《机械设计基础》第９章　链传动

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1、第 章 链传动,. 链传动的组成、 类型及特点 . 套筒滚子链及链轮 . 链传动的设计 . 链传动的布置、 张紧及润滑,返回,. 链传动的组成、 类型及特点,. 链传动的组成 链传动是在两个链轮之间用链作为中间挠性件， 通过链条与链轮的啮合等传递运动和动力的一种挠性传动形式， 兼有带传动和齿轮传动的一些特点。它由主动链轮、从动链轮和链条 组成， 如图. 所示。 . 链传动的类型 按用途的不同， 链可分为传动链、起重链和曳引链三种。传动链用于一般机械中传递运动和动力； 起重链用于在起重机械中提升重物； 曳引链用于在运输机械中移动重物。,下一页,返回,. 链传动的组成、 类型及特点,按结构的不同，

2、 传动链有滚子链（见图.）、齿形链（见图.） 两种。滚子链用于轻载高速传动； 齿形链传动平稳、噪声小， 但重量大、价格较贵， 适用于高速重载传动。本章主要介绍滚子链。 . 链传动的特点和应用 与带传动相比， 链传动无弹性滑动和打滑现象， 因而能保持准确的传动比， 传动效率较高； 又因链条不需要像带那样张得很紧， 所以作用于轴上的径向压力较小； 在同样使用条件下， 链传动的结构较为紧凑。同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作。,上一页,下一页,返回,. 链传动的组成、 类型及特点,与齿轮传动相比， 链传动的制造和安装精度要求低， 成本低廉； 在远距离传动（中心距最大可达十多米） 时， 其结构要

3、比齿轮传动轻便得多。 链传动的主要缺点是： 在两根平行轴间只能用于同向回转的传动； 运转时不能保持恒定瞬时传动比； 工作时噪声和冲击大， 工作平稳性差。 链传动广泛地应用于农业、矿山、起重运输、冶金、石油、化工等部门。链传动主要用于要求工作可靠， 且两轴相距较远， 以及其他不宜采用齿轮传动的场合。例如在摩托车上应用了链传动， 结构上大为简化， 而且使用方便可靠。链传动还可应用于重型及极为恶劣的工作条件下， 例如挖掘机的运行机构常受到土块、泥浆及瞬时过载等影响， 但链传动仍然能很好地工作。,上一页,返回,. 套筒滚子链及链轮,. 套筒滚子链 套筒滚子链在链传动中应用最广， 它由内链板、套筒、销轴

4、、外链板 和滚子 组成， 如图. 所示。内链板和套筒之间、外链板和销轴之间用过盈配合， 两两固定连接， 分别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， 使链轮轮齿与滚子之间获得滚动摩擦， 这样可以减少齿廓的磨损。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， 以便润滑油渗入销轴与套筒的接触面。链板一般制成“ ” 形， 以使它的各个横剖面具有接近相等的抗拉强度， 同时也减小了链的质量和运动时的惯性力。,下一页,返回,. 套筒滚子链及链轮,链条的长度用链节数来表示。链节数为偶数时， 链

5、条一端的外链板正好与另一端的内链板相接， 接头处可用开口销见图. （） 或弹簧夹见图. （） 来锁紧， 一般前者用于大节距， 后者用于小节距； 当链节数为奇数时， 需采用过渡链节见图.（） 。由于过渡链节的链板要受附加弯矩的作用， 所以应尽量避免使用奇数链节。 滚子链分为、 两个系列， 我国以 系列为主体。滚子链已标准化， 系列滚子链的主要参数、尺寸和极限拉伸载荷等情况见表.。,上一页,下一页,返回,. 套筒滚子链及链轮,. 链轮 .链轮的齿形 对齿形的基本要求是： 链条滚子能平稳、自由地进入和退出啮合； 啮合时滚子与齿面接触良好； 齿形应简单， 便于加工。 对于套筒滚子链链轮端面齿形， 国家

