第九章链传动
第九章 链传动
滚子链传动的设计计算 四、滚子链传动的设计计算 1、已知条件：链传动工作条件，传动位置与总体尺寸限制； 所传递功率P，主动链轮转速n1，从动链轮转速n2或传动比i。
2、设计内容：确定链条型号、链节数Lp和排数，链轮齿数z1和z2，
链轮的结构、材料、几何尺寸，链轮的中心距a，压轴力Fp，润滑 方式及张紧装置等 3、设计步骤和方法： （1）计算当量的单排链的计算功率Pca KA：工况系数，表9-6 KZ：主动链轮系数，图9-13 KP：多排链系数，双排链：KP=1.75；三排链：Kp=2.5;
§11-3 滚子链传动的设计计算1 §9-5 滚子链传动的设计计算 失效图片 一、滚子链传动的失效形式
1）链板疲劳断裂 场合：正常润滑和中速条件下的主要失效形式 疲劳破坏是限定链传动能力的主要因素。 2）铰链的磨损
p + Δp p
结果：链节距增大，链条总长度增加，链的松边垂度增大，从而
增大了传动的不平稳性，易引起跳齿。
第九章 链传动
本章学习要求： 1、了解链传动的工作原理、特点和应用 2、了解滚子链的标准、规格及链轮结构的特点 3、理解滚子链运动特性的多边形效应和受力分析 4、掌握滚子链传动的设计计算方法
5、了解链传动的布置、张紧和润滑
§9-1 概 述 链传动属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮轮齿与链节的啮 合传递运动和动力。 一、链传动的特点和应用 优点： 1）平均传动比准确； 2）安装精度要求较低，成本低； 3）适用于中心距较大的传动。 4）效率较高， 压轴力小； 缺点： 1）瞬时传动比不恒定，瞬时链速不恒定； 2）传动的平稳性差，有噪音。 3）只能用于两平行轴的运动传递。 链传动主要用在转速不高，两轴中心距较大，要求平均传动比准 确的场合。
K A KZ Pca P Kp
链传动的特点和类型
第一节 链传动的特点和类型
一、链传动的类型 组成 ：链传动由主动链轮1、从动链轮2和绕在链轮上并与链 轮啮合的链条3组成
按工作特性分：起重链，牵引链，传动链 传动链接形式分：套筒链；滚子链；齿形链；成型链
起重链
牵引链
传动链 用于一般机械中传递运动和动力，通常工作 速度v≤15m/s。传动链有齿形链和滚子链两种。
对于低速链传动，其主要失效形式为过载拉断，故应按
静强度计算，校核其静强度安全系数s即：
S FQm 4 ~ 8 K AFt
第五节 链传动的布置、张紧和润滑 一、链传动的布置
二、链传动的张紧
三、链传动的润滑
良好的润滑能减小链传动的摩擦和磨损，能缓和 冲击、帮助散热，是链传动正常工作的必要条件
第二节 滚子链和链轮 一、滚子链的结构和规格
滚子链组成 内链板1 套筒2 销轴3 外链板4 滚子5
滚子链有单排、双排、多排。 排数一般不超过三排或四 排，以免由于制造和安装误差的影响使各排链受载不均。
滚子链接头形式 ： 链条的长度用链节数表示，一般选用偶数链节，
这样链的接头处可采用开口销或弹簧卡片来固定。
(1)选择链轮的齿数z1、z2 (2)初定中心距a0 (3)确定链节距p (4)校核链速v，确定润滑方式 (5)确定链条节数Lp （6）计算实际中心距a (7)计算轴压力FQ (8)计算链轮端面和轴面尺寸，绘制链轮工作图
s FQm K A Ft
2.低速链传动（v<0.6mm）的静强度计算
二、传动的特点
链传动兼有带传动和齿轮传动的特点： (1)和带传动相比。链传动能保持平均传动比不变； 传动效率高；张紧力小，因此作用在轴上的压力较小； 能在低速重载和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工 作； (2)和齿轮传动相比。链传动可用于中心距较大的场 合且制造精度较低； (3)只能传递平行轴之间的同向运动，不能保持恒定 的瞬时传动比，运动平稳性差，工作时有噪声。
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
φ1
可见： 可见： ♦
n1 ↑— ω1 ↑ p↑ z1 ↓ a↑ 动载荷↑ 动载荷↑
机械设计
第九章 链传动
2）链条的垂直分速度 v ′ 周期性变化（大小、方向） 链条的垂直分速度 周期性变化（大小、方向） 链条横向振动。 链条横向振动。 3）链条进入链轮瞬间，产生冲击 链条进入链轮瞬间， 链条进入链轮瞬间
机械设计
第九章 链传动
