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1、第一节第一节 概概 述述 第八章第八章 链传动链传动链传动的组成：链传动的组成：链传动由主动链轮、从动链轮和绕在两轮上的一条链传动由主动链轮、从动链轮和绕在两轮上的一条闭合链条所组成（见图闭合链条所组成（见图8181）。）。 链传动的工作原理：链传动的工作原理：靠链条与链轮齿之间靠链条与链轮齿之间的啮合来传递运动和动力。的啮合来传递运动和动力。 链传动适用于两轴相距较远，要求平均传动比不变但对链传动适用于两轴相距较远，要求平均传动比不变但对瞬时传动比要求不严格，工作环境恶劣（多油、多尘、高温）瞬时传动比要求不严格，工作环境恶劣（多油、多尘、高温）等场合。等场合。链传动的特点：链传动的特点： 链
2、传动的应用：链传动的应用： 链传动有结构紧凑；作用在轴上的载荷小；承载能力较链传动有结构紧凑；作用在轴上的载荷小；承载能力较大；效率较高（一般可达大；效率较高（一般可达9696 9797）；能保持准确的平均）；能保持准确的平均传动比等优点。传动比等优点。链传动对安装精度要求较高；工作时有振动和冲击；瞬链传动对安装精度要求较高；工作时有振动和冲击；瞬时速度不均匀等现象。时速度不均匀等现象。链的类型：链的类型： 传动链传动链 起重链起重链 牵引链牵引链 滚子链滚子链 齿形链齿形链 链链一、滚子链的结构和规格一、滚子链的结构和规格 内链板内链板1 1 外链板外链板2 2 销轴销轴3 3 套筒套筒4
3、4 滚子滚子5 5 过盈配合过盈配合 过盈配合过盈配合 间隙配合间隙配合 间隙配合间隙配合 链节的链节的组成：组成：1.1.滚子链的结构滚子链的结构 重要参数：重要参数：p p多排多排链：链：2.2.联接链节联接链节 链条的接头处的固定形式有：链条的接头处的固定形式有：用开口销固定，用开口销固定，多用于大节距链多用于大节距链弹簧卡片固定，弹簧卡片固定，多用于小节距链多用于小节距链设计时，链节数以取为偶数为设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因宜，这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。为过渡链节会使链的承载能力下降。过渡链节过渡链节3.3.滚子链的规格滚子链
4、的规格 标记示例：标记示例： 08A-186 GB1243.183 二、齿形链二、齿形链齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而成。工作时链齿板与链齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而成。工作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动。轮轮齿相啮合而传递运动。与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠，与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠，多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。齿形链上设有齿形链上设有导板导板，以
5、防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的链轮结构简单。链轮结构简单。圆销式圆销式轴瓦式轴瓦式滚柱式滚柱式三、链轮三、链轮 1.1.链轮结构链轮结构型式型式 2.2.链轮材料链轮材料 要求：要求：1 1）强度；）强度；2 2）耐磨；）耐磨；3 3）耐冲击）耐冲击3.3.链轮齿形链轮齿形 链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）。图中，齿廓上的。图中，齿廓上的a-aa-
6、a、a-ba-b、c-dc-d线段为三段圆弧，半径依次为线段为三段圆弧，半径依次为 r r1 1、r r2 2和和 r r3 3；b-cb-c线段为直线段。线段为直线段。 滚子链链轮齿形滚子链链轮齿形 滚子链链轮轴向齿廓滚子链链轮轴向齿廓 注注：几何尺寸及计算公式列于表几何尺寸及计算公式列于表8282、表、表8383和表和表8484中。中。第二节第二节 链传动的动力特性链传动的动力特性 一、传动比和速度的不均匀性一、传动比和速度的不均匀性 在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距正多边形的边长等于链
