第九章 链传动
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第9章 链传动
n1↑— ω 1↑
p↑ a↑
动载荷↑
z1 ↓
2、链条的垂直分速度 v 周期性变化（大小、方向） 链条横向振动。 3、链条进入链轮瞬间，产生冲击 附加动载荷。
4、链和链轮的制造误差以及安装误差。 5、由于链张紧不好、链条松弛
——在起动、制动、载荷变化等情况下——惯性冲击
经分析可知： 链传动的运动不均匀性和动载荷是链传动的固有特性。
V2 V 2′ D γ
V 1′ B A
V
180 180 v R cos R cos 前进方向分速度： 1 1 1 1 z z1 1 180 180 垂直方向分速度： v1 ' R11 sin z R11 sin z 1 1
2）设链的紧边（即主动边）在传动时， 始终处于水平位置。
2.链传动的瞬时链速V瞬
图示为链条的销轴中心A在主动轮上啮进，销轴中心D在从动轮上啮 出的速度分析。设主、从动链轮分别以角速度ω 1、 ω 2转动，其分 度圆半径为R1、R2，销轴中心A亦随之作等速圆周运动，其圆周速度 V1=R1ω 1；销轴中心D的圆周速度V2=R2ω 2。
排数↑—承载↑ 但：排数↑↑——限于链条 的制造与装配精度，各排链 承受的载荷不易均匀 ∴ 排数不宜过多
链节数Lp ：链条节头数目。整数，一般为偶数。 偶数节：
接头处可用： 开口销（大节距） 或弹簧卡片（小节距）
偶数节：
过渡链节： 奇数节： 产生附加弯矩，承 载↓ ∴ 避免采用奇数 链节。
2. 滚子链和链轮啮合的基本参数 (1) 节距p
缺点： 1）只能实现平行轴间链轮的同向传动； 2）瞬时传动比不恒定，传动效率低； 3）磨损后易跳齿； 4）工作时有噪声；
[机械设计] 第九章 链传动
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链传动的运动特性
二、链传动的附加动载荷
• 影响因素
链条的变速运动，引起附加动载荷 链的加速度：
z↓导致 , ( p )
变化范围↑
附加动载荷↑
a
dv dt
R11 sin
d
dt
R112 sin
链轮转速↑
1 时：
2
a 随变化
• 设计中应选用多齿数链轮，
小链节链条，限制转速
amax
R112
sin
多边形效应
v′变化 上下抖动
链传动的运动不均匀性—多边形效应
◆ 从动轮：
轮圆周速度 v R v / cos
其中： 2 2
2
2
2
360 z2
— 9-5
2
R2
v
cos
由 v R22 cos R11 cos
瞬时传动比 i 1 R2 cos 2 R1 cos
— 9-7
瞬时速比变化 主动轮等速，从动轮周期变速
外链板
滚子
外链板
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间 内链板
（即内外链板之间）有相对运动
滚子
套筒
销轴
那里有相对
运动？
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， 一般不超过4排
复习
传动链的结构特点2
2、链条接头处的固定形式有：
于开 大口 节销 距固 偶定 数， 链多 节用
A系列、节距 p = 12.7mm，单排，86节
传动链的结构特点
二、齿形链
适用于高速或运动精度要求较高的场合传动链的结构特点3
由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而成； 工作时链板齿与
第九章 链传动
讨论
当△p一定时，Z大→外移量△d大， 故跳齿脱链易发生于大链轮上 或当△ d 一定时，Z大→允许增长量△ p小， 故跳齿脱链易发生于大链轮上 信电分院
为什么链轮齿数应选与链节数互为质数的奇数齿。 因为链节数通常为偶数，为考虑磨损均 匀，故链轮齿数应选与链节数互为质数 的奇数齿。
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3．节距p和排数
机 械 设计
（ Design of Machinery）
第九章
链传动
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第九章 链传动
§9-1 概 述 §9-2 传动链的结构特点 §9-3 §9-4 §9-5 §9-6 §9-7 链传动的工作情况分析 滚子链传动的失效形式及功率曲线图 滚子链传动的设计计算 滚子链链轮的结构设计 链传动的布置、张紧和润滑
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§9-1
