机械设计-第九章 链传动
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稳、寿命长，但成本高、重量大、结构复杂，一般只适 宜于高速场合。
§9-3 滚子链链轮的结构和材料
组成：轮齿、轮缘、轮辐和轮毂。 设计：选择结构和尺寸，选择材料和热处理方法。 一、链轮齿形
链传动是非共轭啮合，齿形设计比较灵活，取决于 加工轮齿的刀具和加工方法。国家标准只规定最小和最 大齿槽形状及其极限参数，表9-2。
sin( 180) Z1
mR112
sin 180 Z1
m12 p
2
从动链轮因角加速度引起的惯性力：
Fd 2
J R2
d2
dt
式中：J—从动链轮转化到从动链轮轴上的转动惯 量，kg.m2；
ω2—从动链轮角速度，rad/s。
次数多，所受冲击也较严重，故小链轮应采用较好的 材料制造。
链轮常用的材料和应用范围表9-5。
§9-4 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：链节距p、链轮齿数z，则链轮每转一圈，
链条走zp长，所以链的平均速度v
式中：n1、n2主、从动链轮转速rpm； z1、z2主、从动链轮齿数。
链节数为奇数时：接头采用过渡链节。由于过渡链 节的链板要受附加弯矩的作用，一般不用奇数链节。
6、双排链或多排链：传递大功率时，可采用双排链或多 排链，但不宜过多。
7、基本参数：节距p、滚子外径d1、内链板内宽b1，排 距Pt 。节距P大，各零件尺寸大，传递功率大。各元件均 需热处理，以提高其强度、耐磨性和耐冲击性。
2、讨论 1) β: -φ1/2≤β≤φ1/2; 2) 当β=±φ1/2时:
3) 当β=0时:
4) vx1：(vx1)min→(vx1)max→(vx1)min，呈周期性变化； vy1：(vy1)max→(vy1)min→(vy1)max，呈周期性变化。 可见，链条作忽上忽下、忽快忽慢的运动，工作不
8、国家标准GB/T1243-1997（表9-1） 单位：英制换算成米制； 节距值：p=链号数乘25.4/16mm； 系列：A-适用于以美国为中心的西半球区域； B-适用于欧洲区域；我国用A系列。 标记示例：链号--排数—整链链节数—标注编
号；08A－1－88 GB/T1243-1997。
二、齿形链 由一组齿形链板按一定顺序交错连接而成，传递平
平均传动比： 链传动是啮合传动，链轮与链条之间没有相对滑动， 平均链速和平均传动比为常数。
二、瞬时转速 1、主动轮铰链中心A点速度分析 假定：主动边始终处于水平位置，链节对应的中心角
为φ1， φ1=360º/z1。主动轮以等角速度ω1转动，链轮半 径R1，链条销轴A以R1ω1 作等速圆周运动。链条运动由销 轴A牵引，且其水平速度和垂直速度分别为：
平稳，有规律的振动。
3、从动轮铰链中心B运动分析：
从动轮在链条的牵引下，以角速度ω2转动，链轮 半径R2，链条销轴B以R2ω2 作圆周运动。同理链条的 水平速度和垂直速度分别为：
4、瞬时传动比 链条沿水平运动方向不能伸长，故vx1=vx2，有 或 瞬时传动比：
随着γ和β的不断变化，链传动的瞬时传动比也 是不断变化的。当主动链轮以等角速度回转时，从动 链轮的角速度将周期性地变动，导致运动不均匀，当 p↑、z↓、n↑时，运动不均匀↑。
4、应用 1) 要求工作可靠、平均传动比精确，瞬时传动比不精 确的场合； 2) 平行两轴，中心距a较大场合； 3) 不宜用带传动和齿轮传动的场合，如摩托车； 4) 用于低速重载和恶劣的工作条件，如挖掘机。
5、传动链的种类 按用途分类:传动链、输送链和起重链。 输送链：用于运输机械; 起重链：用于起重机械; 传动链：常用，传递的功率一般在100KW以下，链速
机械设计
第九章：链传动
主讲老师：吴克勤
第九章 链传动
§9-1 链传动的特点及应用
1、组成：链条和链轮（大链轮和小链轮）组成。 2、工作原理：依靠链条链节与链轮轮齿啮合来传递运动 和动力，它实质是中间挠性件的啮合传动。
3、链传动的优缺点 优点： 1）平均传动比准确（与带传动比较，因为不存在弹
性滑动和打滑），i≤8； 2）无初拉力（与带传动比），轴上的径向拉力小。 3）同样条件下，比带传动整体尺寸小（金属材料制
