第九章、链传动
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降低动载荷的措施：
(1)n1<nlim;
(2)链传动尽量放在低速级；
(3)选用小p，多 z 的链传动。
思考：链传动为什么布置在低速级?带 传动应布置在多级传动的高速级还是低 速级？为什么？
§9-4 受力分析
一、紧边拉力 F F1 Fc Ff
1、工作拉力F1
F1
1000P v
(N
)
P——kW
2、离心力Fc
与齿轮传动相比： 1）适于远距离传动。 2）成本低（制造、安装精度↓）。
2、缺点 1）只能用于平行轴间的传动，且同向转动。
2） i瞬 const ，振动、平稳性差、噪音大。
3）成本比带传动高。
三、应用 Pmax→5000kW，vmax→40m/s，imax→15，amax→8m 一般： P＜100kW， v ＜15m/s，i ＜8
3、链条进入链轮瞬间，产生冲击 附加动载荷。
冲击动能：E k
qp 3 n 2 c
可见： q↑ p↑
常数
n↑
为↓Ek→↓p，n＜nlim。
— ↑Ek
4、由于链张紧不好、链条松弛 ——在起动、制动、载荷变化等情况下——惯性冲击
∴ 链传动的运动不均匀性和动载荷是链传动的固有特性。
**链的节距越大，多边形效应越严重 **链轮转速越高，多边形效应越严重
机械设计
第九章 链传动
2012年10月12日
一、组成
§9-1 概述
链传动是以链条为中间挠性件的啮合传动。
二、优、缺点
1、优点 与带传动相比：
1） i平均
n1 n2
z2 z1
const
2）η高
无弹性滑动
3）结构紧凑（∵带传动要求α1＞120°—a↑）
4）压轴力小（啮合传动——张紧力小）。
5）可在高温、潮湿等恶劣环境下工作。
v R11 cos — 水平分速度,即链速,使
链条前进,传递功率
v R11 sin
— 垂直分速度,使链条上下 移动,消耗功率。
由： 1 1
2
2
可见1 const 时，v const
1 —— 链节距对应的中心角，1 180
2 z1
两个特殊位置：
1 2
时：v min
R11
c
d da dg dk dg
滚子链链轮轴面齿形
链轮结构： 整体式
孔板式wk.baidu.com
组合式 轮辐式（轮毂处采用了胀紧联结 ）
三、链和链轮材料（自学） 强度、耐磨性
§9-3 链传动的运动特性
一、链传动的运动不均匀性
整条链：挠性体
单个链节：刚性体
链条绕上链轮时，链节与链轮轮齿啮合，形 成正多边形一部分。链条与链轮分度圆在运动中 交替呈现相割和相切 ——多边形效应
1、不宜用于载荷变化大和急促反向的传动。 2、用于a较大，要求i平均不变，而不宜采用齿轮
或带传动场合。 自行车、摩托车
∴ 广泛应用在 挖掘机（恶劣工作条件） 其它低速重载场合
应用实例
四、链的种类 传动链—— 一般机械传动，v≤20m/s 起重链—— 提升重物，v≤0.25m/s 曳引链—— 移动重物，v=2~4m/s
Fc qv 2 (N )
q——kg/m
v——m/s
3、垂度拉力Ff——布置方式、垂度大小
Ff k f qga kf——垂度系数(p175)
os180 z1
v
m ax
R11
sin
180 z1
0 时： v max R11 v 1
vm in 0
如图：v 、v 均作周期性变化
每转一个链节为周期
v —— “忽快忽慢”
v —— “忽上忽下”
z 1↓—
1
2
↑—
运动不均匀性↑
不平稳、有规律振动。
从动轮：v R2 2 cos
2
R2
v
cos
∵ v、γ变化 ∴ω2变化
2
2
2
2
(2
2
180 ) z2
由 v R2 2 cos R11 cos
i 瞬时
1 2
R2 cos R1 cos
后果：1、i瞬时变化 2、链速不均匀
使i瞬时=const的条件：
z1=z2 紧边长度为链
i瞬时=1
节距的整数倍
二、链传动的动载荷 主要原因有四点：
3）排数zp 单排链 多排链 排数↑—承载↑
但：排数↑↑—承载不均， ∴ zp≯3-4
• 标准化
滚子链已标准化：P168 表9-1
链号
× 排数 链节数
GB1243—1997 标准编号
例： 08A—1×87 GB1243.1—83 ？