概
述
一．工作原理:啮合传动 二．优缺点
优点：1．适于远距离传动，重量轻尺寸小。 2．i平(=n1/n2)为定值，效率高。 3．压轴力小。 4．在温度高、湿度大等恶劣环境下工作。 缺点：1．i瞬(=w1/w2)不为常数，易产生动载荷 2．两轴只能平行放置 3．制造成本稍高
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分析 节距P 大(齿数少)→运动不均匀性则明显
（因为此时β、γ变化范围大）
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二．动载荷——不可避免
1．速度冲击
v R 1w1 cos dv d a R 1w 1 sin R 1w 21 sin dt dt 180 o 2 p a max R 1w1 sin i w 1 Z 2
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§9-5 滚子链传动的设计计算
一．原始数据： 功率P、转速n1、n2(或i)、中心距a及工作条件等 二．设计内容： 1．选择链号，确定尺寸(节距、排数、长度) 2．定实际中心距a 3．链轮结构设计
第九章.链传动
即使主动轮角速度W1恒定，i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
2、链传动的动载荷 ①链速变化引起冲击
dv d11 d112 a ( sin ) sin dt 2 t 2 1 12 P (d1 P / sin( 180 / z1 )) amax 2 2
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。
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 KA.P (KW) KA——工况系数 KZ——小链轮齿数系数 KP——多排链系数
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≤15m/s
§9—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
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。
1
2
变化情况→刚进入啮合→达顶点→退出啮合
前进V Vmin
第九章 链传动
§ 9-2 传动链 一、滚子链 1.结构：五部分：滚子1，套筒2， 销轴3，内链板4 ，外链板5 。
主要参数：p(承载能力)、d1 、b1 (内链 板内宽),Pt（排距） 排数：单排、双排、多排（3，4） 链节数Lp：偶数（避免过渡链节） 接头型式： 开口销：大节距 弹簧卡片：小节距（开口与运动 方向相反）
运动，寿命，承载能力 尽量：小节距，单排链 高速、大功率 小节距，多排链 a小，i大 i小——大节距，单排链。 按 P0 n1——图 9-13 K AP P0 KZ KL KP
KA——工作情况系数 （表9-9）
输入动力种类 工 况 平稳载荷 中等冲击 严重冲击
内燃机 ——液力传动 电动机 或汽轮机 内燃机 ——机械传动
公式符号 i S Z1 Z2 KA KL v F1 QS p 传动比
含
义
单 位
静强安全系数 小链轮齿数 大链轮齿数 工作情况系数 链长系数 链速度 链的紧边工作拉力 压轴力 各种链节距（J--控制变量） m /s kN kN mm
标识符 P0 KZ Z,JZ KP Q(J) A LP D DA DF
例题 设计拖动某带式运输机用 的链传动。已知：电动机功率 P=10kW，转速n=970r/min，电动机 轴颈D=42mm，传动比i=3，载荷平 稳，链传动中心距不小于550mm（水 平布置）。 [解] 采用滚子链传动，设计步骤及 方法如下： 1. 选择链轮齿数 Z1 Z2
2. 计算功率Pca
3. 确定链条链节数Lp 4. 确定链条的节距p 5. 确定链长L及中心距a
6. 验算链速
7. 验算小链轮毂孔dk 8. 作用在轴上的压轴力
计算机辅助设计
(Computer Aided Design,CAD)
第9章链传动
荷，链节距越大，
链轮的转速越高，
则冲击越强烈。
现象：多边形效应
杜永平 链传动
链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则惯性 力就越大，相应的动载荷也就越大。
杜永平
链传动
