第九章链传动black
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三、分类 • 按用途分:链可分为传动链、 输送链、起重链 • 传动链有滚子链和齿形链两大类。
§9-2 传动链的结构特点
一、滚子链 1、结构
过
外链板
盈
内链板
配
销轴 套筒
合
滚子
间隙配合
2、形状
3、排数 滚子链分单排链、双排链和多排链 排数越多，承载能力越高，但不宜过多，为什么？
双排链
4、接头形式 链节数为奇数时
2）悬垂拉力 3）链的紧边拉力和松边拉力
1 链速
v z1n1 p 0.54 m s 60 1000
离心力 Fc qv2 0.19 N
2 水平布置时，垂度系数K f 6
悬垂拉力
(3) 圆周力 紧边拉力 松边拉力
Ff K f qa102 198 N
1000P Fe v 2778 N F1 Fe Ff 2976 N F2 Ff 198 N
开口销 链节数为奇数时，
使用过渡链节
弹簧卡片 过渡链节
5、基本参数（表9-1）
节距P：链上相邻两铰链中心之间的距离
排距Pt 滚子外径d1 销轴直径d2 内链节内宽b1 内链板高度h2
6、滚子链的标记 链号 - 排数 - 整链链节数 标准编号 注：节距 = 链号 25.4 16 如：08A-1 – 88 GB/T 1234-1997 表示节距是12.7mm，A系列，单排，88节的滚子链
Fd 2
J R2
d 2 dt
（3）垂直速度的变化，产生动载荷 （4）链节啮入链轮轮齿瞬间，由于作直线运动和链 轮轮齿作圆周运动之间产生相对速度而造成冲击和附 加动载荷
三、链传动的受力分析—链是受变载荷的
张紧的目的：使松边不致过松，避免链条啮合时， 产生振动、跳齿或脱链现象。
紧边拉力： F1 Fe Fc Ff
图9
13
K
：
p
多
排
链
系
数
3)确定链条型号和节距
由Pca和n1，由图9-11得后，由表9-1确定链条节距p
4)计算链节数和中心距
初选中心距 a0 (30 50) p
链节数
Lp0
2a0 p
z1
2
z2
( z2 z1 )2 2
p a0
圆整为偶数
最大中心距 a f1 p 2Lp (z1 z2 )
有效圆周力：
Fe
1000P v
离心拉力: Fc qv2
Ff：由链条松边垂度引起的悬垂拉力
松边拉力： F2 Fc Ff
注：给链条施加一定的张紧力，其目的与带传动不 同，张紧力的大小不决定链传动的工作能力。而是 为了控制松边的下垂度。
F '' f
F'f
F ' f K f qa 102 F'' f (K f sin)qa102
一、链传动的布置 （1）两链轮必须位于铅垂面内，且共面，
（2）两轮中心线最好在水平面内，如需倾斜， 45
避免垂直布置
（3）紧边在上，松边在下。
二、链传动的张紧
防止松边垂度过大
三、链传动的润滑 见表9-9
四、链传动的防护 加防护罩
vB R22 vx cos R11 cos cos
i 1 R2 cos 2 R1 cos
vx vA cos R11 cos
在( 1 1 )内变化,
2
2
主 动 链 轮 上 一 个 链 节 所对 的 中 心 角 ，1
360 Z1
1 2
0
源自文库
180 vx vxmin R11 cos 1Z810 v y v ymax R11 sin Z1 v x v xmax R11
松边
主动轮 紧边
§9-1 链传动的特点及应用
一、特点：
• 与带传动比： 平均传动比是常数 效率达98% 压轴力小 结构紧凑 恶劣环境下可工作
• 与齿轮传动比：成本低 可远距离传动
• 缺点： 必须两轴平行 瞬时传动比不是常数 易磨损出现跳齿 进入啮合、退出啮合时有噪声
二、应用
链传动主要应用在要求工作可靠、两轴相距较 远，低速重载，工作环境恶劣不适合齿轮传动的场 合。
三、链传动的参数选择
1、链轮齿数Z1、Z2
齿数常取奇数， 一般z1大于17，对于高速或受冲击载荷的情况z1大于25，
z2小于等于114，
齿数系列：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114
• 齿数少，可减小外廓尺寸，但齿数过少，会导致： （1）传动的不均匀性和动载荷增大 （2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使 铰链的磨损加剧 （3）链传递的圆周力增大，加速了链条和链轮的磨损。
链条型号，链节数，排数，链轮齿数，链轮结 构，链传动的中心距，压轴力，润滑方式，张 紧装置等。
2、设计步骤和方法 1)选择链轮齿数Z1、Z2和确定传动比i(= Z2/Z1)
(17~114） 2)确定当量的单排链的计算功率Pca
Pca
KAKz KP
P
K
：
A
工
况
系
数
，见
表9
6
K
：
z
小
链
轮
齿
数
系
数, 见
外导板齿形链：没有导向槽，结构简单，导向性差， 链轮宽度较小时，采用外导板齿形链。
• 与滚子链比，齿形链传动平稳，无噪音，承受冲击 载荷性能好，工作可靠。适应于高速传动，传动比 大及中心距小的场合。
• 但结构复杂，价格高，制造较难，多用于高速或运 动精度要求较高的传动中。
§9-3 滚子链轮的结构和材料
4、链的节距p和排数
节距p越大，承载能力越高，但总体尺寸越大， 多边形效应显著，振动、冲击和噪声严重。
小节距单排链可使结构紧凑并延长寿命； 小节距多排链适于高速大功率；
从经济上考虑： 中心距小，传动比大时，选小节距多排链； 中心距大，传动比小时，选大节距单排链。
四、滚子链传动的设计计算
1、已知条件和设计内容 链传递的功率，传动比，链速，链传动的工作 条件，传动的位置和尺寸限制等。
一、链轮的齿形
端面齿形：已标准化，“三圆弧一直线”最常用， 在链轮图中不必绘出端面齿形。
轴面齿形：必须绘出
二、基本参数及主要尺寸
• 链轮的基本参数是： 配用链条的节距p
滚子的最大外径d1 排距pt 齿数z
p d1
ha
主要尺寸和计 算公式见表9-3 和9-4
d df
360
da
z
分度圆直径：d
p sin(180
越小， 的变化范围越大，链速的变化就越大。
同时，由于存在垂直分速度也在周期性变化， 导致链沿垂直方向产生有规律的振动。
二、链传动的动载荷
（1）链条前进的加速度引起的动载荷
Fd1 ma c
ac
dvx dt
R1
2 1
sin
ac max
R112
sin
180 Z1
12P 2
（2）从动轮角加速度引起的动载荷
中心距计算系数：表9-7
5)计算链速v,确定润滑方式
v平
z1 pn1 60 1000
z2 pn2 60 1000
由图9-14选择润滑方式
6）计算链传动作用于轴上的压轴力Fp Fp KFp Fe
压轴力系数：KFp 1.15(水平） KFp 1.05(垂直）
§9-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护
二、齿形链（无声链）
• 由一组带有两个齿的链板 左右交错并列铰接而成。
• 链齿的外侧是直边，工作 时链齿外侧与链轮相啮合 来实现传动。
• 啮合的齿楔角有60、70 两种，60易加工，应用广 泛。
• 为防止链条在工作时发生侧向窜动，齿形链上设有 导板，有内导板和外导板两种。
内导板齿形链：在链轮轮齿上开导向槽，导向性好， 工作可靠，用于链轮宽度较大或高速重载传动；
§9-5 滚子链传动的设计计算
一、链传动的失效形式
1、链的疲劳破坏
链板的疲劳断裂、套筒和滚子表面的疲劳点蚀
2、链条铰链磨损
磨损过大导致链节距p增大
3、链条铰链的胶合
胶合限制了链传动的极限转速
4、链条静力拉断
二、链传动的额定功率P0 1、极限功率曲线
在润滑良好，中等速度下，链传动的承载能力主要取决 于链板的疲劳强度；
Ff max Ff , Ff
一单排滚子链传动，已知链轮齿数 z1 17, z2 25 ， 采用08A链条 q 0.65 kg m ，中心距 a 40 p ，水 平布置， 垂度系数K f 6 传递功率 P 1.5 kW ， 载荷平稳，小轮主动， n1 150 r min 求：1）离心拉力
随着转速的增加，传动能力主要取决于滚子和套筒的 冲击疲劳强度；
转速很高时，胶合将限制链传动的承载能力。
极 限
功1
率
Plim
2
3
小链轮转速n1
2、额定功率曲线（图9-11）
条件：两轮水平安装， 共面，适当的张紧； Z1=25；LP=120； i = 3；Lh=15000h； 无过渡链节的单排滚子链， 载荷平稳； 适当的温度； 合适的润滑，清洁的环境；
v y v ymin 0
1 2
0
180
v vmin R11 cos v vm ax R11 sin
1Z810 Z1
v vmax R11
v vm in 0
结论：
主动轮作等速圆周运动，而链条前进的速度 却周期性的由小到大，又由大到小 ，每转过一个 链节，链速的变化就重复一次。节距越大、齿数
第九章 链传动
§9-1 链传动的特点及应用 §9-2 传动链的结构特点 §9-3 滚子链轮的结构和材料 §9-4 链传动的工作情况分析 §9-5 滚子链传动的设计计算 §9-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护
链传动属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮 轮齿与链条链节的啮合传递运动与动力。
紧边
从动轮
)
z
三、链轮的结构 整体式 孔板式
组合式
小直径 中等尺寸 大直径
四、链轮的材料:足够的耐磨性和强度
§9-4 链传动的运动特性
一、链传动的运动特性
1、平均传动比
v平
z1 pn1 60 1000
z2 pn2 60 1000
i平
n1 n2
z2 z1
2、瞬时传动比
v A R11
vx vA cos R11 cos v y vA sin R11 sin
• 增大齿数对传动是有利的，但z1太大，z2=iz1越大，易因链 条节距的伸长发生跳齿和脱链的现象。
2、传动比i
传动比过大，链条在小链轮上的包角小，参与啮合的 齿数少，加速磨损，导致脱链。
i 6,常取i 2 3.5
3、中心距a
a0 (30 50) p amax 80 p
速度不变时，中心距越小，链条受到的应力循 环次数越多，加速磨损和疲劳。另外，中心距越 小，小链轮的包角小，磨损大，易出现跳齿和脱 链现象。 中心距太大，松边垂度大，造成颤动。
§9-2 传动链的结构特点
一、滚子链 1、结构
过
外链板
盈
内链板
配
销轴 套筒
合
滚子
间隙配合
2、形状
3、排数 滚子链分单排链、双排链和多排链 排数越多，承载能力越高，但不宜过多，为什么？
双排链
4、接头形式 链节数为奇数时
2）悬垂拉力 3）链的紧边拉力和松边拉力
1 链速
v z1n1 p 0.54 m s 60 1000
离心力 Fc qv2 0.19 N
2 水平布置时，垂度系数K f 6
悬垂拉力
(3) 圆周力 紧边拉力 松边拉力
Ff K f qa102 198 N
1000P Fe v 2778 N F1 Fe Ff 2976 N F2 Ff 198 N
开口销 链节数为奇数时，
使用过渡链节
弹簧卡片 过渡链节
5、基本参数（表9-1）
节距P：链上相邻两铰链中心之间的距离
排距Pt 滚子外径d1 销轴直径d2 内链节内宽b1 内链板高度h2
6、滚子链的标记 链号 - 排数 - 整链链节数 标准编号 注：节距 = 链号 25.4 16 如：08A-1 – 88 GB/T 1234-1997 表示节距是12.7mm，A系列，单排，88节的滚子链
Fd 2
J R2
d 2 dt
（3）垂直速度的变化，产生动载荷 （4）链节啮入链轮轮齿瞬间，由于作直线运动和链 轮轮齿作圆周运动之间产生相对速度而造成冲击和附 加动载荷
三、链传动的受力分析—链是受变载荷的
张紧的目的：使松边不致过松，避免链条啮合时， 产生振动、跳齿或脱链现象。
紧边拉力： F1 Fe Fc Ff
图9
13
K
：
p
多
排
链
系
数
3)确定链条型号和节距
由Pca和n1，由图9-11得后，由表9-1确定链条节距p
4)计算链节数和中心距
初选中心距 a0 (30 50) p
链节数
Lp0
2a0 p
z1
2
z2
( z2 z1 )2 2
p a0
圆整为偶数
最大中心距 a f1 p 2Lp (z1 z2 )
有效圆周力：
Fe
1000P v
离心拉力: Fc qv2
Ff：由链条松边垂度引起的悬垂拉力
松边拉力： F2 Fc Ff
注：给链条施加一定的张紧力，其目的与带传动不 同，张紧力的大小不决定链传动的工作能力。而是 为了控制松边的下垂度。
F '' f
F'f
F ' f K f qa 102 F'' f (K f sin)qa102
一、链传动的布置 （1）两链轮必须位于铅垂面内，且共面，
（2）两轮中心线最好在水平面内，如需倾斜， 45
避免垂直布置
（3）紧边在上，松边在下。
二、链传动的张紧
防止松边垂度过大
三、链传动的润滑 见表9-9
四、链传动的防护 加防护罩
vB R22 vx cos R11 cos cos
i 1 R2 cos 2 R1 cos
vx vA cos R11 cos
在( 1 1 )内变化,
2
2
主 动 链 轮 上 一 个 链 节 所对 的 中 心 角 ，1
360 Z1
1 2
0
源自文库
180 vx vxmin R11 cos 1Z810 v y v ymax R11 sin Z1 v x v xmax R11
松边
主动轮 紧边
§9-1 链传动的特点及应用
一、特点：
• 与带传动比： 平均传动比是常数 效率达98% 压轴力小 结构紧凑 恶劣环境下可工作
• 与齿轮传动比：成本低 可远距离传动
• 缺点： 必须两轴平行 瞬时传动比不是常数 易磨损出现跳齿 进入啮合、退出啮合时有噪声
二、应用
链传动主要应用在要求工作可靠、两轴相距较 远，低速重载，工作环境恶劣不适合齿轮传动的场 合。
三、链传动的参数选择
1、链轮齿数Z1、Z2
齿数常取奇数， 一般z1大于17，对于高速或受冲击载荷的情况z1大于25，
z2小于等于114，
齿数系列：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114
• 齿数少，可减小外廓尺寸，但齿数过少，会导致： （1）传动的不均匀性和动载荷增大 （2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使 铰链的磨损加剧 （3）链传递的圆周力增大，加速了链条和链轮的磨损。
链条型号，链节数，排数，链轮齿数，链轮结 构，链传动的中心距，压轴力，润滑方式，张 紧装置等。
2、设计步骤和方法 1)选择链轮齿数Z1、Z2和确定传动比i(= Z2/Z1)
(17~114） 2)确定当量的单排链的计算功率Pca
Pca
KAKz KP
P
K
：
A
工
况
系
数
，见
表9
6
K
：
z
小
链
轮
齿
数
系
数, 见
外导板齿形链：没有导向槽，结构简单，导向性差， 链轮宽度较小时，采用外导板齿形链。
• 与滚子链比，齿形链传动平稳，无噪音，承受冲击 载荷性能好，工作可靠。适应于高速传动，传动比 大及中心距小的场合。
• 但结构复杂，价格高，制造较难，多用于高速或运 动精度要求较高的传动中。
§9-3 滚子链轮的结构和材料
4、链的节距p和排数
节距p越大，承载能力越高，但总体尺寸越大， 多边形效应显著，振动、冲击和噪声严重。
小节距单排链可使结构紧凑并延长寿命； 小节距多排链适于高速大功率；
从经济上考虑： 中心距小，传动比大时，选小节距多排链； 中心距大，传动比小时，选大节距单排链。
四、滚子链传动的设计计算
1、已知条件和设计内容 链传递的功率，传动比，链速，链传动的工作 条件，传动的位置和尺寸限制等。
一、链轮的齿形
端面齿形：已标准化，“三圆弧一直线”最常用， 在链轮图中不必绘出端面齿形。
轴面齿形：必须绘出
二、基本参数及主要尺寸
• 链轮的基本参数是： 配用链条的节距p
滚子的最大外径d1 排距pt 齿数z
p d1
ha
主要尺寸和计 算公式见表9-3 和9-4
d df
360
da
z
分度圆直径：d
p sin(180
越小， 的变化范围越大，链速的变化就越大。
同时，由于存在垂直分速度也在周期性变化， 导致链沿垂直方向产生有规律的振动。
二、链传动的动载荷
（1）链条前进的加速度引起的动载荷
Fd1 ma c
ac
dvx dt
R1
2 1
sin
ac max
R112
sin
180 Z1
12P 2
（2）从动轮角加速度引起的动载荷
中心距计算系数：表9-7
5)计算链速v,确定润滑方式
v平
z1 pn1 60 1000
z2 pn2 60 1000
由图9-14选择润滑方式
6）计算链传动作用于轴上的压轴力Fp Fp KFp Fe
压轴力系数：KFp 1.15(水平） KFp 1.05(垂直）
§9-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护
二、齿形链（无声链）
• 由一组带有两个齿的链板 左右交错并列铰接而成。
• 链齿的外侧是直边，工作 时链齿外侧与链轮相啮合 来实现传动。
• 啮合的齿楔角有60、70 两种，60易加工，应用广 泛。
• 为防止链条在工作时发生侧向窜动，齿形链上设有 导板，有内导板和外导板两种。
内导板齿形链：在链轮轮齿上开导向槽，导向性好， 工作可靠，用于链轮宽度较大或高速重载传动；
§9-5 滚子链传动的设计计算
一、链传动的失效形式
1、链的疲劳破坏
链板的疲劳断裂、套筒和滚子表面的疲劳点蚀
2、链条铰链磨损
磨损过大导致链节距p增大
3、链条铰链的胶合
胶合限制了链传动的极限转速
4、链条静力拉断
二、链传动的额定功率P0 1、极限功率曲线
在润滑良好，中等速度下，链传动的承载能力主要取决 于链板的疲劳强度；
Ff max Ff , Ff
一单排滚子链传动，已知链轮齿数 z1 17, z2 25 ， 采用08A链条 q 0.65 kg m ，中心距 a 40 p ，水 平布置， 垂度系数K f 6 传递功率 P 1.5 kW ， 载荷平稳，小轮主动， n1 150 r min 求：1）离心拉力
随着转速的增加，传动能力主要取决于滚子和套筒的 冲击疲劳强度；
转速很高时，胶合将限制链传动的承载能力。
极 限
功1
率
Plim
2
3
小链轮转速n1
2、额定功率曲线（图9-11）
条件：两轮水平安装， 共面，适当的张紧； Z1=25；LP=120； i = 3；Lh=15000h； 无过渡链节的单排滚子链， 载荷平稳； 适当的温度； 合适的润滑，清洁的环境；
v y v ymin 0
1 2
0
180
v vmin R11 cos v vm ax R11 sin
1Z810 Z1
v vmax R11
v vm in 0
结论：
主动轮作等速圆周运动，而链条前进的速度 却周期性的由小到大，又由大到小 ，每转过一个 链节，链速的变化就重复一次。节距越大、齿数
第九章 链传动
§9-1 链传动的特点及应用 §9-2 传动链的结构特点 §9-3 滚子链轮的结构和材料 §9-4 链传动的工作情况分析 §9-5 滚子链传动的设计计算 §9-6 链传动的布置、张紧、润滑与防护
链传动属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮 轮齿与链条链节的啮合传递运动与动力。
紧边
从动轮
)
z
三、链轮的结构 整体式 孔板式
组合式
小直径 中等尺寸 大直径
四、链轮的材料:足够的耐磨性和强度
§9-4 链传动的运动特性
一、链传动的运动特性
1、平均传动比
v平
z1 pn1 60 1000
z2 pn2 60 1000
i平
n1 n2
z2 z1
2、瞬时传动比
v A R11
vx vA cos R11 cos v y vA sin R11 sin
• 增大齿数对传动是有利的，但z1太大，z2=iz1越大，易因链 条节距的伸长发生跳齿和脱链的现象。
2、传动比i
传动比过大，链条在小链轮上的包角小，参与啮合的 齿数少，加速磨损，导致脱链。
i 6,常取i 2 3.5
3、中心距a
a0 (30 50) p amax 80 p
速度不变时，中心距越小，链条受到的应力循 环次数越多，加速磨损和疲劳。另外，中心距越 小，小链轮的包角小，磨损大，易出现跳齿和脱 链现象。 中心距太大，松边垂度大，造成颤动。