A系列、节距p=12.7mm，单排，87节
2、齿形链
带外导板
带内导板
∵ 链轮转一周，链条转过长度为zp ∴ 平均链速：v z 1pn1 z 2 pn2 m / s
601000 601000
平均传动比：i12
n1 n2
z2 z1
const
实际上：ω1=const时，ω2、v是变化的 假设：紧边在传动时总是处于水平位置
主动轮：在某一时刻，销轴的圆周速度为 R1 1
承受冲击能力比滚子链好，噪音低，平稳——“无声链”
铰链形式：
二、链轮
圆销式
轴瓦式
滚柱式
滚子链链轮齿形已标准化，设计时主要确定结构及尺寸。
常用“三圆弧一直线”。
分度圆直径：d
sin
p 180
z
“齿形按3RGB1244-85规定制造”
滚子链链轮端面齿形：三圆弧一直线
d c ba a 180˚ Z
df Lx
外链板5与销轴3
滚子链的装配过程
h
p
内链板 外链板 销轴
套筒
滚子
dτ
b2
b1
dz
• 接头形式：
偶数节：
↓冲击和振动 奇数节： 过渡链节： 产生附加弯矩,承载↓,FQ=0.8FQ ∴ 避免采用奇数链节。
连接链节： 开口销、 弹簧卡片
滚子链的接头形式：
点击播放动画
开口销
弹簧卡片 过渡链节
• 主要参数： 1）链节距p——基本参数 p↑——尺寸↑ p = 链号×25.4/16（mm） 2）链节数Lp 整数，一般为偶数。
1、由于v、ω2周期性变化
附加动载荷
链的加速度：a dv
dt
R11
sin
d
dt
R112 sin
1
2
时：amax
R112
sin
1
2
R112
s
in
180 z1
12 p
2
可见： n1↑— ω1↑ p↑ z1↓
a↑ 动载荷↑
2、链条的垂直分速度 v 周期性变化（大小、方向） 链条横向振动。
传动链
起重链
曳引链
§9-2 链传动的零件和材料
一、传动链 按结构不同，分为： 滚子链（套筒滚子链）、套筒链 、齿形链
1、滚子链和套筒链
内、外链板呈“8”字形：? 等强度，↓惯性力
外链节
• 结构：
内链节
形成铰链
自由滚动，减小摩擦，磨损
★两对间隙配合 ★两对过盈配合
滚子1与套筒2 套筒2与销轴3 内链板4与与套筒2
(1)n1<nlim;
(2)链传动尽量放在低速级；
(3)选用小p，多 z 的链传动。
思考：链传动为什么布置在低速级?带 传动应布置在多级传动的高速级还是低 速级？为什么？
§9-4 受力分析
一、紧边拉力 F F1 Fc Ff
1、工作拉力F1
F1
1000P v
(N
)
P——kW
2、离心力Fc
与齿轮传动相比： 1）适于远距离传动。 2）成本低（制造、安装精度↓）。
2、缺点 1）只能用于平行轴间的传动，且同向转动。
2） i瞬 const ，振动、平稳性差、噪音大。
3）成本比带传动高。
三、应用 Pmax→5000kW，vmax→40m/s，imax→15，amax→8m 一般： P＜100kW， v ＜15m/s，i ＜8
3、链条进入链轮瞬间，产生冲击 附加动载荷。
冲击动能：E k
qp 3 n 2 c
可见： q↑ p↑
常数
n↑
为↓Ek→↓p，n＜nlim。
— ↑Ek
4、由于链张紧不好、链条松弛 ——在起动、制动、载荷变化等情况下——惯性冲击
∴ 链传动的运动不均匀性和动载荷是链传动的固有特性。
**链的节距越大，多边形效应越严重 **链轮转速越高，多边形效应越严重
机械设计
第九章 链传动
2012年10月12日
一、组成
§9-1 概述
链传动是以链条为中间挠性件的啮合传动。
二、优、缺点
1、优点 与带传动相比：
1） i平均
n1 n2
z2 z1
const
2）η高
无弹性滑动
3）结构紧凑（∵带传动要求α1＞120°—a↑）
4）压轴力小（啮合传动——张紧力小）。
5）可在高温、潮湿等恶劣环境下工作。
v R11 cos — 水平分速度,即链速,使
链条前进,传递功率
v R11 sin
— 垂直分速度,使链条上下 移动,消耗功率。
由： 1 1
2
2
可见1 const 时，v const
1 —— 链节距对应的中心角，1 180
2 z1
两个特殊位置：
1 2
时：v min
R11
c
d da dg dk dg