五、链传动的受力分析 链的有效圆周力
链的紧边拉力 链的松边拉力 链的离心拉力
P Fe F1 F2 1000 v
F1 Fe Fc Ff F2 Fc F f
杜永平 链传动
链节数Lp0与中心距a0的关系
2a0 z1 z2 z2 z1 2 p Lp 0 ( ) p 2 2 a0
圆整，最好取偶数LP 链传动的理论中心距：
p z1 z2 z1 z2 2 z2 z1 2 a [(Lp ) ( Lp ) 8( ) ] 4 2 2 2
杜永平 链传动
杜永平 链传动
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。
杜永平
链传动
i、a为任意值（垂直传动场合）
两轮轴线在同一铅垂面内，下垂量增大，会减
小下链轮的有效啮合齿数，降低传动能力。
为此应采用： 中心距可调；
杜永平
链传动
三、滚子链链轮的结构和材料
1. 链轮的主要尺寸和基本参数 链轮的基本参 数是配用链条的 节距 p、套筒最 大外径d1、排距 pt、齿数z
杜永平
链传动
链轮主要尺寸按公式计算（见表9-3）
分度圆d
齿顶圆da
齿根圆df
杜永平
齿侧凸缘直径dg
链轮毂孔直径dk
链传动
2. 链轮齿形 GB/T1243-1997没有规定具体的链轮齿
第九章 链传动
9.2.2 滚子链的标准
我国目前使用的滚子链的标准为GB/T 1243—1997， 分为A、B两个系列，常用的是A系列。国际上链节距 均采用英制单位，我国标准中规定链节距采用米制单 位(按转换关系从英制折算成米制)。对应于链节距有 不同的链号，用链号乘以25.4/16mm所得的数值即为 链节距p(mm)。 滚子链的标记为： 例如：08A—1×88 GB/T1243—1997 表示：A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链。
(b)
(c)
9.5.2 张紧
目的：控制垂度 方式：调整中心距 加张紧轮 托板 截取链节
§9-3 链传动的运动特性
1.链的运动不均匀性
当链轮转速为n1、n2时
Vm V Z1 Pn1 Z 2 Pn2 60 1000 60 1000
im i
i瞬
n1 Z 2 const Z1 n2
W1 const W2
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动。
§9-2 滚子链的结构及标准
9.2.1 滚子链的结构 内链板与套筒、外 链板与销轴间均为 过盈配合；套筒与 销轴、滚子与套筒 间均为间隙配合。
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，一般 不超过4排。
滚子链
接头形式
9.4.3 链传动的设计计算
1.一般设计链传动时的已知条件为： 传动的用途和工作情况，原动机的类型，需要传递的 功率，主动轮的转速，传动比以及外廓安装尺寸等。 2. 链传动中链条是标准件，因此，链传动的设计计算一 般包括： 根据工作要求选择链条的类型、型号、链节距、链节 数及排数，选择链轮的齿数、材料、结构，绘制链轮 工作图并确定传动的中心距，确定润滑方式等。
机械设计9-章-链传动
结论：中低速传动，承载能力主要取决于链板的疲劳强度； 高速传动，承载能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度。
额定功率 P0/kW
小链轮转速n1 /(r/min)
（额定功率曲线）
二、链传动的额定功率:
链的各种失效形式：
9.6 DESIGN OF ROLLER CHAIN DRIVES
Chapter 9 Transmission of Chains
§9-2 TYPES OF CHAIN DRIVES
§9-1 CHARACTERISTICS AND APPLICATIONS OF CHAIN DRIVES
§9-3 MOVING CHARACTERISTICS OF CHAIN DRIVES
9.6 DESIGN OF ROLLER CHAIN DRIVES
Design calculation of the roller chain drives
三、设计方法和步骤
1．选择链轮齿数
注：通常传动比 i≤6，推荐取 i＝2~3.5。 链轮的齿数系列：17、19、21、23、25、38、 57、76、95、114。
式中：P 为传递的功率（kW)； v为链速(m/s)； q为单位长度链条的质量(kg/m)。
Ff为悬垂拉力，与传动的布置方式有关。
链传动必须张紧
9.5FORCE ANALYSIS OF CHAIN DRIVES