一般不超过15m/s，常用在传动系统的低速级，推荐使用 的最大传动比imax=8。
传动链分类：滚子链和齿形链等。 滚子链：使用最广，本章讨论； 齿形链：使用较少，不讨论。
§9-2 传动链的结构特点
一、滚子链 1、结构：滚子、套筒、
销轴、内链板和外链板。 2、连接： 过盈配合：外链板与
销轴；内链板与套筒。 间隙配合：滚子与套
筒；套筒与销轴。
3、运动：当内外链板相对挠曲时（转动），套筒可绕 销轴自由转动。滚子活套在套筒上，工作时，可沿链轮 齿廓滚动，减轻齿廓磨损。内外链板间留少许间隙，便 于润滑油渗入套筒和销轴之间，减轻其磨损。
4、链板设计成“8”字型：等强度设计，σ=F/A。 5、接头形式
链节数为偶数时：接头可用开口销（大节距）； 弹簧卡片（小节距）；
造），结构紧凑，承载能力大，功率大，P≤100KW， 可达数千KW；
4）中心距远，可达10m； 5）可在高温和潮湿条件下工作。
缺点： 1）制造较困难，成本高（对比对象不同，有不同的 结果）； 2）瞬时传动比不是常数； 3）磨损后，易跳齿和掉链； 4）只能实现平行轴间链轮的同向传动； 5）不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动 中。
§9-4 链传动的工作情况分析
二、链传动的动载荷 1、产生原因：由于链速是变化的，必然有加速度，引起
动载荷。 2、动载荷大小 链速变化引起的惯性力： 式中：m—紧边链条的质量，kg； ac—链条变速运动的加速度，m/s2。 主动轮匀速回Байду номын сангаас，则：
当 1 180 时
2
Z1
(ac )max
R112
二、链轮的基本参数和主要尺寸
基本参数：配用链条参数--节距p、套筒外径d1、排 距pt和齿数z，表9-3，和表9-4。
主要尺寸：
滚子链链轮轴向齿廓尺寸：表9-4
三、链轮结构 小直径：整体式； 中等尺寸：孔板式； 大直径：将齿圈用螺栓连接或焊接在轮毂上
四、链轮的材料 链轮的材料要求：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轮齿的啮合
§9-3 滚子链链轮的结构和材料
组成：轮齿、轮缘、轮辐和轮毂。 设计：选择结构和尺寸，选择材料和热处理方法。 一、链轮齿形
链传动是非共轭啮合，齿形设计比较灵活，取决于 加工轮齿的刀具和加工方法。国家标准只规定最小和最 大齿槽形状及其极限参数，表9-2。
sin( 180) Z1
mR112
sin 180 Z1
m12 p
2
从动链轮因角加速度引起的惯性力：
Fd 2
J R2
d2
dt
式中：J—从动链轮转化到从动链轮轴上的转动惯 量，kg.m2；
ω2—从动链轮角速度，rad/s。
次数多，所受冲击也较严重，故小链轮应采用较好的 材料制造。
链轮常用的材料和应用范围表9-5。
§9-4 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：链节距p、链轮齿数z，则链轮每转一圈，
链条走zp长，所以链的平均速度v
式中：n1、n2主、从动链轮转速rpm； z1、z2主、从动链轮齿数。
链节数为奇数时：接头采用过渡链节。由于过渡链 节的链板要受附加弯矩的作用，一般不用奇数链节。
6、双排链或多排链：传递大功率时，可采用双排链或多 排链，但不宜过多。
7、基本参数：节距p、滚子外径d1、内链板内宽b1，排 距Pt 。节距P大，各零件尺寸大，传递功率大。各元件均 需热处理，以提高其强度、耐磨性和耐冲击性。
2、讨论 1) β: -φ1/2≤β≤φ1/2; 2) 当β=±φ1/2时:
3) 当β=0时:
4) vx1：(vx1)min→(vx1)max→(vx1)min，呈周期性变化； vy1：(vy1)max→(vy1)min→(vy1)max，呈周期性变化。 可见，链条作忽上忽下、忽快忽慢的运动，工作不
8、国家标准GB/T1243-1997（表9-1） 单位：英制换算成米制； 节距值：p=链号数乘25.4/16mm； 系列：A-适用于以美国为中心的西半球区域； B-适用于欧洲区域；我国用A系列。 标记示例：链号--排数—整链链节数—标注编