6、标准仅规定了滚子链链轮齿槽的齿面圆弧半径、齿槽圆弧半径 与齿槽角 的最大和最小值。各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。最常用的链轮端面齿形是“三圆弧一直线” 齿形， 如图. （） 所示， 它由三段圆弧（、） 和一段直线 组成。这种“三圆弧一直线” 齿形基本上符合上述齿槽形状范围， 且具有较好的啮合性能， 并便于加工。,上一页,下一页,返回,. 套筒滚子链及链轮,滚子链链轮的主要参数和尺寸见表.。 滚子链链轮的轴向齿廓和尺寸见表.。 .链轮的材料 链轮的材料应满足强度和耐磨性的要求， 同时还要注意降低成本。一般采用优质碳素钢或合金钢并进行热处理， 常用的链轮材料及应用范围见表.。

7、 .链轮的结构 链轮的结构尺寸与其直径有关。小尺寸的链轮一般做成整体结构见图. （） ； 中等尺寸的链轮则制成孔板式结构见图. （） ； 大尺寸的链轮（ ） 常采用装配结构， 以便更换齿圈， 装配可为齿圈式焊接结构见图. （） ， 也可为螺栓连接的结构见图. （） 。,上一页,返回,. 链传动的设计,. 链传动的传动比和运动特性 如图. 所示， 链传动工作时， 链呈折线绕过链轮， 这相当于链轮绕到以节距 为边长， 以链轮齿数 为边数的正多边形上， 链轮每转一周， 相应绕过的链长为。 设、 和、 分别为主、从动链轮转速和链轮齿数， 则链的平均速度为 故平均传动比为,下一页,返回,. 链传动的设计

8、,此传动比显然为定值， 但必须指出， 以上两式中的链速和传动比都是按链轮的周数来计算的， 因此都是平均值。实际上由于链传动的多边形效应， 其瞬时速度和瞬时传动比都不是定值。 . 套筒滚子链传动的失效形式和设计准则 .套筒滚子链传动的失效形式 由于链条的强度不如链轮高， 所以链传动的失效主要是链条的失效。其主要失效形式有以下五种。,上一页,下一页,返回,. 链传动的设计,） 链条铰链磨损 链条的各元件在工作过程中都会发生不同程度的磨损， 但主要磨损发生在铰链的销轴与套筒的承压面上。铰链磨损会使链条变长， 最后导致跳齿和脱链。链条铰链磨损主要发生在开式传动中。 ） 链条过载拉断 链传动在低速（.

9、）、重载或瞬时严重过载的情况下， 可能发生链条因静强度不足而被拉断的情况。 ） 销轴和套筒胶合 链速过高时销轴和套筒的工作表面由于摩擦产生瞬时高温， 使两摩擦表面相互黏接，并在相对运动中将较软的金属撕下， 这种现象称为胶合。链传动的极限速度受到胶合的限制。,上一页,下一页,返回,. 链传动的设计,） 销轴、套筒和滚子多次冲击疲劳破坏 在张紧情况不好的条件下， 如果经常进行频繁启动、制动或反转， 将产生较大的惯性冲击载荷， 销轴、套筒、滚子也可能出现多次冲击疲劳破坏。 ） 链板疲劳破坏 在链传动中， 由于松边和紧边的拉力不同， 故链条各元件在变应力作用下， 经过一定循环次数， 链板会发生疲劳断裂

10、， 而滚子、套筒表面会出现疲劳点蚀和疲劳裂纹。在正常润滑条件下， 链板的疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。,上一页,下一页,返回,. 链传动的设计,.链传动的设计准则 链传动的设计计算通常是根据所传递的功率、载荷性质、工作条件、链轮转速 和 等， 先选定链轮齿数、， 然后再确定链节距 和链条列数、中心距、链条长度 以及润滑方式等。 ） 传动比 的选定 滚子链的传动比 通常小于， 一般推荐 .， 当工作速度较低（ ） 且载荷平稳、传动外廓尺寸不受限制时， 允许。传动比 过大， 链条在小链轮上的包角减小， 啮合的轮齿数减少， 从而加速链轮轮齿的磨损。,上一页,下一页,返回,. 链传动的设计,

