8链传动运动特性的分析
链传动工作原理与特点
２.链轮（滚子链链轮）
１）.链轮齿形：三圆弧一直线
M e d r3 c b a O3
W 180° /z
O2
O2 d c b a O3 O1 e
V
ha
r2
r1
H
180° /z
O1
360° /z
T２）.链轮的主要参数与与几计算节距P 齿数Z 分度圆直径（公称直径） d 齿顶圆直径 齿根圆直径 链节数 中心距a
2
当主动链轮匀速转动时
1 1 W1d1 ( , ), V1 主动轮圆周速度： 2 2 2 W1d1 V V1 cos cos 链条速度： 2
链条垂直速度：
W1d1 V V1 sin sin 2
v v2 v' 2
v v1
A v' 1
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
单排链所能传递的功率
Pc P0 KZ KP
选型：由P0、n1
KZ——小链轮齿数系数 KP——多排链系数
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； 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）
第9章链传动ppt课件
作者： 潘存云教授
同理，对于从动轮，也有： vx R22 cos
2
R2
vx
cos
链传动的瞬时传动比：
νx β A
B
R1 ω1
潘存云教授β研1制80˚
z1
180˚
is
1 2
R2 cos R1 cos
链速分量作周期性变化， 从而使链条上下抖动。 由于链速是变化的，
z1
ω1
上式表明，当主动链轮作等速转 动时，从动链轮随γ、β的变化
第9章 链传动
§9-1 §9-2 §9-3 §9-4 §9-5 §9-6
§9-7
链传动的特点及应用 传动链的结构特点 滚子链链轮的结构和材料 链传动的运动特性 链传动的受力分析 滚子链传动的计算
链传动的布置、张紧和润滑
湖南科技大学专用
作者： 潘存云教授
§9-1 链传动的特点和应用
组成：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
湖南科技大学专用
潘存云教授研制
60˚
直边
直边
O
作者： 潘存云教授
应用实例：
潘存云教授研制
湖南科技大学专用
潘存云教授研制
潘存云教授研制
潘存云教授研制 作者： 潘存云教授
§9-3 滚子链链轮的结构和材料 各种链轮的实际断面齿形介于最大最小齿槽形状之间。这样
(一)基本参数及主要尺寸 处理使链轮齿廓曲线设计具有很大的灵活性。但齿形应保证 链节能平稳自如地进入或推出啮合，并便于加工。
齿形链是由许多齿形链板用铰链连接而成。 优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承
受冲击载荷的能力高。
缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。 应用场合：多应用于高速（链速可达40 m/s）或运动
链传动
§1 概述链传动工作原理与特点1、工作原理：（至少）两轮间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动。
但非共轭曲线啮合，靠三段圆弧（bc cd ab aa ,,,）一直线啮合。
其磨损、接触应力冲击均小，且易加工。
2、组成；主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等。
3、特点（与带、齿轮传动比较）优点：①平均速比i m 准确，无滑动；②结构紧凑，轴上压力Q 小；③传动效率高η=98%；④承载能力高P=100KW ；⑤可传递远距离传动a max =8mm ；⑥成本低。
缺点：①瞬时传动比不恒定i ；②传动不平衡；③传动时有噪音、冲击；④对安装粗度要求较高。
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。
中低速传动：i≤8(I=2~4)，P≤100KW，V≤12-15m/s ，无声链V max =40m/s 。
（不适于在冲击与急促反向等情况下采用）§2滚子链和链轮一、链传动的主要类型1）按工作特性分：起重链——用于提升重物——V≤0.25m/s；牵（线）引链——运输机械——V≤2~4m/s；传动链——用于传递运动和动力——V≤12~15m/s。
优点：结构简单、重量轻、价廉、适于低速、寿命长、噪音小、应用广。
2）传动链接形式分：套筒链；（套筒）滚子链—属标准件 选用、合理确定链轮与链条尺寸，—短节距精密滚子链；齿形链；成型链四种。