三、链传动的受力分析
9.6 DESIGN OF ROLLER CHAIN DRIVES
齿形链又称无声链
特点：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瓦式和滚柱式
齿形链上设有导板：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。
额定功率 P0/kW
小链轮转速n1 /(r/min)
（额定功率曲线）
二、链传动的额定功率:
链的各种失效形式：
9.6 DESIGN OF ROLLER CHAIN DRIVES
Chapter 9 Transmission of Chains
§9-2 TYPES OF CHAIN DRIVES
§9-1 CHARACTERISTICS AND APPLICATIONS OF CHAIN DRIVES
§9-3 MOVING CHARACTERISTICS OF CHAIN DRIVES
9.6 DESIGN OF ROLLER CHAIN DRIVES
Design calculation of the roller chain drives
三、设计方法和步骤
1．选择链轮齿数
注：通常传动比 i≤6，推荐取 i＝2~3.5。 链轮的齿数系列：17、19、21、23、25、38、 57、76、95、114。
式中：P 为传递的功率（kW)； v为链速(m/s)； q为单位长度链条的质量(kg/m)。
Ff为悬垂拉力，与传动的布置方式有关。
链传动必须张紧
9.5FORCE ANALYSIS OF CHAIN DRIVES
三、链传动的受力分析
9.6 DESIGN OF ROLLER CHAIN DRIVES
齿形链又称无声链
特点：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瓦式和滚柱式
齿形链上设有导板：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。
第九章 链传动
1）每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度周期 性变化： 小－大－小 产生噪音、振动和动载荷。
瞬时速度变化
3）垂直分速度亦周期性变化，使链条抖动。
2.从动轮瞬时角速度 不恒定: 同理，从动轮上 链条的瞬时速度:
vy
B
A
vx
v1
v瞬 R22 cos
假设链条不伸长,则:
v瞬 R22 cos R11 cos
为使磨损均 匀齿数与链 节数互质 。
Pca K A P
amax 80 p
2
KA工况系数，见P178表9-6。
3.确定节数： 初定： a0 (30 ~ 50) p
z1 z2 2a z2 z1 p 圆整，最好取偶数 2 p 2 a 4.确定节距： p 承载能力； p 工作平稳性降低，冲击严重。 一般原则是：在满足承载能力的条件下，尽可能选小节距链条， 宁可采用双排链也不选用大一号的链，但排数不宜太多，太多 受力不均匀。当低速重载时宜采用节距较大排数较少的链条。 Lp
四、链的种类：
按照工作性质的不同分：传动链、起重链、输送链
§9－2 传动链的结构和特点
传动链条：按结构的不同可分为:滚子链，齿形链 一、滚子链：
1.结构：内链板 外链板 销轴 套筒 滚子 链板为“8”字形： 接头形式：
偶数链节常用 奇数链节需用过度链节
2.滚子链的标准:
主要参数:
1)节距: p 2)滚子外径: d1 3)内链板内宽: b1 4)排距: pt
垂度拉力取决于传动的布置形式和张紧的程度。
a：中心距，m； K f ：垂度系数（见P175图9 9）； q：单位长链条的质量，k g / m，（见P167 表9 1 ）。
第九章 链传动
z1 pn1 z 2 pn2 (m / s) 60 1000 60 1000
n1 z 2 i n2 z1
但上式确定的链速和传动比只是平均值。事实上，即使主动轮 的角速度为常数，瞬时链速和传动比也是呈周期性变化的。
二、链传动的运动不均匀性： v瞬 C、 2瞬 C、 i12瞬 C 周期性变化
④链条静力拉断： 低速重载、严重过载时，链板因静强 度不足而被拉断。
二. 设计准则:
1. 中速（v=0.6~8m/s）和高速（v>8m/s）的链传动，主要失效
形式为链条的疲劳破坏，应按其额定功率曲线进行设计计算
2. 低速（v<0.6m/s）的链传动，一般按静强度进行设计计算
三. 滚子链传动的额定功率:
张 紧 轮
2、两链轮中心线最好水平布置或与水平 线夹角小于45°，尽量避免垂直布置