7、条的节距 p p。链的平均速度为：链的平均速度为：1.1.平均速度和平均传动比平均速度和平均传动比链传动的平均传动比为：链传动的平均传动比为：(m/s(m/s) )2.2.瞬时瞬时速度和速度和瞬时瞬时传动比传动比链条铰链链条铰链A A点的前进分速度：点的前进分速度：上下运动分速度：上下运动分速度：因为从动链轮的角速度为：因为从动链轮的角速度为：所以链传动瞬时传动比为：所以链传动瞬时传动比为：当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对
8、运动精度有较高要求的场合。较高要求的场合。链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形效应多边形效应。由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。越大。二、链传动的动载荷二、链传动的动载荷 1.1.由于链速和从动轮的角速度是变化的，从而产生了相应的加由于链速和从动轮的角速
9、度是变化的，从而产生了相应的加速度和角加速度，因此必然引起附加动载荷。速度和角加速度，因此必然引起附加动载荷。 当销轴位于当销轴位于 = 1 1/2/2时，加速度最大，即时，加速度最大，即 链轮转速愈高、链节距愈大、链链轮转速愈高、链节距愈大、链轮齿数愈少时，动载荷愈大。采用较轮齿数愈少时，动载荷愈大。采用较多的链轮齿数和较小的节距对降低动多的链轮齿数和较小的节距对降低动载荷是有利的。载荷是有利的。 2.2.当链节进入链轮的瞬间，链节和轮当链节进入链轮的瞬间，链节和轮齿以一定的相对速度相啮合，从而使齿以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿啮合时产生附加动载荷。链和轮齿啮合时产生附加动载荷。 第
10、三节第三节 链传动的受力分析和作用在轴上的载荷链传动的受力分析和作用在轴上的载荷 链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目的主要是使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生的主要是使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象。振动、跳齿或脱链现象。 1.1.工作拉力工作拉力F F 2.2.离心拉力离心拉力F Fc c 3.3.垂度拉力垂度拉力F Ff f 式中式中 g g重力加速度重力加速度( (m/sm/s2 2) )； a a中心距（中心距（m m）；）； f f悬索垂度悬索垂度( (m)m)；K Kf
11、f垂度系数垂度系数 作用在轴上的载荷作用在轴上的载荷F FQ Q可近似地取为主动边和从动可近似地取为主动边和从动边总拉力之和，因离心拉力不作用在轴上，不应计边总拉力之和，因离心拉力不作用在轴上，不应计算在内，由此得算在内，由此得F FQ Q= =F F+2+2F Ff f。又由于垂度拉力不大，故又由于垂度拉力不大，故可近似取可近似取 第四节第四节 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 一、链运动的主要失效形式一、链运动的主要失效形式 1 1铰链磨损铰链磨损 d d= = p p/sin(180/sin(180 / /z z) ) 若若 p p一定，一定，z z d d 因此，为了保证链的使
12、用寿命，不致过早产生因此，为了保证链的使用寿命，不致过早产生跳齿或脱链，除应满足规定的润滑状态外，还有必跳齿或脱链，除应满足规定的润滑状态外，还有必要限制链轮的最大齿数。要限制链轮的最大齿数。 2 2疲劳破坏疲劳破坏 在润滑充分和设计、安装正确的条件下，疲劳在润滑充分和设计、安装正确的条件下，疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。强度是决定链传动承载能力的主要因素。 3 3铰链胶合铰链胶合 铰链胶合与链轮转速关系极大，因此，链轮的铰链胶合与链轮转速关系极大，因此，链轮的转速应受胶合失效的限制。转速应受胶合失效的限制。 4 4链被拉断链被拉断 各种失效图片各种失效图片二、链传动的承载能力二、链
