链传动机构设计
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链传动机构设计
任务一 链传动失效形式和设计准则的确定 任务二 滚子链传动的设计计算
链传动机构设计
任务一 链传动失效形式和设计准则的确定
【任务描述】 通过对链传动的运动特性分析和受力分析，确定链传动的失效
形式和设计准则 【相关知识】
一、链传动的工作原理、特点和类型 1、链传动的组成、工作原理和特点
（1）组成：主动链轮1、从动链轮2和中间挠性件链条3、机架等
链条在垂直于链节中心线方向的分速度 vy1 R11 sin ，也作周期 性变化，从而使链条上下抖动
链传动的瞬时传动比
i 1 2
R2 cos R1 cos
是变化的
四、链传动的受力分析
紧边所受的拉力F1
F1 F Fc Fy
松边拉力F2为 工作拉力为：
F2 Fc Fy
F 1000P v
（1）链轮的基本参数和主要尺寸 主要参数为齿数z、节距p（与
链条节距相同）和分度圆直径d （2）链轮的齿形
双圆弧齿形、三圆弧一直线齿形
双圆弧齿形
三圆弧一直线齿形
（3）链轮的结构和材料
链轮有整体式、孔板式、组合式等结构形式
链轮的常用材料为碳素钢（Q235、Q275、20、35、45）， 铸铁（HT200）和铸钢（ZG310-570）。重要场合可采用合金钢 （20Cr、35SiMn）。
（4）应用：传动比i≤8；中心距a≤5~6m；传递功率P≤100kW；圆
周速度v≤15m/s；传动效率=0.92~0.96。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 。
2、链传动的类型
（1）按照用途不同来分类：传动链、起重链、曳引链 （2）按照链条的结构不同：滚子链、齿形链
wk.baidu.com
二、滚子链和链轮 1、滚子链的结构 （1）组成：内链板、外链板、套筒、销轴、滚子 （2）链节距：相邻两滚子中心的距离称为链节距，用p表示。
离心拉力为 ：Fc qv 2
悬垂拉力为： Fy K y qga
链作用在轴上的压力Fˊ =（1.2~1.3）F
【任务实施】 一、失效形式 1、链板疲劳破坏 3、销轴与套筒的胶合
2、滚子、套筒的冲击疲劳破坏 4、链条铰链磨损 5、过载拉断
二、设计计算准则 1、中低速链传动（v>0.6m/s）
P0
KAP KZ KLKP
7.95 10.16 11.91 15.88 19.05 22.23 25.40 28.58 39.68 47.63
极限载荷 每米长质
FQ （单排）
量q（单排）
N
kg/m
13800
0.60
21800 21100 55600
1.00
25.4
1.50 P= 16 链号
2.60
86700
3.80
124600
3．传动比i
传动比受链轮最小齿数和最大齿数的限制，且传动尺寸也不 能过大，因此传动比一般不大于6。传动比过大时，小链轮上的包 角1将会太小，同时啮合的齿数也太少，将加速轮齿的磨损。因 此，通常要求包角1不小于120。
4．中心距a和链节数Lp 中心距a=（30~50）p，最大中心距amax≤80p。
链节数LP与中心距a之间的关系为：
vx R11 cos
任一链节从进入啮合到退出啮合，β角在 到 180o 180o的范围
z1
z1
内变化。 β=0，链速最大， vmax R1w，1 180时o ，链速最小
z1
vmin
R11
cos
180o z1
当主动轮以角速度1等速转动时，链条的瞬时速度vx周期性地
由小变大，又由大变小，每转过一个节距变化一次 。
（2）工作原理：通过链条的链节与链轮轮齿的啮合来传递运动。
（3）特点：（i）链传动结构简单，耐用、维护容易，运用于中心 距较大的场合。 （ii）与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比；没有弹性 滑动和打滑；需要的张紧力小，对链轮轴的压力小；能在温度较高， 有油污等恶劣环境条件下工作。
