机械原理第七章 链传动

机械原理与设计
（下册）
第七章 链传动
第一节 概 述
第二节 滚子链链轮的结构和材料
第三节 链传动工作情况分析
第四节 滚子链传动的设计计算
第五节 链传动的布置、张紧和润滑
第一节
概
述
链传动是用于两个或两个以上链轮之间以链作为中间挠性件的 一种非共轭啮合传动，它靠链条与链轮齿之间的啮合来传递运动和 动力。
z1 pn1 z2 pn2 vm v 60 1000 60 1000
平均传动比：
n1 z 2 im i const n2 z1
（二）链传动的运动不均匀性
假设紧边在传动时总是处于水平位置。 当位于β角的瞬时，若主动链轮以等角速度ω1转动时，该链 节的铰链销轴A的轴心作等速圆周运动，设以链轮分度圆半径R1 近似取代节圆半径，则其圆周速度为v1=R1ω1。
（二）缺点：
在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；由于多边形效应， 链的瞬时速度、瞬时传动比和链的载荷都不均匀，不适合高速场合， 运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有 噪声；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用；制造费用较 带传动高。
按用途不同，链可分为：传动链、输送链和起重链。在一般 机械传动中，常用的是传动链。
链传动速度波动
随着β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。只有在z1=z2（即R1=R2），且传动的中心距a恰为节距p的 整数倍时（这时β和γ角的变化规律才会时时相等），传动比才能 在全部啮合过程中保持不变，即恒为1。 链传动运动不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条 形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形效应。 多边形效应将引起链的动载荷、链的振动及链的过早破坏。链传 动的多边形效应是链传动的固有属性，不可消除。
链轮轮齿的齿形应保证链节能自由地进入和退出啮合，在 啮合时应保证良好的接触，同时它的形状应尽可能地简单。 滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合，标准只规定链轮的最 大齿槽形状和最小齿槽的形状。 常用的齿廓为三圆弧一直线齿形， 由 弧aa， ab， cd和直线bc组成。
二、链轮结构与材料
（一）链轮结构
小直径链轮可采用实心式、腹板式，或将链轮与轴做成一体。 大链轮采用组合式结构 。
故瞬时传动比：
1 R 2 cos it const 2 R1 cos
主动链轮虽作等角速度回转，而链条前进的瞬时速度却周期 性地变化。与此同时，铰链销轴作上下运动的垂直分速度也在周 期性地变化，导致链沿铅垂方向产生有规律的振动。同理，每一 链节在与从动链轮轮齿啮合的过程中，链节铰链在从动链轮上的 相位角γ，亦不断地在±180°/z2的范围内变化，所以从动链轮的 角速度也是变化的。
为了使链联成封闭环状，链的两端应用联接链节联接起来，联 接链节通常有三种形式：
弹簧卡片
钢丝锁销
过渡链节
链节数为偶数时，采用连接链节，可采用开口销或弹簧夹固定。 链节数为奇数时，可采用过渡链节。过渡链节受附加弯矩， 其强度较低。 在一般情况下，最好不用奇数链节。但在重载、冲击、反向 等繁重条件下工作时，采用全部由过渡链节构成的链，柔性较 好，能缓和冲击和振动。
1
2
R11 sin v v max
1
2
当=0（在顶点位置） 链速 v 垂直分 速度 从动轮： 链速v
v vmax R11
R11 sin 0 v vmin
v R2 2 cos R11 cos
R1 1 cos v 从动链轮的 2 角速度为： R 2 cos R 2 cos
一、链传动的特点 （一）优点：
与带传动比较：结构紧凑，作用在轴上的载荷小，承载能力较 大，效率较高（一般可达96％~97％），能保持准确的平均传动比 等优点。同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作。 与齿轮传动相比：制造与安装精度要求较低，成本低廉；在远 距离传动（中心距最大可达十多米）时，其结构比齿轮传动轻便 得多。
（二）链轮材料
链轮的材料应能保证轮齿具有 足够的耐磨性和强度。小链轮轮齿 的啮合冲击也较严重，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见 表2-7-7
实心式 腹板式 组合式
第三节 链传动工作情况分析
一、链传动的运动特性分析
（一）平均链速和平均传动比
链绕在链轮上，链轮抽象成正多边形，边长为节距 p ，边数 等于链轮齿数 z 。 链轮每转一圈，转过的链长为 zp 平均链速：
二、传动链的种类
传动链主要有下列几种形式：滚子链和齿形链等。
（一）滚子链
由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子等组成。 内链板与套筒间、外链板与销轴间均为过盈配合，滚子与套筒 之间、套筒与销轴间则为间隙配合，形成动联接。
相邻两销轴轴心线间的距离称为 节距，用p表示，它是链的主要参数。 滚子链的基本参数和尺寸见表2-7-1。 把一根以上的单列链并列、用 长销轴联结起来的链称为多排链。 排数愈多，愈难使各排受力均匀， 故一般不超过 3或 4排。当载荷大而 要求排数多时，可采用两根或两根 以上的双排链或三排链。
（二）齿形链
齿形链由若干组齿形链板交错排列，用铰链相互联接而成， 链板两侧工作面为直边，夹角为60°和70°两种，靠链板工作面 和链轮轮齿的啮合来实现传动。 齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。 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 R1 1 cos
v v1 sin R1 1 sin
1 d1 cos 2
1 d1 sin 2
当
1
2

180 时，即进入、退出啮合时 Z1
链速 v 垂直分 速度
v v min R11 cos
第二节 滚子链链轮的结构和材料
一、链轮的参数和齿形
（一）链轮的参数
链轮的基本参数：配用链条的节距p，滚子的最大外径d1， 排距pt以及齿数z。 链轮的主要尺寸及计算公式见表2-7-3、表2-7-5和表2-7-6。 链轮毂孔的直径应小于其最大许用直径dkmax（表2-7-4）。
（二）链轮轮齿的齿形