链传动可广泛应用于工况较为恶劣、 链传动可广泛应用于工况较为恶劣、传动比精度要求不是 很高的农业、矿业、冶金、起重、运输、石油、化工、 很高的农业、矿业、冶金、起重、运输、石油、化工、森工和 环卫机械中。 环卫机械中。 一般： 100kW， 15m/s， 一般： P＜100kW， v ＜15m/s，i ＜8 不宜用于载荷变化大和急促反向的传动。 不宜用于载荷变化大和急促反向的传动。 用于中心距较大，要求平均传动比不变， 用于中心距较大，要求平均传动比不变， 而不宜采用齿轮或带传动场合。 而不宜采用齿轮或带传动场合。 自行车、摩托车 应用在 挖掘机（恶劣工作条件） 其它低速重载场合
≯3zp≯3-4
机械设计
第九章 链传动
× GB1243.1—1983 链节数 标准编号
滚子链已标准化：P167表9-1 滚子链已标准化 标准化：
名称 链号 排数
08A—1 例：滚子链 08A 1×88
GB2431—1983 GB2431 1983
A系列、节距p=12.7mm，单排，88节 系列、节距p=12.7mm，单排，88节 p=12.7mm
第九章 链传动
v 如图： v 如图： 、 ′ 均作周期性变化
转一个链节为周期 每转一个链节为周期
v —— “忽快忽慢 忽快忽慢” 忽快忽慢
机械设计基础 第2版 第9章 链传动
1.优点 1)能保证准确的平均传动比。 2)传动功率大。 3)传动效率高，一般可达0.95~0.98。 4)可用于两轴中心距较大的场合。 5)能在低速、重载、高温和有腐蚀等恶劣条件下工作。 6)作用在轴和轴承上的力小。
《机械设计基础》 第2版
第9章 链传动
四、链传动的应用特点
2.缺点 1)由于链节的多边形运动，瞬时传动比是变化的，瞬时链 速度不是常数，传动中会产生动载荷和冲击，因此不宜用 于要求精密传动的机械。 2)链条的铰链磨损后，使链条节距变大，传动中链条容易 脱落。 3)工作时有噪声。 4)对安装和维护要求较高。 5)无过载保护作用。
《机械设计基础》 第2版
第9章 链传动
二、链传动的张紧
常用的张紧方法有：移动链轮以增大两轮的中心距。但中心 距不可调时，也可以采用张紧轮张紧，张紧轮应装在靠近主动链 轮的松边上。不论是带齿的还是不带齿的张紧轮，其分度圆直径 最好与》 第2版
《机械设计基础》 第2版
第9章 链传动 一、链传动的布置原则
1.两链轮的回转平面应在同一垂直平面内，否则易使链条脱 落和产生不正常的磨损。
2.两链轮中心连线最好是水平的，或者与水平面成60°以下 的倾角。
3.尽量避免垂直布置，以免与下方链轮啮合不良或脱离啮合； 必须成垂直布置时，应采取中心距可调、设张紧装置或上、下两 轮偏置等措施。
一、滚子链
1．滚子链的标 记 滚子链是标准件，其标记为：链号一排数一链节数
标准编号
标记示例 ：
《机械设计基础》 第2版
二、齿形链
第9章 链传动
齿形链又称无声链，也属于传动链中的一种形式。它由一组带有 齿的内、外链板左右交错排列，用铰链连接而成，如图9-7所示。与 滚子链相比，其传动平稳性好、传动速度快、噪声较小、承受冲击 性能较好，但结构复杂、装拆困难、质量较大、易磨损、成本较高。
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 ）。
链传动
第九章 链传动 3. 链轮
为了保证链条平稳、顺利地进入和退出啮合，并使链 条受力均匀，不易脱链。链轮的齿形应简单且易于加工。 图 7-20 所示为国家标准 (GB1244-85 附录 D) 规定的滚 子链链轮端面齿形，由aa、ab和cd三段圆弧和一段直线bc 构成，简称“三圆弧一直线”齿形。这种齿形可用标准 刀具以范成法加工， 其断面齿形无需在工作图上画出， 只需注明“齿形按 3R GB1244-85 制造”即可。这种齿 形具有接触应力小，磨损轻，冲击小， 齿顶较高不易跳 齿和脱链。
2 2 p z1 z2 z1 z2 z2 z1 a Lp Lp 8 4 2 2 2
一般情况下，a和a0相差很小，亦可由下式近似计算
a a0
Lp Lp 0 2
p
PC＜[ P ]
第九章 链传动 表9.4 工作情况系数
第九章 链传动 式中： P—— KA——工况系数， 见表9.4； Kz——小链轮齿数系数，见表9.5；
Kp——多排链系数，见表9.8。
第九章 链传动 2、低速链传动(v≤0.6m/s) 对于低速链传动主要失效形式是链条的过载拉断，因 此应进行静强度计算。校核其静强度安全系数S
z1 pn1 z2 pn2 v m/s 60 1000 60 1000
故平均传动比
n1 z2 i n2 z1
第九章 链传动 2 瞬时链速
图9-9 链传动的速度分析
第九章 链传动
9.4 滚子链传动的设计计算
9.4.1 链传动的主要失效形式 链轮和链条相比，链轮的强度高，使用寿命较长，所以链 传动的失效，主要是链条的失效，其主要失效形式是： (1) 链条疲劳破坏。 链条各元件在变应力作用下，经过一定 循环次数，链板发生疲劳断裂，滚子、套筒表面出现疲劳点蚀
链传动
（3）链轮的 材料
链轮的几何参数和尺寸
链轮的几何参数和尺寸(续)
（4）链轮的结构
链轮的结构如图9.7所示, 小直径链轮可做成整体式 (见图8(a))； 中等直径链轮多用孔板式(见图(b))； 大直径
链轮可制成组合式(见图(c)、(d)), 此时齿圈与轮心可用不
同材料制造。
（a）
（b）
一、链传动的失效形式
1. 链的疲劳破坏
在链传动中, 由于松边和紧边 的拉力不同, 使得链条所受的拉力 是变应力, 当应力达到一定数值, 且 经过一定的循环次数后, 链板、 滚 子、 套筒等组件会发生疲劳破坏。 这种疲劳破坏是闭式链传动的主要 失效形式。
链板疲劳断裂
2.铰链磨损
链节在绕上链轮时，销轴与套筒之间产生相对滑动， 在不能保证充分润滑的条件下，将引起铰链的磨损。磨 损导致链轮节距增加，链与链轮的啮合点外移，最终将 产生跳齿或脱链而使传动失效。铰链磨损是开式链传动 的主要失效形式。 3.滚子和套筒的冲击疲劳破坏 由于链传动的特点，链条工作滚子、套筒和销轴受到较 大的冲击载荷，经过一定次数的冲击，最后产生冲击断裂。 它的应力总循环次数一般在104 以内，它的载荷一般较疲劳 破坏允许的载荷要大，但比一次冲击破坏载荷要小。
方法： 调整中心距； 取掉一两个链节； 用张紧轮（紧压松边靠近小链轮）
链传动的张紧装置
二、链传动的润滑
链传动的良好润滑能缓和冲击、 减小摩擦、 减轻 磨损； 不良的润滑会降低链的使用寿命。 链传动的润滑方式可根据图9.11选取。 具体润滑装 置见图9.12。 润滑时应设法在链活动关节的缝隙中注入 润滑油, 并均匀地分布在链宽上。 常用的润滑油有 LAN32、 L-AN46、 L-AN68、 L-AN100等。
第九章 链传动
链传动的平均传动比
链节与链轮相啮合，可看成是
链条绕在正多边形的链轮上
每分钟小轮上链条转过的长度
z1 pn1
每分钟大轮上链条转过的长度 z 2 pn2
z1 pn1 z 2 pn2 (m / s) 链的平均速度 v 60 1000 60 1000
传动比 i
z 2 i z1 120 (防脱链)
齿数 z 1
(2) 确定计算功率 Pca=KA×P
(3) 选择链条型号、确定链节距和排数
由
n1
P0
其中 P0 链号(节距)，
K AP KZ KL KP
尽量选用小节距
高速重载宜用小节距、多排数 低速重载宜用大节距、较少排数
(4) 确定中心距和链节数 初定中心距 a0 (5) 计算压轴力
p d sin(1构 和 材 料
链轮主要尺寸
整体式链轮 孔板式链轮
组合式链轮
表 9-3
二、链轮齿形
• 三圆弧一直线齿形 • 表9-5 • 轴向齿廓 P169 表9-6
三、链轮材料及热处理
P170 表 9-7
§9—4
链传动的运动特性
一 、链传动的运动不均匀性
平均传动比
i n1 z 2 n2 z1
链传动运动的不均匀性
分析主动轮链条销轴轴心A的速度 d v 1 1 cos 水平分速度 2 d1
v1
2
1
垂直分速度
变化范围：
1
2
~
1
2
d1 v 1 sin 2
'
3600 (1 ) z1
每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度 周期性由小－大－小
第9章链传动
潘存云教授研制
潘存云教授研制
链轮的结构
实心式----小直径 孔板式----中等直径 组合式----大直径，齿圈可更换。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
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
50~60HRC
160~200HBS 40~50HRC 50~60HRC 40~50HRC
Z<25，有冲击载荷的主从动轮 在正常工作条件下，齿数 Z>25 的链轮 无剧烈振动及冲击的链轮 有动载荷及传递角大功率的重 要链轮Z<25 使用优质链条、重要的链轮
当于一对多边形轮之间的传动。
ν βA
B
链条的平均线速度：
潘存云教授研制
v z1 pn1 z1 z2 pn2
m/s
60 10060 60 1000
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
b
gg
便于进入或退出啮合
b
B3 B2
(h)
直线
r4
潘存云教授研制
r5
r5
pt
pt
单排链轮
多排链轮
轴面齿形
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。
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
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。
第九章 链传动
min
180° 180° = R1ω1 cos ; v y max = R1ω1 sin z1 z1
φ1 =
β = 0 ⇒ vx max = R1ω1 ; v y min = 0
360° z1
• 分析从动轮上的链速
γ
Vy 2
Vx 2
β
−
vx 2 = R2ω2 cos γ
∵ v x1 = v x 2 ∴ R1ω1 cos β = R2ω2 cos γ 则：ω2 = ω1 is = R1 cos β R2 cos γ
应用： 四、 应用：用在要求传动可靠，两轴相距较远，低速重
载及恶劣工作条件下
五、分类：按用途分有：传动链运输链，起重链； 分类：
传动链又可分为滚子链与齿形链等 P<10Kw ; v<15m/s ; imax =8
起重链
运输链
传动链
传动链
套筒滚子链
双排套筒滚子链
齿形链
齿形链传动
多排套筒滚子链
9.2 传动链结构特点
2. 滚子链的额定功率曲线 滚子链的额定功率曲线（图9-13） 实验条件： • 两轮共面，安装在水平轴上； • 小轮齿数z1=19; • 链长Lp=100节； • 平稳载荷； • 按推荐方式润滑（图9-14）； • 工作寿命15000小时； • 因磨损，链条相对伸长量不超过3%
若设计条件不符，引入相应的修正系数，它们是 若设计条件不符，引入相应的修正系数，它们是：
2. 磨损：销、轴、套筒间——开式、润滑不良 磨损： 3. 胶合：高速——限链速 胶合： 4. 静强度破坏：低速（v<0.6m/s）重载 静强度破坏： 5. 其它：跳齿，掉链，开口销或卡簧剪断 其它：
二、额定功率
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第九章 链传动第一节 链传动的特点和类型一、链传动的类型链传动是以链条为中间传动件的啮合传动。
如图9-1所示链传动由主动链轮1、从动链轮2和绕在链轮上并与链轮啮合的链条3组成。
按照用途不同，链可分为起重链、牵引链和传动链三大类。
起重链主要用于起重机械中提起重物，其工作速度v ≤0.25m/s ；牵引链主要用于链式输送机中移动重物，其工作速度v ≤4m/s ；传动链用于一般机械中传递运动和动力，通常工作速度v ≤15m/s 。
传动链有齿形链和滚子链两种。
齿形链是利用特定齿形的链片和链轮相啮合来实现传动的，如图9-2所示。
齿形链传动平稳，噪声很小，故又称无声链传动。
齿形链允许的工作速度可达40m/s ，但制造成本高，重量大，故多用于高速或运动精度要求较高的场合。
本章重点讨论应用最广泛的套筒滚子链传动。
二、链传动的特点(1)和带传动相比。
链传动能保持平均传动比不变；传动效率高；张紧力小，因此作用在轴上的压力较小；能在低速重载和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工作。
(2)和齿轮传动相比。
链传动可用于中心距较大的场合且制造精度较低。
(3)只能传递平行轴之间的同向运动，不能保持恒定的瞬时传动比，运动平稳性差，工作时有噪声。
通常链传动传递的功率P ≤100KW ，中心距a ≤5～6m,传动比i ≤8,线速度v ≤15m/s,广泛应用于农业机械、建筑工程机械、轻纺机械、石油机械等各种机械传动中。
第二节 滚子链和链轮一、滚子链的结构和规格滚子链由内链板1、套筒2、销轴3、外链板4和滚子5组成，如图9-3所示。
内链板和套筒、外链板和销轴用过盈配合固定，构成内链节和外链节。
销轴和套筒之间为间 隙配合，构成铰链，将若干内外链节依次铰接形成链条。
滚子松套在套筒上可自由转动，链轮轮齿与滚子之间的摩擦主要是滚动摩擦。
链条上相邻两销轴中心的距离称为节距,图9-2齿形链图9-1 链传动用p表示，节距是链传动的重要参数。
节距p越大，链的各部分尺寸和重量也越大,承载能力越高，且在链轮齿数一定时，链轮尺寸和重量随之增大。
因此，设计时在保证承载能力的前提下，应尽量采取较小的节距。
载荷较大时可选用双排链（图9-4）或多排链，但排数一般不超过三排或四排，以免由于制造和安装误差的影响使各排链受载不均。
链条的长度用链节数表示，一般选用偶数链节，这样链的接头处可采用开口销或弹簧卡片来固定，如图9-5a、b）所示，前者用于大节距链，后者用于小节距链。
当链节为奇数时，需采用过渡链节如图9-5c）所示。
由于过渡链节的链板受附加弯矩的作用，一般应避免采用。
GB/T1243-97规定滚子链分为A、B系列，其中A系列较为常用，其主要参数如表9-1所示。
表中链号和相应的国际标准号一致，链号乘以25.4/16mm即为节距值。
a) b) c)图9-5 滚子链接头形式表9-1 A系列滚子链的基本参数和尺寸(GB/T1243-97)链号节距p(mm)排距P t(mm)滚子外径d1(mm)内链节内宽b1(mm)销轴直径d2(mm)内链板高度h2(mm)单排极限拉伸载荷F Q（KN）单排每米质量q(kg/m)08A 12.70 14.38 7.92 7.85 3.98 12.07 13.8 0.60 10A 15.875 18.11 10.16 9.40 5.09 15.09 21.8 1.00 12A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.96 18.08 31.1 1.50 16A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.94 24.13 55.6 2.60 20A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.54 30.18 86.7 3.80 24A 38.10 45.44 22.23 25.22 11.11 36.20 124.6 5.60 28A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.71 42.24 169.0 7.50 32A 50.80 58.55 28.58 31.55 14.29 48.26 222.4 10.10 40A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.85 60.33 347.0 16.10 48A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.81 72.39 500.4 22.60 图9-3滚子链图9-4 双排滚子链滚子链的标记为：链号—排数—链节数 标准号。
例如：16A —1—82 GB/T1243—97表示：A 系列滚子链、节距为25.4mm 、单排、链节数为82、制造标准GB/T1243—97。
二、滚子链链轮1.链轮的基本参数及主要尺寸链轮的基本参数为：链轮的齿数z 、配用链条的节距p 、滚子外径d 1及排距p t 。
链轮的主要尺寸及计算公式如表9-2所示。
表9-2 滚子链链轮主要尺寸 （mm ）名 称 代 号计 算 公 式备 注分度圆直径dzp d ︒=180sin/齿顶圆直径a d1max a 25.1d p d d -+=1mina )6.11(d p z d d --+=可在d a max 、d a min 范围内任意选取，但选用d a max 时，应考虑采用展成法加工时有发生顶切的可能性。
分度圆弦齿高a h 1max a 5.0)8.0625.0(d p zh -+= )(5.01mina d p h -=h a 是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助尺寸（见表9-3）h amax 相应于d a max h a min 相应于d a min齿根圆直径 fdd f = d －d 1齿侧凸缘（或排间槽）直径g d76.004.1180cot2--︒≤h zp d g h 2—内链板高度（见表9-1）注：d a 、d g 值取整数，其他尺寸精确到0.01mm .2.链轮的齿形链轮的齿形应能保证链节平稳而自由地进入和退出啮合，不易脱链，且形状简单便于加工。
GB/T1243-97规定了滚子链链轮的端面齿形（表9-3）和轴面齿形（表9-4），由于滚子表面齿廓与链轮齿廓为非共轭齿廓，故链轮齿形设计有较大的灵活性，即在最大、最小范围内均可使用。
若链轮采用标准齿形，在链轮工作图上可不绘制出端面齿形，只须注明按GB/T1243-97制造即可。
但为了车削毛坯，需将轴面齿形画出。
3.链轮的结构和材料链轮的结构如图9- 6所示。
直径小的链轮常制成实心式（图a ）;中等直径的链轮常制成辐板式（图b ）；大直径（ d >200mm ）的链轮常制成组合式，可将齿圈焊接在轮毂上（图d ）或采用螺栓联接（图c ）。
表9-3 滚子链链轮的齿槽尺寸计算公式名 称 单 位 计 算 公 式最 大 齿 槽 形 状最 小 齿 槽 形 状齿面圆弧半径r e mm )180(008.021min +=z d r e)2(12.01max +=z d r e齿沟圆弧半径r imm 311max 069.0505.0d d r i ⨯+=1d .r i 5050min =齿沟角α(°)z90120min-=α z90140max-=α 注：链轮的实际齿槽形状，应在最大齿槽形状和最小齿槽形状范围内表9-4滚子链链轮轴向齿廓尺寸名 称 代 号计 算 公 式备 注p ≤12.7p >12..7 齿 宽单排双排、三排 四排以上 b f1 0.93 b 1 0.91 b 1 0.88 b 1 0.95 b 1 0.93 b 1 0.93 b 1 P >12.7时，经制造厂同意亦可使用P ≤12.7时的齿宽。
b 1—内链节内宽（见表9-1）倒 角 宽 倒 角 半 径 倒 角 深 圆 角 半 径 链 轮 齿 总 宽 b a r x h r a b fmb a = (0.1～0.15) p r x ≥ p h = 0.5 p r a ≈ 0.04 pb fm = ( m － 1) p t + b f1 m —排数仅适用于B 型合次数比大链轮轮齿的啮合次数多，受冲击也比较大，因此所用材料应优于大链轮。
链轮所用材料及热处理工艺见表9-5。
表9-5 链轮材料及热处理材 料 热 处 理 齿 面 硬 度 应 用 范 围 15、20 渗碳淬火、回火 50～60HRC z ≤25有冲击载荷的链轮 35 正 火 160～200HBS z >25的主、从动链轮 45、50 45Mn 、ZG310-570 淬火、回火 40～50HRC无剧烈冲击振动和要求耐磨的主、从动链轮 15Cr 、20Cr 渗碳淬火、回火 55～60HRC z < 30传递较大功率的重要链轮 40Cr 、35SiMn 、35CrMo 淬火、回火 40～50HRC 要求强度较高又要求耐磨的重要链轮Q235-A 、Q275 焊接后退火 140HBS 中低速、功率不大的较大链轮灰铸铁（不低于HT200） 淬火、回火 260～280HBSz >50的从动链轮及外形复杂或强度要求一般的链轮夹布胶木P < 6KW, 速度较高，要求传动平稳和噪声小的链轮第三节 链传动的传动比及运动的不均匀性链传动的运动情况和绕在多边形轮子上的带很相似，如图9-7所示。
多边形边长相当于链节距p,边数相当于链轮的齿数z 。
链轮每转过一周，链条转过的长度为p z ，当两链轮的转速分别为n 1和n 2时，链条的平均速度为：1000601000602211⨯=⨯=pnz pn z v （m/s ） (9-1)由上式得链传动的平均传动比为：122112z z n n i ==(9-2) 虽然链传动的平均速度和平均传动比不变，但它们的瞬时值却是周期性变化的。
为便于分析，设链的紧边（主动边）在传动时总处于水平位置，图9-7a ）中铰链已进入啮合。
主动轮以角速度ω1回转，其圆周速度v 1=r 1ω1，将其分解为沿链条前进方向的分速度v 和垂直方向的分速度v '则：11111cos cos βωβr v v == (9-3) 11111sin sin βωβr v v ==' (9-4)式中：β1为主动轮上铰链A 的圆周速度方向与链条前进方向的夹角。
当链节依次进入啮合时β1角在±180°/z 1范围内变动，从而引起链速v 相应作周期性a) b) c) d)图9-6 链轮的结构变化。
当β1=±180°/ z 1时图9-7b 、d ）链速最小，)180cos(111min z r vω=;当β1=0°时（图9-7C ）链速最大，v max =r 1ω1。
故即使ω1为常数，链轮每送走一个链节，其链速v 也经历“最小-最大-最小”的周期性变化。
同理链条在垂直方向的速度v '也作周期性变化，使链条上下抖动。