（iii）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；能实现远距离传动；但瞬时速度不均匀，瞬时传动比不恒定； 传动平稳性较差，传动中有一定的冲击和噪音。
5.60
169000
7.50
222400
10.10
347000
16.10
500400
22.60
套筒滚子链的标记为：链号—排数链节数 国家标准代号 示例：24A—270 GB1243/T—1997 3、齿形链
齿形链具有传动平稳、噪音小，承受冲击性能好，工作可靠等 优点。但结构复杂，重量较大，价格较高。齿形链多用于高速（链 速v可达40m/s）或运动精度要求较高的传动。 4、链轮
2、低速链传动（V≤0.6m/s）
S FQm 4 ~8 KAF
任务二 滚子链传动的设计计算
【任务描述】 设计一带动压缩机的链传动。已知，电动机的额定转速
n1=970r/min，压缩机转速n2=330r/min，传递功率P=9.7KW， 两班制工作，载荷平稳。并要求中心距a不大于600mm，电动 机可在滑轨上移动。 【相关知识】
水平线的夹角应小于45，
同时链传动应使紧边（即主 动边）在上，松边在下，以 便链节和链轮轮齿可以顺利 地进入和退出啮合。如果松 边在上，可能会因松边垂度 过大而出现链条与轮齿的干 扰，甚至会引起松边与紧边 的碰撞。
张紧轮应安装在链条松边靠近小链 轮处，放在链条内，外侧均可 。
2、链传动的润滑
润滑方法：
（1）人工定期润滑 （2）滴油润滑 （3）油浴润滑
（4）飞溅润滑
（5）压力油循环润滑
润滑方式的选择可以根据链速和链节距查图2-7-16
图2-7-16 链传动的润滑方式
链传动常用的润滑油有L-AN32、L-AN46、L-AN68、L-AN100 等全损耗系统用油 。
1—内链板 2—外链板 3—销轴 4套筒 5滚子
（3）多排链
滚子链的长度以链节数Lp表示。链节数Lp最好取偶数 内外链板的连接：偶数链节 开口销、弹性卡片
奇数链节 过渡链板
弹性卡片
2、滚子链的标准
开口销
过渡链板
滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是A系列 。
A系列滚子链的主要参数（摘自GB/T1234－1997）
链号
08A 10A 12A 16A 20A 24A 28A 32A 40A 48A
节距p mm 排距p1mm
滚子外径 d1mm
12.70 15.875 19.05 25.40 31.75 38.10 44.45 50.80 63.50 76.20
14.38 18.11 22.78 29.29 35.76 45.44 48.87 58.55 71.55 87.83
Lp
2a p
z1
2
z2
z2 z1
2
2
.
p a
计算出的Lp应圆整为整 数，最好取为偶数
实际中心距a： a
p 4
L
p
z1
z2 2
Lp
z1
2
z2
2
8
z2 2
z1
2
二、链传动布置和润滑
1、链传动的布置
两链轮的转动平面应在同一 平面内，两轴线必须平行， 最好成水平布置，如需倾斜 布置时，两链轮中心连线与
一、滚子链传动参数的选择 1．链轮齿数z1、z2
小链轮齿数z1按照 链速v / （m/s）
0.6~3
3~8
>8
表2-7-8选取
大链轮齿数z2=iz1
z1
≥15~17
≥19~21
≥23~25
因链节数常取偶数，故链轮齿数最好取与链节数互为质数的奇 数，以使磨损均匀。
2．链的节距p
在满足传递功率的情况下，应尽可能选用较小的节距，高速重 载时可选用小节距多排链。
整体式
孔板式
组合式
三、链传动的运动特性
设z1、z2为两链轮的齿数，p为节距（mm），n1、n2为两链轮 的转速（r/min），则链条线速度为：
v z1 p n1 z2 p n2 601000 601000
i n1 z2 n2 z1