滚子链链轮轴面齿形
链轮结构： 整体式
孔板式wk.baidu.com
组合式 轮辐式（轮毂处采用了胀紧联结 ）
三、链和链轮材料（自学） 强度、耐磨性
§9-3 链传动的运动特性
一、链传动的运动不均匀性
整条链：挠性体
单个链节：刚性体
链条绕上链轮时，链节与链轮轮齿啮合，形 成正多边形一部分。链条与链轮分度圆在运动中 交替呈现相割和相切 ——多边形效应
1、不宜用于载荷变化大和急促反向的传动。 2、用于a较大，要求i平均不变，而不宜采用齿轮
或带传动场合。 自行车、摩托车
∴ 广泛应用在 挖掘机（恶劣工作条件） 其它低速重载场合
应用实例
四、链的种类 传动链—— 一般机械传动，v≤20m/s 起重链—— 提升重物，v≤0.25m/s 曳引链—— 移动重物，v=2~4m/s
Fc qv 2 (N )
q——kg/m
v——m/s
3、垂度拉力Ff——布置方式、垂度大小
Ff k f qga kf——垂度系数(p175)
os180 z1
v
m ax
R11
sin
180 z1
0 时： v max R11 v 1
vm in 0
如图：v 、v 均作周期性变化
每转一个链节为周期
v —— “忽快忽慢”
v —— “忽上忽下”
z 1↓—
1
2
↑—
运动不均匀性↑
不平稳、有规律振动。
从动轮：v R2 2 cos
2
R2
v
cos
∵ v、γ变化 ∴ω2变化
2
2
2
2
(2
2
180 ) z2
由 v R2 2 cos R11 cos
i 瞬时
1 2
R2 cos R1 cos
后果：1、i瞬时变化 2、链速不均匀
使i瞬时=const的条件：
z1=z2 紧边长度为链
i瞬时=1
节距的整数倍
二、链传动的动载荷 主要原因有四点：
3）排数zp 单排链 多排链 排数↑—承载↑
但：排数↑↑—承载不均， ∴ zp≯3-4
• 标准化
滚子链已标准化：P168 表9-1
链号
× 排数 链节数
GB1243—1997 标准编号
例： 08A—1×87 GB1243.1—83 ？
A系列、节距p=12.7mm，单排，87节
2、齿形链
带外导板
带内导板
∵ 链轮转一周，链条转过长度为zp ∴ 平均链速：v z 1pn1 z 2 pn2 m / s
601000 601000
平均传动比：i12
n1 n2
z2 z1
const
实际上：ω1=const时，ω2、v是变化的 假设：紧边在传动时总是处于水平位置
主动轮：在某一时刻，销轴的圆周速度为 R1 1
承受冲击能力比滚子链好，噪音低，平稳——“无声链”
铰链形式：
二、链轮
圆销式
轴瓦式
滚柱式
滚子链链轮齿形已标准化，设计时主要确定结构及尺寸。
常用“三圆弧一直线”。
分度圆直径：d
sin
p 180
z
“齿形按3RGB1244-85规定制造”
滚子链链轮端面齿形：三圆弧一直线
d c ba a 180˚ Z
df Lx
外链板5与销轴3
滚子链的装配过程
h
p
内链板 外链板 销轴
套筒
滚子
dτ
b2
b1
dz
• 接头形式：
偶数节：
↓冲击和振动 奇数节： 过渡链节： 产生附加弯矩,承载↓,FQ=0.8FQ ∴ 避免采用奇数链节。
连接链节： 开口销、 弹簧卡片
滚子链的接头形式：
点击播放动画
开口销
弹簧卡片 过渡链节
• 主要参数： 1）链节距p——基本参数 p↑——尺寸↑ p = 链号×25.4/16（mm） 2）链节数Lp 整数，一般为偶数。
1、由于v、ω2周期性变化
附加动载荷
链的加速度：a dv
dt
R11
sin
d
dt
R112 sin
1
2
时：amax
R112
sin
1
2
R112
s
in
180 z1
12 p
2
可见： n1↑— ω1↑ p↑ z1↓
a↑ 动载荷↑
2、链条的垂直分速度 v 周期性变化（大小、方向） 链条横向振动。
传动链
起重链
曳引链
§9-2 链传动的零件和材料
一、传动链 按结构不同，分为： 滚子链（套筒滚子链）、套筒链 、齿形链
1、滚子链和套筒链
内、外链板呈“8”字形：? 等强度，↓惯性力
外链节
• 结构：
内链节
形成铰链
自由滚动，减小摩擦，磨损
★两对间隙配合 ★两对过盈配合
滚子1与套筒2 套筒2与销轴3 内链板4与与套筒2