的设计计算方法及主要参数的选择。
§-1 链传动的特点及应用
组成：主、从动链轮、环形链条 作用：链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同
向传动。
潘存云教授研制
链传动是属于带有中间挠性元件的啮合传动。
§-1 链传动的特点及应用
特点：
与带传动相比： 1. 平均传动比准确，传动效率较高； 2. 作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失 ； 3. 整体尺寸较小 ，结构较为紧凑； 4. 能在高温和潮湿的环境下工作。
米长质量 q(单排)
kg/m
0.18 0.40
0.70
08A 12.70 14.38 7.95 7.85 3.96 12.07 13.8
0.60
10A 15.875 18.11 10.16 9.40 5.08 15.09 21.8
1.00
链号数×25.4／16 =节距值 12A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.94 18.08 31.1
外链板 内链板
销轴 套筒 滚子
§-2 传动链的结构特点
链条的主要参数——节距 p： 节距 p：
p ↑，链条各零件尺寸↑，所能传递的功率↑
p
p
双排滚子链
pt
§-2 传动链的结构特点
链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数，以 便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。
过渡链节
表-1 滚子链规格和主要参数
销轴A的圆周速度： v1 R1 1
链条进入链轮后形成折线， 因此链传动相当于一对多 边形轮之间的传动。
（一）链传动的运动特性
2. 瞬时传动比
B
销轴A的圆周速度：v1 R1 1
νy1
A
β
R1 ω1
β νx
沿着链条前进方向的水平分速度：
ω1
vx R11 cos
作上下运动的垂直分速度：
vy1 R11 sin
Z>50的从动链轮
功率小于6KW、速度较高、要 求传动平稳和噪声小的链轮
§-4 链传动的工作情况分析
（一）链传动的运动特性
1. 平均传动比
BA
链条的平均线速度：
v z1 pn1 z2 pn2
m/s
60 1000 601000
平均传动比：i n1 z2
ω1
n2 z1
R1 ω1
2. 瞬时传动比
R11
cos
180 z1
vx vxmax R1 1
链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。 由此可知，当链轮等速回转时，瞬时链速和 瞬时传动比都作周期性变化。
可见，每转过一个链节，链速的变化就重复一次，p↑、z↓, β
角的变化范围就越大，链速的变化也就越大。
vx R11 cos
B
vy1 R11 sin
sin 180 z1
12 p
2
§-4 链传动的工作情况分析
当
1800 z1
时:
ac max
R112
180 sin
z1
12 p
2
p
R1
180˚ z1
360˚ z1
O
由图可得:
p 2
R1
sin
180 z1
§-4 链传动的工作情况分析
（二）链传动的动载荷
2. 从动链轮的角加速度引起的惯性力：
床及摩托车中。
§-1 链传动的特点及应用
按用途不同：
链条的类型:
传动链 输送链 起重链
齿形链 滚子链 ---常用于传动系统中的低速级
工作范围：传动比： i ≤8； 传递功率： P ≤100 KW; 圆周速度： v ≤15 m/s; 传动效率： η ≈ 0.95 ~ 0.98
应用实例：
§-2 传动链的结构特点
n --- 排数
bf3
bf1
bf2
ra
pt
pt
滚子链轮轴面齿形：圆弧+直线 便于进入或退出啮合
bf1
ba
ba
bf3 bf2 bf1
(h)
直线
rx ra
ra
pt
pt
单排链轮 轴面齿形
多排链轮 轴面齿形
指采用标准刀具加工
零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。
材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。 需经热处理以提高接触强度和耐磨性。
(一) 滚子链
组成： 滚子、套筒、销轴、内链板、外链板
销轴 滚子 套筒
内链板 外链板
内链板紧压在套筒两端，称为内链节 。 销轴与外链板铆牢，分别称为内外链节。 内外链节构成一个铰链。当链条啮入啮出 时，内外链节作相对转动。同时滚子沿链 轮链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。
§-2 传动链的结构特点
套筒滚子链的剖面结构：
16.10 22.60
§-2 传动链的结构特点
滚子链的标记：
链号 — 排 数 — 整链链节数 标准编号 标记实例：
08A—1— 88 GB/T 1243 —1997 A系列，节距12.7mm，单排，88节的滚子链
(二) 齿形链 ----由一组齿形链板铰接而成
优点：传动平稳、噪声小、承受冲击性能好，效率高， 工作可靠。
β----铰链A在主动轮上的相位角
1800 z1
0
1800 z1
νy1
A
β 180˚ z1
ω1
当 1800 时 :
z1
vx
vx min
R11
cos
180 z1
v y1
v y1max
R11
sin
180 z1
当 0 时 :
vx vxmax R1 1
vy1 vy1min 0
R1 ω1
β νx
n↑ 、p↑, →相对冲击动载荷↑
§-4 链传动的工作情况分析
（三）链传动的受力分析
为保证松边垂度不至过大，安装时链条应: 适当张紧
紧力拉力： F1 = Fe+Fc+Ff 松边拉力： F2 = Fc+Ff
计算公式
p ≤ 12.7 p＞ 12.7
备注
单排 齿宽 双排、三排 bn
0.93b1 0.91b1
0.95b1 0.93b1
齿侧倒角 齿侧半径
齿全宽
ba
ba= 0.13p
rx
rx = p
bfn
bfn = (n-1)pt+bf1
P＞12.7时，经使用者同意， 也可以使用p≤ 12.7 时的齿宽。 b1为内链节内宽。
销轴圆周速度的水平分量即是链条速度
β----啮入过程中，链节铰链A在主动轮上的相位角
vx R11 cos
B
vy1 R11 sin
β----铰链A在主动轮上的相位角
p
νy1
A
β 180˚ z1
R1 ω1
β νx
180˚ z1
ω1
180˚ 180˚ z1 z1
β
从- φ1 2
到+
φ1 2
之间变化
1.50
16A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.92 24.13 55.6
2.60
20A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.53 30.18 86.7
3.80
24A 38.10 45.44 22.23 25.22 11.10 36.20 124.6
5.60
28A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.70 42.24 169.0
Z<25，有冲击载荷的主从动轮 在正常工作条件下，齿数 >25 的链轮
无剧烈振动及冲击的链轮 有动载荷及传递角大功率的重 要链轮Z<25 使用优质链条、重要的链轮
Q235、Q23735SiMn、 焊接后退火
140HBS
中等速度、传递较大功率的链轮
灰铸铁(HT150以上) 夹布胶木
淬火、回火
260 ~ 280 HBS
----链传动的多边形效应
§-4 链传动的工作情况分析
（二）链传动的动载荷
多边形效应
链条 从动链轮
作周期性的变速运动
惯性力及动载荷
1. 链速变化引起的惯性力： Fd1 mac
ac
dvx dt
d dt
R11 cos
R11 sin
d
dt
R112 sin
当
1800 z1
时:
ac max
R112
链传动
§-1 链传动的特点及应用 §-2 传动链的结构特点 §-3 滚子链链轮的结构和材料 §-4 链传动的工作情况分析 §-5 滚子链传动的设计计算 §-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护
链传动是具有中间挠性元件的啮合传动，兼有带传动和齿 轮传动的特点，学习时要注意与带传动和齿轮传动作对比分析。