当链节与链轮轮齿在A点啮合时，链轮上该点的圆周速度的水 平分量即为链节上该点的瞬时速度：
任务一 链传动失效形式和设计准则的确定 任务二 滚子链传动的设计计算
链传动机构设计
任务一 链传动失效形式和设计准则的确定
【任务描述】 通过对链传动的运动特性分析和受力分析，确定链传动的失效
形式和设计准则 【相关知识】
一、链传动的工作原理、特点和类型 1、链传动的组成、工作原理和特点
（1）组成：主动链轮1、从动链轮2和中间挠性件链条3、机架等
链条在垂直于链节中心线方向的分速度 vy1 R11 sin ，也作周期 性变化，从而使链条上下抖动
链传动的瞬时传动比
i 1 2
R2 cos R1 cos
是变化的
四、链传动的受力分析
紧边所受的拉力F1
F1 F Fc Fy
松边拉力F2为 工作拉力为：
F2 Fc Fy
F 1000P v
（1）链轮的基本参数和主要尺寸 主要参数为齿数z、节距p（与
链条节距相同）和分度圆直径d （2）链轮的齿形
双圆弧齿形、三圆弧一直线齿形
双圆弧齿形
三圆弧一直线齿形
（3）链轮的结构和材料
链轮有整体式、孔板式、组合式等结构形式
链轮的常用材料为碳素钢（Q235、Q275、20、35、45）， 铸铁（HT200）和铸钢（ZG310-570）。重要场合可采用合金钢 （20Cr、35SiMn）。
（4）应用：传动比i≤8；中心距a≤5~6m；传递功率P≤100kW；圆
周速度v≤15m/s；传动效率=0.92~0.96。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 。
2、链传动的类型
（1）按照用途不同来分类：传动链、起重链、曳引链 （2）按照链条的结构不同：滚子链、齿形链
wk.baidu.com
二、滚子链和链轮 1、滚子链的结构 （1）组成：内链板、外链板、套筒、销轴、滚子 （2）链节距：相邻两滚子中心的距离称为链节距，用p表示。
离心拉力为 ：Fc qv 2
悬垂拉力为： Fy K y qga
链作用在轴上的压力Fˊ =（1.2~1.3）F
【任务实施】 一、失效形式 1、链板疲劳破坏 3、销轴与套筒的胶合
2、滚子、套筒的冲击疲劳破坏 4、链条铰链磨损 5、过载拉断
二、设计计算准则 1、中低速链传动（v>0.6m/s）
P0
KAP KZ KLKP
7.95 10.16 11.91 15.88 19.05 22.23 25.40 28.58 39.68 47.63
极限载荷 每米长质
FQ （单排）
量q（单排）
N
kg/m
13800
0.60
21800 21100 55600
1.00
25.4
1.50 P= 16 链号
2.60
86700
3.80
124600
3．传动比i
传动比受链轮最小齿数和最大齿数的限制，且传动尺寸也不 能过大，因此传动比一般不大于6。传动比过大时，小链轮上的包 角1将会太小，同时啮合的齿数也太少，将加速轮齿的磨损。因 此，通常要求包角1不小于120。
4．中心距a和链节数Lp 中心距a=（30~50）p，最大中心距amax≤80p。
链节数LP与中心距a之间的关系为：
vx R11 cos
任一链节从进入啮合到退出啮合，β角在 到 180o 180o的范围
z1
z1
内变化。 β=0，链速最大， vmax R1w，1 180时o ，链速最小
z1
vmin
R11
cos
180o z1
当主动轮以角速度1等速转动时，链条的瞬时速度vx周期性地
由小变大，又由大变小，每转过一个节距变化一次 。
（2）工作原理：通过链条的链节与链轮轮齿的啮合来传递运动。
（3）特点：（i）链传动结构简单，耐用、维护容易，运用于中心 距较大的场合。 （ii）与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比；没有弹性 滑动和打滑；需要的张紧力小，对链轮轴的压力小；能在温度较高， 有油污等恶劣环境条件下工作。