3、下列情况松边在下面 1）a<30p i>2 倾斜 2）倾斜角大 3）a>60p i<1.5 水平
两 轮 错 开
4、若松边垂度过大，会啮合不良应张紧
二. 张
紧
1.目的：避免链条松边垂度过大，影响链条的正常啮入 （出）和产生振动、跳齿、脱链现象，同时增大包角。 链传动的张紧主要是为了控制链的垂度，不决定工作能 力，因此链传动不能张得过紧。张紧原理与带传动相同。 当中心线与水平线夹角大于60度时，通常设有张紧装置。 2.方法： 1）调整中心距； 2）张紧轮。靠近小链轮的松边外侧。
4.确定链节数： Lp
为什么amax 80 p ? 初定： a0 (30 ~ 50) p 2 2a0 z1 z2 z2 z1 p Lp 0 圆整，最好取偶数 p 2 2 a0
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。
第九章-链传动
四、链轮材料
9.3 滚子链链轮的结构和材料
一、链传动的运动特性
当链轮转速为n1、n2时：
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。
在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距p
每分钟小轮上链条转过的长度
9.1 链传动的特点及应用
二、链传动的特点
1、优点(和齿轮传动相比）
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
9.1 链传动的特点及应用
二、链传动的特点
9.1 链传动的特点及应用
一、滚子链
外链板
内链板
9.2 传动链的结构特点
一、滚子链
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、节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。
9.2 传动链的结构特点
一、滚子链
3、链条接头处的固定形式:
偶数节：开口销（大节一般不采用）
C
二、链传动的动载荷
9.4 链传动的工作情况分析
周期性变化产生的加速度：
链速
当
时，
链轮转速越高
节距越大(齿数越少)
链传动的动载荷越大
当P、Z一定，则必须限制n nL—极限转速
当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度ω作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。
链的类型
起重链
输送链
传动链
9.3 滚子链链轮的结构和材料
一、链传动的运动特性
当链轮转速为n1、n2时：
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。
在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距p
每分钟小轮上链条转过的长度
9.1 链传动的特点及应用
二、链传动的特点
1、优点(和齿轮传动相比）
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
9.1 链传动的特点及应用
二、链传动的特点
9.1 链传动的特点及应用
一、滚子链
外链板
内链板
9.2 传动链的结构特点
一、滚子链
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、节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。
9.2 传动链的结构特点
一、滚子链
3、链条接头处的固定形式:
偶数节：开口销（大节一般不采用）
C
二、链传动的动载荷
9.4 链传动的工作情况分析
周期性变化产生的加速度：
链速
当
时，
链轮转速越高
节距越大(齿数越少)
链传动的动载荷越大
当P、Z一定，则必须限制n nL—极限转速
当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度ω作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。
链的类型
起重链
输送链
传动链
第九章 链传动
2、滚子链的接头形式：为了得到环形链条，采用不同接头 偶数链节时：用弹簧卡片或钢丝锁销固定。 奇数链节时：用过渡链节。 滚子链连接形式 3、链长：用链节数表示，链条节数尽可能取偶数。 4、滚子链和链轮啮合的基本参数：P、d1、b1。 节距 P：滚子链的主要参数，节距越大，传递的功率越大。