1、套筒滚子链（结构与特点）动配合，可相对运动，相当于活动铰链，承压面积A（投影）——宽×长 投影组成：5滚子；4套筒；3销轴；2外链板；1内链板当链节进入、退出啮合时，滚子沿齿滚动，实现滚动摩擦，减小磨损。
套筒与内链板、销轴与外链板分别用过盈配合（压配）固联，使内、外链板可相对回转。
为减轻重量、制成“8”字形，亦有弯板。
这样质量小，惯性小，具有等强度。
磨损：——主要指滚子与销轴截面之间磨损。
链传动的特点
图 8 - 9 不合理布置
(3) 链传动最好紧边在上, 松边在下, 以防松边下垂量过 大使链条与链轮轮齿发生干涉(见图8 - 9(c))或松边与紧 边相碰。
图 8 - 9 不合理布置
8.5.2 链传动的张紧 链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过大时 产生啮合不良和链条的振动现象；同时也为了增加链条与 链轮的啮合包角。 当链传动的中心距可调整时，可通过调整中心距张紧； 当中心距不可调时，可通过设置张紧轮张紧。张紧轮一般 压在松边靠近小轮处。张紧轮可以是链轮，也可以是无齿 的辊轮。张紧轮的直径应与小链轮的直径相近。辊轮的直 径略小，宽度应比链约宽5mm，并常用夹布胶木制造。张 紧轮有自动张紧式和定期张紧两种。前者多用弹簧、吊重 等自动张紧装置；后者用螺栓、偏心等调整装置。另外， 还有用托板、压板张紧。如图8-10所示。
8.5.1、链传动的布置 、 链传动的布置是否合理，对 传动的质量和使用寿命有较大的 影响。布置时： (1) 两链轮的回转平面应在同一 平面内, 否则易使链条脱落或产 生不正常磨损。 合理布置
(2) 两链轮的中心线最好在水平面内, 若需要倾斜布置时, 倾角应小于45°(见图8 - 9(a)), 应避免垂直布置(见图89(b)), 因为过大的下垂量会影响链轮与链条的正确啮合, 降低传动能力。
n1 z1 p n2 z2 p υ= = 60 × 1000 60 × 1000
（8-1）
式中, p为链节距, 单位为mm； z1、 z2为主、 从动链 轮的齿数； n1、 n2为主、 从动链轮的转速, 单位为 r/min。 由上式可得链传动的平均传动比
n1 z2 i = = n2 z1
（8-2）
1.内链板 2.外链板 3.销轴 4.套筒 5.滚子 图 8 - 3 滚子链
链传动工作原理与特点
链传动的优点
高效可靠
链传动是一种可靠的传动方式 ，具有较高的承载能力和较低 的摩擦系数，能够实现高效的
动力传递。
耐高温和耐油
链传动在高温和油污环境下仍 能保持较好的性能，适用于各 种恶劣的工作环境。
ห้องสมุดไป่ตู้
结构紧凑
链轮和链条的紧凑结构使得链 传动装置体积小，占用空间少 ，便于安装和维护。
成本低廉
链传动的制造成本相对较低， 维护和更换成本也较低，适合
链传动在汽车领域的应用
发动机正时系统
链传动用于发动机正时系统的驱动，确保发动机 运转平稳、精确控制进排气。
自动变速器
在自动变速器中，链传动用于换挡机构的驱动， 实现快速、准确的换挡操作。
车轮驱动
在部分车型中，链传动用于驱动车轮，提供稳定、 可靠的驱动力。
链传动在其他领域的应用
农业机械
链传动在农业机械中广泛应用，如拖拉机、收割机等，提高农业 生产效率。
链传动工作原理与特点
• 链传动的概述 • 链传动的工作原理 • 链传动的特点 • 链传动的应用 • 链传动的维护与保养
01
链传动的概述
链传动的定义
01
链传动是一种通过链条将主动轴 的旋转运动传递到从动轴的机械 传动方式。
02
它由一系列的链轮和链条组成， 通过链条在链轮上的连续运动来 实现动力的传递。
04
链传动的应用
链传动在工业领域的应用
自动化生产线
链传动广泛应用于自动化生产线， 如输送带、装配线等，实现高效、
准确的物料传输。
物流输送
在物流输送系统中，链传动用于 托盘、货架等设备的驱动，确保
物料快速、稳定地传输。
能源与矿业
链传动
Lp
2a z1 z2 z z p ( 2 1 )2 p 2 2π a
（8－10）
Lp最好圆整为偶数，中心距 a 按式（8－9）计算。
机械设计基础
§11-4 链传动 的合理布置和润 滑
§8-4 链传动的安装和润滑
一、链传动的合理布置
1）两链轮的回转平面应在同一铅垂面内； 2）链轮的中心连线最好在水平面内，应避免垂直布置； 3）链传动最好紧边在上，松边在下。
链传动不宜用于高速及要求传动比恒定的场合。
机械设计基础
§8-3 链传动的选择与计算
一、滚子链传动的失效形式
§11-3 滚子链传动的设计计算1
失效图片
1）链板疲劳 3）滚子、套筒的冲击疲劳 4）销轴与套筒工作面的胶合 5）链的静力拉断
额定功率 P0/kW
( d p ) sin 180 z
p + Δp p
2）铰链的磨损 （磨损过大将导致脱链）
磨损限定
二、额定功率曲线
每种失效形式都会限定链 传动所能传递的功率。 各种失效形式所限定的额 定功率曲线，见右图。
滚子、套筒冲击 疲劳限定
销轴和套筒 胶合限定 链板疲劳限定
0
小链轮转速n1 /(r/min)
各种型号滚子链在特定试验条件下的额定功率曲线见图8－9。
圆销式
轴瓦式
60。 滚柱式
详细说明
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。
机械设计基础
（z1=19、Lp=100、单排链、载荷平稳等）
机械设计基础
设计计算2
链传动的选择与计算
P K A P P KZ KP KL c 0
第七章链传动
a fa p 2Lp z1 z2
第四节 链传动的布置、张紧和润滑
1、链传动的合理布置
（1）两链轮的回转平面必须布置在同一垂直平面内，不 能布置在水平或倾斜平面内；
（2）两链轮中心连线最好是水平的，也可以与水平面成 45
（3）一般应使链的紧边在上、松边在下。
2、链传动的张紧
4．计算链长和中心距
（1）初定中心距a0=40p，链节数LP为
L p
2a 0 p
z 1
2
z 2
p a
0
z z
2
1
2
2
2 40p 23 58
p
58
23
2
p
2 40 p 2 3.14
121.3
a fa p 2Lp z1 z2 的前进速度和上下抖动速度是周期
性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就 越大。因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场
合。
这种由于多边形啮合给链传动带来的速度不均匀性， 称为链传动的多边形效应。
（3）从动链轮的角速度ω2
2
r
v
cos
r cos 11 r cos
中心距调整量 a 2 p 2 25.4 50.8
5．计算作用在轴上的压轴力
F 1000P 100010.04 5941N
v
1.69
FQ 1.15K AF 1.151 5941 6832N
6．链轮结构设计从略
2
2
（4）瞬时传动比为：
i 1 r2 cos 2 r1 cos
链传动
表示方法：
10A-2-87
节数 87节 排数
08A 12.70 14.38 7.95 10A 15.875 18.11 10.16 12A 19.05 20A 24A 28A 32A 40A 48A 31.75 38.10 44.45 50.80 63.50 76.20 22.78 35.76 45.44 48.87 58.55 71.55 87.83 11.91 19.05 22.23 25.40 28.58 39.68 47.63
一、滚子链
3、套筒滚子链的剖面结构：
外链板 内链板 销轴 套筒 滚子 内链板紧压在套筒两端，称为内链节。 销轴与外链板铆牢，称为外链节。 内外链节就构成一个铰链，能相对转动。 滚子沿链轮链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。 链板形状特点→等强度条件：内外链板均做成8字形， 以减轻重量，并保持各横截面的强度大致相等
4 2 1.5 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.15 0.1
链号 08A 10A 12A 16A 20A 24A 28A 32A 40A 48A 节距 12.7 15.875 19.05 25.4 31.75 38.1 44.45 50.8 63.5 76.2
2、 额 定 功 率 曲 线
10
F2
以免影响链条正常退出啮合和产 生振动、跳齿或脱链现象。
2、链条受力
(1)作用在 链上的力 有效圆周力: Fe= 1000P/ v ---有效拉力 离心拉力: Fc= qv2 悬垂拉力: Ff=max(Ff ’,Ff ’’) = Fe + Fc + Ff = Fc + Ff
第十章_链传动
教学内容
1
链传动的特点及应用
2
传动链的结构特点
3
滚动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、张紧及润滑
10.1 链传动的特点及应用
一、链传动的工作原理
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、组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张
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。
外链板 内链板
10.2 传动链的结构特点
一、滚子链
2、节距p：滚子链上相邻
两滚子中心的距离。 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。
im
i
n1 n2
Z2 Z1
const
i瞬
1 2
const
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。
10.4 链传动的工作情况分析
一、链传动的运动特性
分析主动轮链条销轴轴 心A的速度
v1
d1 2
1
水平分速度 垂直分速度
变化范围： 1 ~
1
sin
当P、Z一定，则必须限制n nL—极限转速
上下抖动产生动载荷
10.4 链传动的工作情况分析
二、链传动的动载荷
ω
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。
机械设计链传动
21
链传动的运动特性
链条的每一链节在主动链轮上对应中心角为φ 链条的每一链节在主动链轮上对应中心角为 1 (φ=360°/z1)，则β角的变化范围为 1/2 ~ φ1/2) 角的变化范围为(-φ ， 角的变化范围为 。 当β=±φ1/2时，链速最小，vmin=R1ω1cos(φ1 /2) 时 链速最小， ； 当β=0时，链速最大，vmax=R1ω1。 时 链速最大，
9
传动链的结构特点
10
传动链的结构特点
滚子链的标记方法为：
链号—排数 整链链节数 标准编号。 链号 排数—整链链节数，标准编号。 排数 整链链节数， 16A—1—80 GB1243—1997，即为按本标准 ， 制造的A系列 节距25.4mm、单排、80节的滚 系列、 制造的 系列、节距 、单排、 节的滚 子链。 子链。
39
40
额定功率曲线
[P]=P0KZKLKP
41
强度条件
Pc K AP = ≥ P0 KZ KLKP KZ KLKP
42
滚子链传动的计算
链节距和排数
链节距的大小直接决定了链的尺寸、重量和 承载能力，而且也影响链传动的运动不均匀性( 承载能力，而且也影响链传动的运动不均匀性(也 称多边形效应) 称多边形效应)，产生冲击、振动和噪声。设计时 应尽量选用较小的链节距。高速重载时，宜用小 节距多排链；低速重载时，宜用大节距排数较少 的链。
16
滚子链链轮的结构和材料
17
18
链传动运动特性
链传动的平均速度与平均传动比
链绕在链轮上， 链绕在链轮上，链条曲折成正多边形的一部 边长为链条的节距p，边数等于链轮齿数z 分。边长为链条的节距 ，边数等于链轮齿数 链轮每转一转，随之转过的链长为zp， 。链轮每转一转，随之转过的链长为 ，故链 的平均速度v为 的平均速度 为： z1n1 p z2n2 p = v= m/ s 60×1000 60×1000 链传动的平均传动比为： 链传动的平均传动比为：i≈z2 /z1。 。
链传动的运动特性
ω1 R2 cos γ d 2 = ≠ 瞬时传动比 i = ω 2 R1 cos β d1
又可见：瞬时传动比不恒定（平均传动比恒定） 又可见：瞬时传动比不恒定（平均传动比恒定） 只有在z 时才恒定但i 只有在 2=z1（R2=R1）时才恒定但 =1 运动不均匀性：瞬时速度、传动比不恒定， 运动不均匀性：瞬时速度、传动比不恒定，有上下 (多边形效应） 多边形效应） 跳动——振动、噪音。 跳动 振动、噪音 振动
§9—5
链传动的受力分析
链传动的紧边拉力： 链传动的紧边拉力：F1=Fe+Fc+Ff 松边拉力： 松边拉力：F2= Fc+Ff 其中：有效圆周力为： 其中：有效圆周力为： Fe =1000P／v ／ 离心拉力为： 离心拉力为： 悬垂拉力为： 悬垂拉力为： Ff =max｛Kfqa ×10-2，（ f +sinα） qa ×10-2 ｝ ，（K ｛ ） Ff——垂度系数（图9—11） 垂度系数（ 垂度系数 ） Fc =qv2
可见： 链传动链条受变应力→疲劳 可见： 链传动链条受变应力 疲劳
2
分析： 分析：
越大→动载 冲击↑噪音 ⑴ V越大 动载 冲击 噪音 →V≤15m/S 越大 动载↑冲击 噪音↑ 越大→动载 冲击↑噪音 ⑵ p越大 动载 冲击 噪音 越大 动载↑冲击 噪音↑ →尽量取小 P 尽量取小 越小→动载 冲击↑噪音 动载↑冲击 噪音↑ ⑶ z1越小 动载 冲击 噪音 → z1≥ zmin 表9—8
§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 链条速度V: 链条速度
Z1 pn1 Z 2 pn2 V= = 60 ×1000 60 ×1000
2.传动比 i 传动比
n1 Z 2 d 2 i= = ≠ n2 Z1 d1
2.2知识点解析链传动的运动特性、布置、张紧、润滑、失效(精)
项目二 任务六 链传动1.1 背景知识讨论柴油机中有些地方为什么需要链传动而不采用其它的传动形式？链传动的工作原理是什么？传动特点是什么？中间链轮的作用是什么？在平时维护时需注意什么？并列举5个以上链传动的工程机械实例。
1.2 知识点 链传动的运动特性、布置、张紧、润滑、失效四、链传动的运动特性1. 链传动的平均传动比链由许多刚性链节组成，当链与链轮啮合时，链按一多边形分布在链轮上。
若链节距为p ，主动链轮和从动链轮的齿数分别为z1、z2，转速分别为n1、n2（r/min ），则每秒钟进人或脱离链轮的链条长度，即链速为：1122601000601000n z p n z p v m s ==⨯⨯ 由此可得链传动的传动比为：1221n z i n z ==由上式可知，链传动的平均传动比恒定。
2. 链传动的运动不均匀性在链传动中，链条绕在链轮上如同绕在两个正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链节距p ，链条的瞬时速度，随着β大小的变化而变化。
因此，在实际的传动过程中，即使主动链轮以恒角速度ω1转动，链条的瞬时速度和从动轮的瞬时角速度ω2不断地作周期性变化的。
由此可知，链传动的瞬时传动比是变化的。
由于多边形效应，当主动链轮匀速转动时，链条的瞬时速度将产生周期性变化，引起链传动运动的不平稳，称为链传动的运动不均匀性，链的速度越大，链节距越大、链轮齿数越少、链传动的运动不均匀性越明显，动载荷越大，故链传动不适用高速。
【拓展延伸】链传动的布置、张紧、润滑和失效1. 链传动的布置原则（1）链传动一般应布置在铅垂面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。
（2）中心线一般宜水平或接近水平布置，链传动的紧边在上方或在下方都可以，但在上方好一些。
（3）链传动的两轴应平行，应尽量保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链。
2. 链传动布置时需注意（1）两轮轴在同一水平面，紧边在上、在下均能正常工作。
（2）两轮轴不在同一水平面，松边应在下面。
滚子链和链轮及链传动的运动特性
二、链轮
分度圆直径为:
d
p s in 180
/
z
链传动的运动特性
一、平均链速V和平均传动比i
已知链轮齿数为Z1、Z2，节距为P，转速为n1、n2。
i n1 Z 2
V Z1Pn1 Z2Pn2
m/s
n2 Z1
601000 601000
二、瞬时链速VS和瞬时传动比iS 由都于是链成条周绕期上性链变轮化时的形。成折线，产生多边形效应，VS、iS
为分析方便，设主动边（紧边）始终处于水平位置。
假定：主动边总处于水平位置，
链轮抽象成正多边形，边长为 p 。
链速： v (d1 / 2)1 cos 1 β1的变化范围：1 2 ~ 1 2
而
1 360 0 z1
所以： z1↓，φ1↑，v 的变化↑
瞬时传动比：i 1 d2 cos 2 2 d1 cos 1
排）。
设计时，根据实际条件对PO值加以修正。
P0
PKAKZ Kp
P——传递的功率
KA——工况系数
表5-14
KZ——小链轮齿数系数。图5-24
KP——排数系数。
表5-15
对于一般链轮v≤0.6m/s的链传动，主要失效形
式为链条的过载拉断，因此应进行静强度计算，即 S FQ 4 ~ 8 KA F
FQ为极限拉伸载荷，见表5-10
瞬时速比周期性变化，
称为多边形效应。
平均传动比：i n1 z2 n2 z1
平均传动比为常数
§5-10 滚子链传动的设计计算
一、失效形式
1、链条元件的疲劳破坏 （∵ 交变应力下工作）
2、铰链铰链磨损→p↑— 脱链 3、胶合：销轴与套筒（高速或润滑不良） 4、冲击破坏：起动、制动、反转 5、静力拉断：v 0.6m / s 下，过载拉断 6、链轮轮齿磨损
链传动
滚子链的接头形式
2、齿形链：是由许多齿形链板用铰链联接而成。 优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载 荷的能力高。 缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。 应用场合：多应用于高速（链速可达40 m/s）或运动精度要求 较高的场合。 p
60˚
O
§14-2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。 1、基本参数及主要尺寸 链轮的节距：p——弦长 p 链轮主要尺寸计算公式： 分度圆直径： p d sin 180 Z 齿顶圆直径：
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（即紧边的长度） 恰好为节距的整数倍时】，传动比才能恒为1
二、滚子链及链轮
1、 滚子链的结构及标记
1.内链板 2.外链板 3.销轴 4.套筒 5.滚子
滚子链有单排或多排结构, 排数愈多, 承载能力愈高,
但制造、 安装误差也愈大, 各排链受载不均匀现象愈
严重。 一般链的排数不超过4排。
单排滚子链
多排滚子链
滚子链的标记：
链号
排数 × 链节数
国标号
链号数乘以25.4/16mm即为链节距(p) 标记实例： 08A-1×88 GB1243.1-83表示 单排、88节的滚子链 A系列、节距12.7mm
实际中心距
a' a a
a (0.002 ~ 0.004)a
五.传动比 i
链传动
北京石油化工学院 机械设计教研室 徐林林 2002.9
第九章 链传动
一、概述
1．链传动的组成
由链条和主、从动链轮所 组成。靠链节的啮合来传递运 动和动力。
2．链传动的特点
链传动的优点：传动的中心距大；链与链轮之间无弹性滑动，能保 持准确的平均传动比；张紧力小，作用在轴上的载荷小；工作可靠， 可在高温高湿的环境下使用；效率较高。 链传动的缺点：只能用于平行轴之间的同向运动传动；瞬时速度不 均匀，高速时不如带平稳；磨损后易发生跳齿；工作时有噪音。
z2pn2
60 1000
n1 n2
z2 z1
C
链传动的平均传动比为常数
链传动
按任意键继续
可见: v x在 v x
在主动轮销轴A处
v 1 1R 1
v x v 1 c o s 1R 1 c o s
1
360
相位角
max
vx
min
之间变化.
v x 1R 1 c o s
链传动
链传动
链轮的材料
返回 链传动
链传动的运动特性
链传动的运动分析
链的运动情况相当于 将链条绕在多边形的 轮子上，多边形的边 长为链的节距p，边 数为链轮的齿数z。 链轮每转一周，链条 转过的长度为zp。 链的运动速度 于是
i
vx
Vx
p
p
n1 n2
O2
O1
R2
R2
z1pn1
60 1000
链传动
计算压轴力
F p K F p Fe
式中：Fe——链传递的有效圆周力，单位为N。 KFp——压轴力系数，对于水平传动 KFe =1.15; 对于垂直传动 KFe =1.05。
机械设计基础-8.4链传动的运动特性
第四节链传动的运动特性一、链传动的运动不均匀性链传动的速度分析1、链传动的平均速度与平均传动比由于链绕在链轮上，链节与相应的轮齿啮合后这一段链条曲折成正多边形的一部分(图)。
完整的正多边形的边长为链条的节距，边数等于链轮齿数。
链轮每转一转，随之转过的链长为，故链的平均速度为：＝式中：、为主、从动轮齿数；、分别为主从、动轮转速(r/min)；为链的节距(mm)；链传动的平均传动比为：i≈ /。
2、链传动的运动不均匀性设主动链轮转动的角速度为，链轮节圆半径为，则链轮销轴轴心A的圆周速度为：=。
为了便于分析，设链在转动时主动边始终处于水平位置。
可分解为沿链条前进方向和的水平分速度和上下垂直运动的分速度，其值分别为：===sin=sin式中：为A点处圆周速度与水平线的夹角。
由图可知，链条的每一链节在主动链轮上对应中心角为(=360°/)，则角的变化范围为(-/2 ～/2)。
显然，当=±/2时，链速最小，=cos( /2)；当=0时，链速最大，=。
所以，主动链轮作等速回转时，链条前进的瞬时速度周期性的由小变大，又由大变小，每转过一个节距就变化一次。
与此同时，的大小也在周期性的变化，使链节以减速上升，然后以加速下降。
设从动轮角速度为，圆周速度为，由图6-4知，＝＝又因=，且＝，所以瞬时传动比为：随着角和γ角的不断变化，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化。
只有在＝，且传动的中心距恰为节距的整数倍时，传动比才可能在啮合过程中保持不变，恒为1。
由上面分析可知，链轮齿数越少，链条节距越大，链传动的运动不均匀性越严重。
二、链传动的动载荷链传动在工作过程中，链条和从动链轮都是作周期性的变速运动，造成了和从动链轮相连的零件也产生周期性的速度变化，从而引起了动载荷。
具体来讲，链传动中的动载荷主要由以下因素产生。
1、链速的周期性变化产生的加速度当销轴位于=±/2时，加速度达到最大值，即：式中：由上式可知，当链的质量相同时，链轮转速越高，节距越大，则链的动载荷越大。
链传动的特点和应用
第七章链传动§7-1 链传动的特点和应用1．组成：链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。
工作时，靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力。
2．特点：1）由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的平均传动比；2）与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作； 3）与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。
4）链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。
3．应用：适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。
传动链传递的功率一般在100kW 以下，最大传动比8max i ，链速不超过15m/s 。
本章主要讨论滚子链。
§7-2 传动链的结构特点一．滚子链滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5组成。
内链板和套筒之间、外链板与销轴之间分别用过盈联接固联。
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。
滚子活套在套筒上，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，减轻了齿廓的磨损。
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，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。
内、外链板制成8字形，是为了使链的各剖面具有相近的抗拉强度，也可减轻链的质量和运动时的惯性力。
传动链使用时首尾相连成环形，当链节数为偶数时，接头处可用内、外链板搭接，插入开口销或弹簧夹锁住。
若链节为奇数，需采用一个过渡链节才能首尾相连，链条受拉时，过渡链节将受附加弯矩，所以应尽量采用偶数链节的链条。
滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p、滚子外径d1和内链节内宽b1。
其中，节距是滚子链的主要参数。
节距增大时，链条中各零件的尺寸也要相应增大，可传递的功率也随之增大。
但当链轮齿数一定时，节距越大，链轮直径D也越大，为使D不致过大，当载荷较大时，可用小节距的双排链或多排链。
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Abstract: Transmission characteristics of the kinematic chain is due to the fact that sprocket around the chain is formed by the polygon. Polygon effect causes that when the initiative sprocket rotates uniformly, the chain speed is uneven, and the speed of the driven sprocket is not uniform. Key words: chain drive; polygon effect; motion analysis
此时的瞬时传动比为
（12）
从动链轮角速度变化，可用从动链轮角速度不 均匀系数 来表示，即
（13）
此时的瞬时传动比为
将上述两种相位的分析计算式代入式（13），则 对同相位的链传动，可得 为 （9）
当从动链轮处在 β=0 位置时 νx=r2ω2 ∴
（14）
第二期
赵成刚 狄景微：链传动运动特性的分析
31
图 2 传动比为 1 时从动轮 Kk 的变化曲线 1—最大不同相位时的 Kk，2—同相位时的 Kk
参考文献： [1] 郑 志 峰.链 传 动 设 计 与 应 用 手 册[M].北 京:机 械 工 业 出 版 社,1992：25-32. [2] 李 玉 平,周 里 群,张 高 峰.链 传 动 运 动 特 性 的 模 拟[J].机 械 传动 2003(3)：25-28. [3] 徐 灏. 机 械 设 计 师 手 册 ［M］. 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， 1995：45-58.
图 1 链条速度变化
当处在 α 为最小值和最大值位置时
因此，链条在运动中时上时下（垂直中心线方 向）和时快时慢（沿中心线方向）变化，从而产生振 动和附加动载荷。 链条在中心线方向的加速度为
（4） 当时
α—啮入过程中链节铰链在主动链轮上的相 位角， 角的变化范围为
当时 将公式（3）代入得
当处在 α =0°位置时 νx=νx max =r1ω1，νy1 =νy1min =0
安阳工学院学报
第二期
Journal of Anyang Institute of Technology
29
链传动运动特性的分析
赵成刚 1 狄景微 2 （1.安阳工学院，河南 安阳 455000；2. 安阳欣宇机床有限责任公司，河南 安阳 455000）
摘 要：链传动的运动学特性，是由于围在链轮上的链条是由多边形组成这一性质而形成。 多边形效应造成了主动链
Analysis on Chain Drive Campaign
ZHAO Cheng-gang 1 DI Jing-wei 2
(1.Anyang Institute of Technology, Anyang,455000, China; 2.Anyang Xinyu Machine Tool CO., LTD., Anyang 455000, China ）
轮匀速转动时，链条的速度是不均匀的，从动链轮的转速也不均匀。
关键词：链传动；多边形效应；运动分析
中 图 分 类 号 ：TH132.45
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1673-2928（2009）02-0029-03
链传动的运动学特性， 是由于围在链轮上的
链条是由多边形组成这一性质而形成。 图 1 示出
1 链条的速度变化
当 齿 数 为 Z1 的 主 动 链 轮 以 等 角 速 度 ω1 转 动
时， 分析图 1 中啮入链节Ⅰ的铰链 O 在不同位置
的运动可得链条沿Βιβλιοθήκη 心线方向的速度 （以下简称为链条线速度）
νx=r1ω1cos α
（1）
链条在垂直方向的速度 νy1=r1ω1sin α （2）
式中 r1—小链轮的分度圆半径，可按下式求得 （3）
了链条中心线随着各个链节往相应的轮齿上缠绕
时上下移动的情形。 从图 1 中可以看出，链条中心
线与链轮上以 r 为半径的圆(四分度圆)在运动中交
替地呈相切和相割的位置。 链传动的这一运动学
特性称之为多边形效应。 当主动链轮匀速转动时，
由于多边形效应， 传动链条的线速度和从动轮的
角速度是变化的，这种变化是周期性的。
（5） 链条线速度变化可用链速不均匀系数 Kt 来表
收 稿 日 期 ：2008-11-06 作 者 简 介 ：赵 成 刚 （1965-），男 ，安 阳 市 人 ，安 阳 工 学 院 机 械 工 程 系 副 教 授 ，硕 士 ，研 究 方 向 ：机 械 设 计 及 计 算 机 辅 助 设 计 。
30 示, 式中 νm — ——平均链速。
（7）
从图 1 中可求出从动链轮角速度为
两链轮为最大的不同相位状态时（ ），
∴
此时的瞬时传动比为
（11）
所以瞬时传动比为
当从动链轮处在
时，
（8）
式中 β— ——链节铰链在从动链轮上的相位角。 因为在链传动过程中， 相位角 α 与 β 都是变 化的，所以瞬时传动比 is 也是变化的。 is 不仅与主、 从动链轮的齿数有关， 还与链节铰链处在链轮上 的相位角有关。 图 1 绘出的是同相位状态（即与链 条紧边两端铰链相啮合的链轮齿槽的中心正好各 自在链条中心线与分度圆相切的切点上）。 当从动链轮处 β 为最小或最大值位置时
安阳工学院学报 Journal of Anyang Institute of Technology
此时的瞬时传动比为
（6）
2009 年
（10）
2 从动链轮的角速度变化 链传动的多边形效应也使从动链轮的瞬时角
速度不断变化， 同样这种变化也是周期性的。 所 以，在链传动中只有平均传动比 i 是定值，而其瞬 时传动比 is 则是呈周期性变化的。 链条的平均速 度 ν＝n1z1p＝n2z2p ，所以平均传动比为
对最大不同相位的链传动，Kk 为
（15）
图 2 示出了按式（14）和（15）计算的 传动比为 1 的 Kk 与 Z1 的关系曲线。
3 结束语 由于多边形效应，当主动链轮匀速转动时，链
条的线速度是不均匀的， 从动链轮的转速也是不 均匀的。 这种不均匀性是周期性变化的。 如图 2 所 示，如果传动比为 1，又是同相位的话，Kk 就是恒定 的。 再就是，齿数越多，多边形效应越弱，Kk 也就越 小，而且趋于恒定。 对链传动的运动分析，对链传 动的选用和设计具有指导意义， 可以减小传动的 不均匀性。