13、传动的承载能力 链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。链传动的承载能力是以链的强度和寿命为依据的。 1.1.极限功率曲线极限功率曲线 0由链板疲劳强度限定由滚子、套筒冲击疲劳强度限定由销轴和套筒胶合限定额定功率额定功率P P0 0/kW/kW小链轮转速小链轮转速n n1 1 /(r/min)/(r/min)上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，上图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动劳强度；随着链
14、轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，传动能能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。2.2.A A系列套筒滚子链的实用功率曲线图系列套筒滚子链的实用功率曲线图实验条件实验条件：单列：单列, ,水平布置水平布置, ,载荷平稳载荷平稳, , Z Z1 1=19, i=3, =19, i=3, t=100P, tt=100P, th h=15000h=15000h, , P/P P/P 3%3%设计时可根据小链轮的设计时可根据小链轮的转
15、速转速n n1 1从图中查出这种型号的从图中查出这种型号的链条允许传递的额定功率链条允许传递的额定功率P P0 0，额定功率曲线适合于链速额定功率曲线适合于链速v0.6m/sv0.6m/s的场合。的场合。当链传动实际工作条件当链传动实际工作条件与标准实验条件不符时，应与标准实验条件不符时，应考虑工作情况系数考虑工作情况系数K KA A、链长、链长、小链轮齿数、多排链等因素小链轮齿数、多排链等因素的影响。的影响。额定功率曲线是在推荐额定功率曲线是在推荐的润滑方式下得到的，当不的润滑方式下得到的，当不能满足推荐的润滑方式时，能满足推荐的润滑方式时，应降低额定功率应降低额定功率P P0 0。例题例题
16、人工定期润滑人工定期润滑滴油润滑滴油润滑油浴或飞溅润滑油浴或飞溅润滑压力喷油润滑压力喷油润滑 推推荐荐的的润润滑滑方方式式三、链传动主要参数的选择三、链传动主要参数的选择 1 1链的节距和排数链的节距和排数 链条所能传递的功率链条所能传递的功率P P0 0可由下式确定可由下式确定 P Pc c= =K KA AP P(810) (810) (89) (89) 式中式中 P P0 0在特定条件下，单排链所能传递的功率在特定条件下，单排链所能传递的功率( (kW)kW)（见图见图814814）；）；P Pc c链传动的计算功率链传动的计算功率( (kW)kW)；K KA A工况系数（表工况系数（表
17、8585）；）；K KZ Z小链轮齿数系数（表小链轮齿数系数（表8686），当工作在如图），当工作在如图814814所示的曲线顶点左侧所示的曲线顶点左侧时（链板疲劳），查表中的时（链板疲劳），查表中的K KZ Z，当工作在右侧时（滚子套筒冲击疲劳），查表中当工作在右侧时（滚子套筒冲击疲劳），查表中的的K K Z Z；K KP P多排链系数（表多排链系数（表8787）；）；K KL L链长系数（图链长系数（图816816），链板疲劳查曲线），链板疲劳查曲线1 1，滚子套筒冲击疲劳查曲线，滚子套筒冲击疲劳查曲线2 2。 根据式（根据式（8989）求出传递的功率，由图）求出传递的功率，由图81481
18、4查出合适的链号和链节距。查出合适的链号和链节距。 2 2传动比传动比i i 通常限制链传动的传动比通常限制链传动的传动比i6i6，推荐的传动比推荐的传动比i i23.523.5。 3 3链轮齿数链轮齿数z z Z1Z1过少：过少： 1 1）传动不均性和动负荷增大；）传动不均性和动负荷增大； 2 2）P P增增大大后后， 角角增增大大，功功率率损损失失增增加加，链链绕绕进进、出出轮轮磨磨损加剧；损加剧； 3 3）当当P P一一定定时时，Z Z少少，D D小小，圆圆周周力力（=2=2T/DT/D）加加速速轮轮与与链的破坏链的破坏 Z Z2 2过多：过多：外壳尺寸大、重量加大；容易脱链外壳尺寸大、