◆按用途不同：传动链 - 常用在一般机械传动 起重链 - 起重机和运输机械 输送链 / (其他类型) 详细说明
◆特点和应用 与带传动相比： 优点：1)能保持准确的平均传动比； 2)传动效率高 - 可达 = 0.95～0.98%； 3)作用在轴上的压力较小 – 不需要很大的张紧力； 4)相同条件下结构紧凑； 5)能在高温、低速重载等恶劣环境条件下工作。 缺点：瞬时速度不均匀，传动平稳性较差，有噪声。 与齿轮传动相比： 优点：1)制造和安装精度要求不高； 2)成本低，适于远距离传动； 3)结构简单。 缺点：不能保持恒定传动比，传动中有周期性动载菏，啮合冲击 ，急速反向转动性能差。 ◆应用：广泛应用于各种机械动力传动。最大功率达3600kw ，最高速度达到40m/s，最大传动比达到15，最大中心距达到8m. 一般的链传动：传递功率<100kw,速度<12-15m/s,传动比<8。
◆特点:与滚子链相比，工作平稳，噪声较小，允许链速较 高，承受冲击载荷能力较好和轮齿受力较均匀。但结构复杂，装 拆困难，价格较高，重量较大。
§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、主要尺寸 基本参数：配用链条的节距p、滚子外 径d1、排距p1、内链节内宽b1和链轮齿数z。 链轮的主要尺寸见下图，链轮毂孔的直 径应小于其最大许用直径dkmax →表9-4。主 要尺寸→根据表9-3的计算公式计算。
机械设计第09章链传动
三、结构
整体式……小直径时用 孔板式……中等直径（300以下） 更换齿圈式……大直径时用
四、材料：
要求耐磨性和强度 一般用40、50、ZG45等。
（见表9-5）
§9-4 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
平均速度 平均传动比
v z1n1 p z2n2 p 601 000 601 000
皮带：疲劳破坏、打滑； 链传动：疲劳破坏、磨损、胶合、拉断 6.链无打滑，故无过载保护作用
• 思考题： • 1.链传动有什么特点？一般应用于什么场合？ • 2.滚子链的结构组成？滚子链标记？ • 3.齿形链的结构？ • 4.滚子链链轮结构及基本参数？ • 5.滚子链链轮齿形？ • 6.链轮的结构和材料？ • 7.链传动的张紧方式有哪些？
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。
链的磨损加剧； 3)链传递的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。
注意：通常限制链传动比i≤6，推荐的传动比i=2-3.5。
当v<2m/s且载荷平稳时，i可达10。
传动比过大时，由于链条在小链轮上的包角过小（包角 ≥1200），将减少啮合齿数，因而易出现跳齿或加速轮齿 的磨损，故可采用二级或二级以上传动。
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；
设计步骤和方法：
机械设计课件第9章链传动
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。
ν βA 潘存云教授研制
v z1 pn1 z1 z2 pn2
m/s
60 10060 601000
平均传动比为：i
n1 n2
z2 z1
ω1
分度圆瞬时线速度：vA1 R1 1
链条的瞬时线速度沿AB方向，
其大小为：
vx R11 cos
若链节数为奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时， 过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
过渡链节
滚子链的标记： 链号 排数 × 链节数 国标号
标记实例： 08A-1× 87 G机械B设1计243.1— 83 A系列，节距12.7mm,单排，87
2024/节3/25中国地质大学专用
链轮的材料 链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，
由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮 通常采用较好的材料制造。
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
机械设计
滚子链链 轮的参数
作者： 潘存
表9-2
z
11
13
P/mm
8.00 10 13 9.525 11 15