11、） 链轮齿数、 的选定 为了减小链传动的动载荷， 提高传动的平稳性， 小链轮齿数 可按照表. 选定。大链轮齿数 ， 并取整数。链条节距因磨损而伸长后， 容易因 过多而发生跳齿及从链轮上脱落现象， 减小传动外廓尺寸和重量， 故大链轮齿数不宜太多， 一般取。 ） 链节距 和链条列数 链节距 是链传动中最重要的参数， 链节距越大， 其承载能力越强， 传动的不均匀性、附加载荷和冲击也越大。因此， 设计时应尽量选用较小的链节距， 高速重载时可选用小节距多排链。链节距 可根据图. 查取。,上一页,下一页,返回,. 链传动的设计,.中心距 和链条节数 中心距 的大小对链传动有很大影响。中心距太小， 链节数少

12、， 则小链轮上的包角也小， 同时啮合的链轮齿数也减少， 且链的循环频率增加而影响传动寿命； 若中心距过大， 则链传动外廓尺寸加大， 且易因链条松边垂直度太大而产生抖动。 .额定功率及许用功率 在特定条件及推荐润滑方式下， 系列滚子链不发生失效时所能传递的功率称为额定功率。当实际工作条件与上述特定条件不同时， 应对额定功率加以修正。实际工作条件下链条所能传递的功率称为许用功率：,上一页,返回,. 链传动的布置、张紧及润滑,. 链传动的布置 链传动的布置是否合理， 对传动的工作能力及使用寿命都有较大的影响。通常情况下，链传动的两轴线应平行布置， 两链轮的回转平面应在同一平面内， 否则易引起链的脱落

13、和不正常的磨损。链条应使主动边（紧边） 在上、从动边（松边） 在下， 以避免链条的垂度过大时链与链轮齿相互干涉或松、紧边相撞。如果两链轮中心的连线不能布置在水平面上， 则其与水平面的夹角应小于； 应尽量避免中心线垂直布置， 以防止下. 链传动的张紧 链轮啮合不良。 链传动张紧的目的， 主要是避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象，同时也可增加链条与链轮的啮合包角。,下一页,返回,. 链传动的布置、张紧及润滑,张紧的方法很多， 当链传动的中心距可调整时， 可通过调节中心距来控制张紧程度； 当中心距不能调整时， 可设置张紧轮， 或在链条磨损变长后从中取掉一、二个链节， 以恢复原来的长度

14、。张紧轮一般紧压在松边靠近小链轮处。张紧轮可以是链轮， 也可以是无齿的滚轮， 其直径应与小链轮的直径相近。张紧轮有自动张紧见图. （）、（） 和定期调整见图. （） 两种， 前者多采用弹簧、吊重等自动张紧装置， 后者可采用螺旋、偏心等调整装置， 另外还可采用板和托板张紧见图. （） 。,上一页,下一页,返回,. 链传动的布置、张紧及润滑,. 链传动的润滑 良好的润滑对链传动非常重要， 其可降低链条的铰链磨损及提高链条的使用寿命。链传动的润滑方式可按图. 选取。环境温度高时宜选黏度大的润滑油， 反之润滑油黏度宜小些。,上一页,返回,图. 链传动的组成,返回,图. 滚子链,返回,图. 齿形链,返回,图. 滚子链的接头形式,返回,表. 滚子链的规格和主要参数,返回,图. 链轮的端面齿形,返回,表. 滚子链链轮的主要参数和尺寸,返回,表. 滚子链链轮的轴向齿廓和尺寸,返回,表. 常用的链轮材料及应用范围,返回,图. 链轮的结构,返回,图. 链传动运动分析,返回,表. 小链轮齿数,返回,图. 张紧轮张紧方式,返回,图. 链传动润滑方式的选取,返回,