19、重量加大；容易脱链 必须限制齿数，两面限制：必须限制齿数，两面限制： 为为磨损均匀，磨损均匀，Z Z应取与链节数互为质数的奇数。应取与链节数互为质数的奇数。 4 4链节数链节数L LP P和链轮中心距和链轮中心距a a 链传动的中心距过大或过小对传动都会造成链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响不利影响。设计时一般取中心距设计时一般取中心距a a0 0=(30=(3050)50)p p，最大取最大取a a0max0max=80=80p p。链条的长度以链节数链条的长度以链节数L Lp p来表示，链节数为：来表示，链节数为：计算出的计算出的L Lp p应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的
20、中心距为：应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的中心距为：5 5低速链传动的静力强度计算低速链传动的静力强度计算对于链速对于链速v v0.6m/s0.6m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。（8 88 8）第五节第五节 链传动的合理布置和张紧方法链传动的合理布置和张紧方法一、链传动的一、链传动的合理布置合理布置1.1.两链轮的回转平面必须布置在同一垂直平面内，不能布置两链轮的回转平面必须布置在同一垂直平面内，不能布置在水平或倾斜平面内；在水平或倾斜平面内； 2.2.两链轮中
21、心连线最好是水平的，也可以与水平面成两链轮中心连线最好是水平的，也可以与水平面成4545 3.3.一般应使链的紧边在上、松边在下一般应使链的紧边在上、松边在下 二、链传动的张紧二、链传动的张紧 链传动的张紧并不决定链的工作能力，只是调整垂度的大小。链传动的张紧并不决定链的工作能力，只是调整垂度的大小。 例例 设计如图设计如图8-188-18所示的带式运输机传动方案所示的带式运输机传动方案中的滚子链中的滚子链传动，已知小链轮转速传动，已知小链轮转速n n1 1=173.8r/min=173.8r/min，传动比传动比i i=2.5=2.5，传递传递功率功率P P10.04kW10.04kW，两班
22、制工作，中心距可调节，工作中有中两班制工作，中心距可调节，工作中有中等冲击。等冲击。 解解：1 1选定链轮齿数选定链轮齿数z z1 1、z z2 2初步假设链速初步假设链速v=v=0.63m/s0.63m/s，由表由表8888查得小链轮齿数查得小链轮齿数z z1 11717，取取z z1 1=23=23，z z2 2= =iziz1 1=2.523=57.5=2.523=57.5，取取z z2 2=58(120=58(120合适合适) )。 2 2根据实用功率曲线，选链条型号根据实用功率曲线，选链条型号 （1 1）初定中心距）初定中心距a a0 0=40=40p p，链节数链节数L LP P为
23、为 取取L LP P122122节。由于中心距可调，可不算实际中心距。节。由于中心距可调，可不算实际中心距。 估计，链条链板可能产生疲劳破坏。由表估计，链条链板可能产生疲劳破坏。由表8686查得查得K KZ Z1.231.23，由表由表8787查得查得K KP P=1.0=1.0（初取单排链），由图初取单排链），由图816816查得查得K KL L1.071.07，由表由表8585查得查得K KA A1.31.3。 该链条在实验条件下所需传递的功率该链条在实验条件下所需传递的功率 由由图图814814，按，按P P0 09.92kW9.92kW，n n1 1=173.8r/min=173.8r/min，选取链条选取链条型号为型号为2020A A，p p=31.75mm=31.75mm，且且P P0 0与与n n1 1交点在曲线顶点左侧，确交点在曲线顶点左侧，确系链板疲劳破坏，估计正确。系链板疲劳破坏，估计正确。 3 3校核链速校核链速 与原假设与原假设v v=0.63m/s=0.63m/s范围符合。范围符合。 4 4计算链长和中心距计算链长和中心距 5 5计算作用在轴上的压轴力计算作用在轴上的压轴力 计算结果：计算结果：链条型号链条型号2020A1A1122 GB1243.183122 GB1243.1836 6链轮结构设计从略链轮结构设计从略