12.70 18 22 15.875 22 30 19.05 27 36
25.40 38 51 31.75 50 64
38.10 60 79 44.45 71 91 50.80 80 105
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F f' K f qa 10 2 或F f'' ( K f sin ) qa 10 2中大者 Kf
垂度系数，见表9-11
工作时, 两边链条拉力不等 →F1≠F2
松边拉力 :
F2= Fc ＋ Ff 离心 悬垂
(9-10)
紧边拉力 : F1 = Fe ＋ Fc＋ Ff 有效拉力
传动链按结构形式分：滚子链、齿形链
节距 p
(一）、滚子链 (1)结构
外链板 销轴 (2)基本参数：p、d1、b1, pt 滚子 (3)链条标准: A、B 系列 套筒 内链板 pt排距 L
滚 d1 子 外 径
静配合：内链板与套筒
外链板与销轴 动配合：套筒与销轴 滚子与套筒
链接头：
奇数节（过度链节受弯曲应力）
dvx d ac R11 cos R112 sin dt dt 180 0 / z1时 a c max
Fd 1 ma c
12 p 180 0 R112 sin z1 2
2、从动轮角加速度引起的动载荷
Fd 2
J d 2 R2 dt
此外链条上下抖动→动载荷
偶数节 ----尽可能的选用偶数节 链标记： 链号 排数
链节数 标准编号
链号数乘以25.4/16mm即为链节距
如：08A-2 88 GB1243.1-83表示：A系列、节距12.7mm、双排、
2、齿形链:
§9-3滚子链链轮的结构和材料
链轮是链传动的主要零件，齿形已标准化 确定结构及尺寸，选择材料和热处理。 (一)、链轮的基本参数和基本尺寸 链轮的主要参数是配用链条的节距 P ，套筒的最大 外径d1，排距pt,及齿数z 基本尺寸见表(9-3）
n1 Z 2 i n2 Z1
(9-2)
(9-1)
2.瞬时链条速度: 工作时只有销轴轴心A 的 运动轨迹在链轮分度圆上。 假设链条紧边处于水平线位置 由： VA 1 d1 2
A Vx β β VA Vy1 β－相位角 ω1
链条水平分速度： Vx VA cos R11 cos
机 械 传 动 小 结：
一.采用传动装置的原因：
1.速度 2.运动形式
二.传动装置作用: 1.传递分配能量
3.调节速度
4.带多台
2.转速改变
3.运动形式改变
三.传动装置分类 －摩擦、啮合～ 摩擦 －平稳、无噪音、具安全保护、简单成本低。 i不恒定、结构尺寸大、轴上压力大、η低。 四.传动方案的布置: 传动 →高速级 啮合 －尺寸小、 η高、传递P范围广、传动可靠。 传动 平稳差、冲击大、噪音高→精度高→成本高
VY1变化→链条上下抖动
3.分析: 由
Vx R11 cos
即主动轮虽作等角速度回转，而链条前进的瞬时速度却 周期性地由小到大，又由大到小的变化，每转过一个链接， 链速的变化就重复一次，链轮的节距越大，齿数越少， 相位角β的变化范围就越大，链速的变化也就越大。 又由
V y1 R11 sin
V y1max 180 0 R11 sin z1
180 0 ( ) z1
A Vx β β VA Vy1 β－相位角 ω1
Vy1min 0
V VA
180 Z1
( 00 )
VA A β =0° Vx max V A ; V y1 0
A
β
Vy
β
Vx min ;V y1max
链在水平方向上的速度作周期性变化的同时，在垂直方向 上还要作上下移动（链条上下抖动） 链传动的多边形效应
vx R11 cos 同前： 2 R2 cos R2 cos
i
1 R2 cos 2 R1 cos
瞬时传动比也是变化的
只有在 和 时时相等（ z1 z2 且中心距恰好为节距的整 数倍时），传动比才能恒为1 二.链传动的动载荷 1、链速变化→链条前进的加速度→动载荷
和链轮齿数
，平均传动比是
。
。
链传动工作时，其转速越高，其运动不均匀性越 故链传动多用于 速传动。 滚子链传动中，滚子的作用是 。
，
链传动的瞬时传动比等于常数的充要条件是
。
链传动中链节数常取偶数，链轮齿数为奇数，最好 互为质数，其原因是 。
滚子链的标记12A-1 90表示 排， 节的滚子链。 简要说明滚子链的结构。 系列，节距 mm，
(二)滚子链传动的额定功率 →综合考虑各种失效形式产生的原因及条件 →确定其极限功率P0
5
1.润滑良好时磨损限定的极限功率曲线 2.链板的疲劳破坏限定的极限功率曲线 3.滚子、套筒的冲击疲劳破坏限定的极限功率曲线 4.销轴与套筒的胶合限定的极限功率曲线 5.润滑恶劣时磨损限定的极限功率曲线
