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1、138第九章 链传动案例导入：通过链式运输机和自行车上的链传动，导入滚子链传动的类型和特点，分析其运动特性，介绍滚子链及链轮的结构、设计计算的方法，并介绍链传动的布置张紧和润滑方法。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v0.25m/s；牵引链主要用于链式输送机中移动重物，其工作速度v4m/s；传动链用于一般机械中传递运动和动力，通常工作速度v15m/s。图9-1 链传动图9-
2、2齿形链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
3、噪声。通常链传动传递的功率P100KW，中心距a56m,传动比i8,线速度v15m/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9-4 双排滚子链图9-3滚子链用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
4、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
5、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Pt(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FQ（KN）单排每米质量q(kg/m)08A12.7014.387.927.853.9812.0713.80.6010A15.87518.1110.169.405.0915.0921.81.0012A19.0522.7811.9112.575.9618.0831.11.5016A25.
6、4029.2915.8815.757.9424.1355.62.6020A31.7535.7619.0518.909.5430.1886.73.8024A38.1045.4422.2325.2211.1136.20124.65.6028A44.4548.8725.4025.2212.7142.24169.07.5032A50.8058.5528.5831.5514.2948.26222.410.1040A63.5071.5539.6837.8519.8560.33347.016.1048A76.2087.8347.6347.3523.8172.39500.422.60滚子链的标记为：链号排数链
7、节数 标准号。例如：16A182 GB/T124397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/T124397。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d1及排距pt。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 注分度圆直径齿顶圆直径 可在damax、damin范围内任意选取，但选用damax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 ha是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助尺寸（见表9-3） hamax相应于damax h
8、amin相应于damin齿根圆直径df = dd1齿侧凸缘（或排间槽）直径h2内链板高度（见表9-1）注：da、dg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-
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remm齿沟圆弧半径rimm齿沟角()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p12.7p12.7齿宽单排双排、三排四排以上bf10.93 b10.91 b10.88 b10.95 b10.93 b10.93 b1P12
10、.7时，经制造厂同意亦可使用P12.7时的齿宽。b1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barxhrabfmba = (0.10.15) prx ph = 0.5 pra 0.04 pbfm = ( m 1) pt+ bf1 m排数仅适用于B型链轮的材料应有足够的强度和耐磨性，齿面要经过热处理。由于小链轮轮齿的啮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。a) b) c) d)图9-6 链轮的结构 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、2
11、0渗碳淬火、回火5060HRCz25有冲击载荷的链轮35正 火160200HBSz 25的主、从动链轮45、5045Mn、ZG310-570淬火、回火4050HRC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5560HRCz 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pz，当两链轮的转速分别为n1和n2时，链条的平均速度为： （
12、m/s） (9-1)由上式得链传动的平均传动比为： (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1回转，其圆周速度v1=r11，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则： (9-3) (9-4)式中：1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1角在180/z1范围内变动，从而引起链速v相应作周期性变化。当1=180/ z1时图9-7b、d）链速最小，;当1=0时（图9-7C）链速最大，vmax=r11。故即使1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也作周期性变化，使链条上下抖动。（图9-7b、c、d）。 用同样的方法对从动轮进行分析可知，从动轮角速度2也是变化的，故链传动的瞬时传动比（i12=1/2）也是变化的。a）b) c) d) 图9-7 链传动运动分析 链速和传动比的变化使链传动中产生加速度，从而产