（iii）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；能实现远距离传动；但瞬时速度不均匀，瞬时传动比不恒定； 传动平稳性较差，传动中有一定的冲击和噪音。
5.60
169000
7.50
222400
10.10
347000
16.10
500400
22.60
套筒滚子链的标记为：链号—排数链节数 国家标准代号 示例：24A—270 GB1243/T—1997 3、齿形链
齿形链具有传动平稳、噪音小，承受冲击性能好，工作可靠等 优点。但结构复杂，重量较大，价格较高。齿形链多用于高速（链 速v可达40m/s）或运动精度要求较高的传动。 4、链轮
2、低速链传动（V≤0.6m/s）
S FQm 4 ~8 KAF
任务二 滚子链传动的设计计算
【任务描述】 设计一带动压缩机的链传动。已知，电动机的额定转速
n1=970r/min，压缩机转速n2=330r/min，传递功率P=9.7KW， 两班制工作，载荷平稳。并要求中心距a不大于600mm，电动 机可在滑轨上移动。 【相关知识】
水平线的夹角应小于45，
同时链传动应使紧边（即主 动边）在上，松边在下，以 便链节和链轮轮齿可以顺利 地进入和退出啮合。如果松 边在上，可能会因松边垂度 过大而出现链条与轮齿的干 扰，甚至会引起松边与紧边 的碰撞。
张紧轮应安装在链条松边靠近小链 轮处，放在链条内，外侧均可 。
2、链传动的润滑
润滑方法：
（1）人工定期润滑 （2）滴油润滑 （3）油浴润滑
（4）飞溅润滑
（5）压力油循环润滑
润滑方式的选择可以根据链速和链节距查图2-7-16
图2-7-16 链传动的润滑方式
链传动常用的润滑油有L-AN32、L-AN46、L-AN68、L-AN100 等全损耗系统用油 。
1—内链板 2—外链板 3—销轴 4套筒 5滚子
（3）多排链
滚子链的长度以链节数Lp表示。链节数Lp最好取偶数 内外链板的连接：偶数链节 开口销、弹性卡片
奇数链节 过渡链板
弹性卡片
2、滚子链的标准
开口销
过渡链板
滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是A系列 。
A系列滚子链的主要参数（摘自GB/T1234－1997）
链号
08A 10A 12A 16A 20A 24A 28A 32A 40A 48A
节距p mm 排距p1mm
滚子外径 d1mm
12.70 15.875 19.05 25.40 31.75 38.10 44.45 50.80 63.50 76.20
14.38 18.11 22.78 29.29 35.76 45.44 48.87 58.55 71.55 87.83
Lp
2a p
z1
2
z2
z2 z1
2
2
.
p a
计算出的Lp应圆整为整 数，最好取为偶数
实际中心距a： a
p 4
L
p
z1
z2 2
Lp
z1
2
z2
2
8
z2 2
z1
2
二、链传动布置和润滑
1、链传动的布置
两链轮的转动平面应在同一 平面内，两轴线必须平行， 最好成水平布置，如需倾斜 布置时，两链轮中心连线与
一、滚子链传动参数的选择 1．链轮齿数z1、z2
小链轮齿数z1按照 链速v / （m/s）
0.6~3
3~8
>8
表2-7-8选取
大链轮齿数z2=iz1
z1
≥15~17
≥19~21
≥23~25
因链节数常取偶数，故链轮齿数最好取与链节数互为质数的奇 数，以使磨损均匀。
2．链的节距p
在满足传递功率的情况下，应尽可能选用较小的节距，高速重 载时可选用小节距多排链。
整体式
孔板式
组合式
三、链传动的运动特性
设z1、z2为两链轮的齿数，p为节距（mm），n1、n2为两链轮 的转速（r/min），则链条线速度为：
v z1 p n1 z2 p n2 601000 601000
i n1 z2 n2 z1
当链节与链轮轮齿在A点啮合时，链轮上该点的圆周速度的水 平分量即为链节上该点的瞬时速度：