→特定条件下单排A系列滚子链功率曲线
链的紧边工作拉力
§9-7
链传动的布置、张紧和润滑
（一）链传动的布置 表9-12 要求：两轮共面 ; 两轮中心连线尽量水平(＜45°); 松边在下。 (二 ) 链传动张紧 图9-16 方法：⑴调整中心距；⑵取掉一两个链节；
⑶用张紧轮（紧压松边靠近小链轮）
(三)链传动的润滑: 表9-13 良好的润滑→ 降低链条铰链磨损，寿命↑。
p+△p
p p d d 0 180 sin z
三.链节距p（最主要的参数） p↑：承载力↑ 但多边形效应↑，不平稳(不均匀、动载荷)↑ →满足承载力的前提下，尽量选小 p值 （速度高，功率大时，可选用节距小的多排链。）
四.中心距 a和链条长度Ｌ:
1)a→ ：包角→，同时啮合的齿数少，轮齿受的载荷增大。 链长Ｌ→，单位时间绕转次数↑，加剧了链的 磨损和疲劳。 a↑： 垂度↑→不平稳↑ a＝（30～50）p 2)链长通常以链节数LP来表示：
已知：P、n1、n2（i）、工作条件
确定：链号、排数、Ｚ 、 a 、 Lp
一. 链条型号｛按P0、n1 → 查图9-13｝
Pca P0 KZ KLK p
(9-18)
其中: Pca=KAP KA－工作情况系数, KZ－小链轮齿数系数 KL－链长系数 Kp－多排链系数 查表(9-9)～(9-11)
二.链轮齿数Ｚ1、Ｚ2
(9-9)
§9-6 滚子链传动的设计计算
(一)链传动的失效形式:
1.链的疲劳破坏 链工作时，各个元件都是在变应力下工作。 经过一定循环次数后，当速度较低时，多由于 链板的疲劳断裂而失效；当速度较高时，则由 于套筒、滚子的冲击疲劳而失效。 正常润滑条件下决定链传动承载能力的主要因素
2.链条胶链的磨损 链工作时，销轴与套筒的工作表面因相对滑动 而磨损，导致链条总长伸长，使滚子与轮齿的啮 合点逐渐向齿顶移动，严重时，将破坏链与链轮 的正确啮合，产生跳齿或脱链现象。
实际中心距
a ' a a
a (0.002 ~ 0.004 )a
五.传动比 i
i 传动比受最小和最大齿数的限制 i 包角→，同时啮合的齿数少，
i6 推荐: i 2 3.5
六.小链轮毂孔最大直径
见表（9-3）(9-4) dkmax须大于 安装链轮处轴径
七.链传动作用在 轴上的力
L带
(d1 d 2 )
2
(d 2 d1 ) 2 2 a0 4a0
d1用z1 p, d 2用z 2 p代替, 并将该式除以p LP
理论中心距
z1 z 2 2a0 z z p ( 2 1 )2 2 p 2 a0
LP宜选整、偶数。
a
p z z z z z z [( LP 1 2 ) ( LP 1 2 ) 2 8( 2 1 ) 2 ] 4 2 2 2
(二)链轮齿形
齿形按3R GB/T 1244-1985规定制 造
三、链轮的结构型式
整体式
孔板式
齿可更换式
四、链轮的材料
要求：1）强度；2）耐磨； 小链轮的材料应好于大链轮。 链轮常用材料及应用范围见表9-7
§9-4
链传动的运动特性
（一）.链传动的运动不均匀性 1.链条速度及两链轮传动比: Z1 pn1 Z 2 pn2 平均速度: V 60 1000 60 1000 平均传动比:
p
随着相位角β的变化→ (－180°/Z1→0→＋180°/Z1) →链速Vx变化 Vx max R11 ( 00 )
V x min 180 0 R11 cos Z1
d/2
360 0 z1 p d s in (180 Z )
180 0 ( ) z1
链条垂直分速度: Vy1 R11 sin 随着相位角β的变化→ (－180°/Z1→0→＋180°/Z1) →链速Vy1变化
Ｚ1 传动不均匀和动载荷增大； 链节间相对转角大，加速了磨损； 在节距一定下，F↑加速链条和链轮的损坏 Ｚ1不宜太少 Ｚ2
见表9-8
p+△p
传动尺寸↑ 同样磨损情况下易脱链、跳链
p d 180 sin Z
p p d d 180 0 sin z
Ｚ2不宜过多
Zmax=120
链轮齿数应取与链节数互为 质数的奇数(磨损均匀）
四.传动方案的布置: ∵n越高( P同)→ T越小→F越小→对冲击振动越敏感 高速级 →要求平稳 1.带传动(承载力小,平稳,缓冲吸振) →高速级 2.链传动(运动不均匀,动载荷随n增大而增大) →低速级 3.蜗杆传动:(i大,平稳,η低) →中小功率,间歇运转。 不宜用于大功率传动→高速级(易形成油膜→增加η) 4.锥齿轮(加工困难,精度低) →改变轴的方向才用 →高速级(减小尺寸) 5.开式齿轮传动(磨损大) →低速级(减少磨损) 6.布置方案 7.齿轮两端轴承非对称布置 8.传动比较
1.曲线含义: