第六章 链传动

第六章链传动

6-1 基础知识

一、链传动的特点、类型及应用

链传动是应用较广的一种机械传动，由主动链轮、从动链轮和链条组成。链传动是具有中间挠性件的啮合传动，它依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。

1．链传动的特点

链传动与带传动相比，具有以下特点：

（1）无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比；

（2）传动效率较高；

（3）张紧力小，所以作用于轴上的径向力较小；

（4）结构紧凑；

（5）能在高温、灰尘多、湿度大及有腐蚀等恶劣条件下工作；

链传动与齿轮传动相比，具有以下特点：

（1）制造与安装精度要求低，成本低；

（2）在远距离传动时，其结构简单、轻便。

链传动的主要缺点是：

（1）只适用于平行轴之间的同向回转传动。

（2）瞬时传动比不恒定；

（3）工作时有噪音；

（4）磨损后易发生跳齿；

（5）不宜应用于载荷变化很大和急速反向的传动。

2．链的类型

（1）按用途或工作性质划分

链可分为传动链、输送链和起重链。在一般机械传动中，常用传动链；而输送链和起重链主要用在运输和起重机械中。

（2）按传动链结构形式划分

链可分为滚子链、套筒链、齿形链以及成型链，前三种都已经标准化了。目前，应用最广泛的是滚子链。

3．链传动的应用场合

链传动主要用在要求工作可靠、平均传动比准确，且两轴相距较远，以及其它不宜采用齿轮传动的场合。目前，链传动广泛应用于农业、矿山、起重运输、冶金、建筑、石油、化工等个行业的各种机械中。

链传动传递的功率一般在100kW以下，其链速一般不超过15m/s，推荐使用的最大传

动比为

max =8

i，常用=2~2.5

i。

二、链传动的失效形式及功率曲线图

1．链传动的失效形式

链传动的失效形式主要有：链的疲劳失效；链条铰链的磨损；链条铰链的胶合；链条静力拉断。

（1）链的疲劳失效

链的疲劳失效主要表现在链板、滚子与套筒的疲劳破坏。因此，链条元件的疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。

（2）链条铰链的磨损

链条铰链磨损主要表现在链节距变长，链的松边垂度变化，增大动载荷，容易发生跳齿或脱齿。

（3）链条铰链的胶合

在润滑不良或转速过高时，工作表面容易发生胶合破坏。因此，链条铰链的胶合在一定程度上限制了传动的极限转速。

（4）链条静力拉断

低速的链条过载时，容易发生静强度不足而断裂。因此，链条静力拉断常发生在低速重载或严重过载的传动中。

2．链传动的功率曲线图

在不同的工作条件下，链传动的失效形式不同，但各种失效形式都在一定条件下限制着其承载能力，因此，在选择链条型号时，必须全面考虑各种失效形式产生的原因及条件，从而确定其能传递的额定功率。

考虑到链传动的各种失效形式，通过实验可画出小链轮的转速和链条所能传递的额定功率的关系曲线，即可得到该链的功率曲线图。由图6-1所示的功率曲线图可见，在润滑良好、中等链速的链传动中，其承载能力主要取决于链板的疲劳强度；当链传动的速度增高到一定程度，其传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，并会出现胶合而迅速失效。

1－由链板疲劳强度限定；

2－由滚子、套筒冲击疲劳强度限定；

3－由销轴和套筒胶合限定

图6-1 滚子链额定功率曲线

三、滚子链与链轮

1．滚子链

（1）滚子链的结构

滚子链的结构如图6-2所示，由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。内链板与套简之间、外链板与销轴之间分别用过盈配合固联。滚子与套简之间，套简与销轴之间均为间隙配合。

1－滚子 2－套筒 3－销轴 4－内链板 5－外链板

图6-2 滚子链

滚子链有单排链和多排链之分。当传递大功率时，可采用双排链或多排链，多排链的承载能力与排数成正比，但排数一般不宜超过4排。

（2）滚子链的基本参数

滚子链的基本参数是节距p 、滚子直径1d 、内链节内宽1b 、多排链排距t p 等。滚子链的标记为：

例如，08A －l ×88 GB1243.l －83 表示：按GB1243.l －83制造的A 系列、节距为12.7 mm 、单排、88节的滚子链。

2．链轮

（1）链轮的基本参数与主要尺寸

链轮的基本参数有：配用链条的节距p 、套筒的最大外径1d 、排距t p ，以及链轮的齿数z 。链轮的主要尺寸及计算公式见表6-1。

表6-1 滚子链链轮的主要尺寸（mm ）

)

1)--（2）链轮的齿形

链轮的齿形应保证链条顺利进入和退出啮合，受力均匀、不易脱链，便于加工等。目前，较为流行的一种齿形是三圆弧一直线齿形，或称为凹齿形。

（3）链轮的结构

小直径的链轮可制成整体式，如图6-3a 所示；中等尺寸的链轮可制成孔板式，如图6-3b 所示；大直径的链轮，常采用可更换的齿圈用螺栓联接在轮芯上，如图6-3c 所示。

a ）

b ）

c ）

图6-3 链轮的结构

（4）链轮的材料

链轮的材料应保证轮齿有足够的耐磨性和强度。因此，链轮齿面一般经过热处理。由于小链轮的啮合次数比大链轮的啮合次数多，所受冲击也严重，因此小链轮采用的材料应优于大链轮。链轮常用的材料可参见《机械设计》教材。

四、链传动的运动特性

1．链传动的运动不均匀性

链是由刚性链节通过销轴铰接而成的，当链绕在链轮上时呈多边形，如图6-4所示，因此链传动会产生周期性速度变化。

图6-4 链传动的速度分析

链的平均速度v 为

1122 m/s 601000601000

z n p z n p

v =

=⨯⨯ （6-1）

式中，1z 、2z ——分别为主、从动链轮的齿数；

1n 、2n ——分别为主、从动链轮的转速，r/min ；

p ——链的节距，m m 。