号；08A－1－88 GB/T1243-1997。
二、齿形链 由一组齿形链板按一定顺序交错连接而成，传递平
平均传动比： 链传动是啮合传动，链轮与链条之间没有相对滑动， 平均链速和平均传动比为常数。
二、瞬时转速 1、主动轮铰链中心A点速度分析 假定：主动边始终处于水平位置，链节对应的中心角
为φ1， φ1=360º/z1。主动轮以等角速度ω1转动，链轮半 径R1，链条销轴A以R1ω1 作等速圆周运动。链条运动由销 轴A牵引，且其水平速度和垂直速度分别为：
平稳，有规律的振动。
3、从动轮铰链中心B运动分析：
从动轮在链条的牵引下，以角速度ω2转动，链轮 半径R2，链条销轴B以R2ω2 作圆周运动。同理链条的 水平速度和垂直速度分别为：
4、瞬时传动比 链条沿水平运动方向不能伸长，故vx1=vx2，有 或 瞬时传动比：
随着γ和β的不断变化，链传动的瞬时传动比也 是不断变化的。当主动链轮以等角速度回转时，从动 链轮的角速度将周期性地变动，导致运动不均匀，当 p↑、z↓、n↑时，运动不均匀↑。
4、应用 1) 要求工作可靠、平均传动比精确，瞬时传动比不精 确的场合； 2) 平行两轴，中心距a较大场合； 3) 不宜用带传动和齿轮传动的场合，如摩托车； 4) 用于低速重载和恶劣的工作条件，如挖掘机。
5、传动链的种类 按用途分类:传动链、输送链和起重链。 输送链：用于运输机械; 起重链：用于起重机械; 传动链：常用，传递的功率一般在100KW以下，链速
机械设计
第九章：链传动
主讲老师：吴克勤
第九章 链传动
§9-1 链传动的特点及应用
1、组成：链条和链轮（大链轮和小链轮）组成。 2、工作原理：依靠链条链节与链轮轮齿啮合来传递运动 和动力，它实质是中间挠性件的啮合传动。
3、链传动的优缺点 优点： 1）平均传动比准确（与带传动比较，因为不存在弹
性滑动和打滑），i≤8； 2）无初拉力（与带传动比），轴上的径向拉力小。 3）同样条件下，比带传动整体尺寸小（金属材料制
一般不超过15m/s，常用在传动系统的低速级，推荐使用 的最大传动比imax=8。
传动链分类：滚子链和齿形链等。 滚子链：使用最广，本章讨论； 齿形链：使用较少，不讨论。
§9-2 传动链的结构特点
一、滚子链 1、结构：滚子、套筒、
销轴、内链板和外链板。 2、连接： 过盈配合：外链板与
销轴；内链板与套筒。 间隙配合：滚子与套
筒；套筒与销轴。
3、运动：当内外链板相对挠曲时（转动），套筒可绕 销轴自由转动。滚子活套在套筒上，工作时，可沿链轮 齿廓滚动，减轻齿廓磨损。内外链板间留少许间隙，便 于润滑油渗入套筒和销轴之间，减轻其磨损。
4、链板设计成“8”字型：等强度设计，σ=F/A。 5、接头形式
链节数为偶数时：接头可用开口销（大节距）； 弹簧卡片（小节距）；
造），结构紧凑，承载能力大，功率大，P≤100KW， 可达数千KW；
4）中心距远，可达10m； 5）可在高温和潮湿条件下工作。
缺点： 1）制造较困难，成本高（对比对象不同，有不同的 结果）； 2）瞬时传动比不是常数； 3）磨损后，易跳齿和掉链； 4）只能实现平行轴间链轮的同向传动； 5）不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动 中。
§9-4 链传动的工作情况分析
二、链传动的动载荷 1、产生原因：由于链速是变化的，必然有加速度，引起
动载荷。 2、动载荷大小 链速变化引起的惯性力： 式中：m—紧边链条的质量，kg； ac—链条变速运动的加速度，m/s2。 主动轮匀速回Байду номын сангаас，则：
当 1 180 时
2
Z1
(ac )max
R112
二、链轮的基本参数和主要尺寸
基本参数：配用链条参数--节距p、套筒外径d1、排 距pt和齿数z，表9-3，和表9-4。
主要尺寸：
滚子链链轮轴向齿廓尺寸：表9-4
三、链轮结构 小直径：整体式； 中等尺寸：孔板式； 大直径：将齿圈用螺栓连接或焊接在轮毂上
四、链轮的材料 链轮的材料要求：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轮齿的啮合