第7章 链传动

教学内容 1 2 3 4 ５ ６ 链传动的特点及应用 传动链的结构特点 滚动链链轮的结构和材料 链传动的工作情况分析 滚子链传动的设计计算 链传动的布置、张紧及润滑 ６

7.1 链传动的特点及应用 一、链传动的工作原理 1、工作原理：两轮（至少）以链条为中间挠性元件，通过链轮轮齿和链条的啮合来传递动力和运动。 2、组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等。

7.1 链传动的特点及应用 二、链传动的类型 按用途分 起重链 输送链 传动链

7.1 链传动的特点及应用 1、传动链——传递运动和动力 1）滚子链 2）齿形链

7.1 链传动的特点及应用 2、输送链 3、起重链

链传动的特点及应用 三、链传动的特点 ◆ 与带传动相比： 1. 无弹性滑动和打滑，有准确的平均传动比，传动效率较高 2. 压轴力小，轴承磨损少； 3. 整体尺寸较小，结果紧凑； 4. 能在高温和潮湿环境工作 ◆ 与齿轮传动相比：制造和安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。 ◆ 主要缺点：只能实现平行轴之间的同向传动，不能保持恒定的瞬时传动比，工作有噪声，不宜用在高速？和急速反向的传动。

链传动的特点及应用 四、链传动的应用 适用于传动系统的低速级，一般传递的功率≤100KW，传动效率96%，链速不超过15m/s，推荐最大传动比为8。

7.2 传动链的结构特点 一、滚子链 1、组成：滚子、套筒、销轴、内链板和外链板。 内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接； 滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。

7.2 传动链的结构特点 一、滚子链 2、 滚子链参数 链节距p：滚子链上相邻两滚子中心 的距离。 滚子链分为单排链、双排链、多排链。 d1 滚子链分为单排链、双排链、多排链。 排距pt表示。 链的长度用链节数Lp 表示。 滚子外径d1。

7.2 传动链的结构特点 一、滚子链 3、链条接头处的固定形式: 偶数节： 开口销（大节距）或弹簧卡片（小节距） ：过渡链节（会产生附加弯矩，一般不采用） 奇数节

7.2 传动链的结构特点 一、滚子链 4、滚子链的标准 （1）基本参数 （2）滚子链的标记 链号 排数 — 整链链节数 标准编号 A系列适用于以美国为中心的西半球 B系列适用于欧洲区域 （2）滚子链的标记 链号 排数 — 整链链节数 标准编号 例：10A-1×86 GB1234-1997

7.2 传动链的结构特点 二、齿形链 齿形链又称无声链，它是一组带有两个齿的齿链板铰接而成。工作时齿链板与链轮轮齿相啮合而传递运动。 60˚ 　　齿形链又称无声链，它是一组带有两个齿的齿链板铰接而成。工作时齿链板与链轮轮齿相啮合而传递运动。 60˚ 　　齿形链上设有导板，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；外导板齿形链的链轮结构简单。

7.3 滚子链链轮的结构和材料 一、链轮的参数和齿形 链轮设计的主要内容是： ◆ 确定链轮的结构和尺寸； ◆ 选择链轮的材料和热处理方式； 链轮的参数和主要尺寸 　 ◆ 齿数z、节距P、分度圆直径d、齿顶圆直径da等，见附表7-8。

7.3 滚子链链轮的结构和材料 三、链轮结构 组合式链轮 孔板式链轮 整体式链轮

四、链轮材料 　　应保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，小链轮通常采用较好的材料制造。

7.4 链传动的工作情况分析 一、链传动的运动特性 1.平均传动比i=n1/n2 边长=p 多边形 边数=Z Z1P 链轮周长 = ZP 因为链是由刚性链节通过销轴铰接而成，当链绕在链轮上时，其链节与相应的轮齿啮合后，这一段链条将曲折成正多边形的一部分。 1.平均传动比i=n1/n2 边长=p 多边形 边数=Z 链轮周长 = ZP Z1P Z2p 当链轮转速为n1、n2时：

7.4 链传动的工作情况分析 2.瞬时传动比——链传动运动不均匀性 主动链轮在A点的速度 假设上边链条处于水平位置，现主动轮以角速度w匀速转动： 主动链轮在A点的速度 水平分速度 牵引链条运动的速度 垂直分速度 β为相位角， 变化范围： 变化情况→刚进入啮合→达顶点→退出啮合 前进V x Vmin → Vmax → Vmin

7.4 链传动的工作情况分析 同理，从动轮链条销轴C的 水平速度 则有： 瞬时传动比： -----链传动的多边形效应 每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度 周期性由小－大－小 变化范围 瞬时速度变化 垂直分速度亦周期性变化，链条抖动 同理，从动轮链条销轴C的 水平速度 则有： 瞬时传动比： 即使主动轮角速度1恒定，而 2随 而变化，∴I瞬不恒定 -----链传动的多边形效应

7.4 链传动的工作情况分析 二、链传动的动载荷 1、链条前进的加速度引起的动载荷为： 2、从动链轮的角加速度引起的动载荷为： 式中：m——紧边链条的质量，kg ac——链条变速运动的加速度，m/s2 J——从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量，kg.m2

7.4 链传动的工作情况分析 二、链传动的动载荷 附加动载的大小与参数w、z、节距P有关 注意： 链轮转速w越高 链传动的动载荷越大

7.4 链传动的工作情况分析 附加动载荷 　　当链节与链轮轮齿啮合的瞬间，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。

三、受力分析 1.链受力 有效拉力 （仅作用于紧边） 紧边拉力：F1 = Fe + FC + Ff 松边拉力：F2 = FC + Ff 离心拉力：FC = qv2 链悬垂拉力：Ff = kfqa q—单位长度质量 a—中心距 kf——悬垂系数 2.压轴力 FP = KFpFe KFP-压轴力系数；水平：1.15，垂直：1.05

1、链传动工作时，其转速越高，其运动不均匀性越 ，故链传动多用于 速传动。 2、链传动中，小链轮的齿数越多时，则传动平稳性越 。 3、链传动的 传动比不变， 传动比是变化的。 4、链传动的动载荷是随着链条节距p 和链轮齿数 而增加。（增加、减小） 5、滚子链最主要参数是链的 ，为提高链速的均匀性，应选用齿数为 的链轮（多 少 奇数 偶数）。 6、对于高速重载的套筒滚子链传动，应选用节距 的 排链；对于低速重载的套筒滚子链传动，应选用节距 的链传动。（大、小、多、少） 7、链传动中，当节距p增大时，优点是 ，缺点是 。

7.5 滚子链传动的设计计算 一、链传动的失效形式 1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏 2）链节磨损后伸长 3）冲击破坏 4）胶合 5）轮齿过度磨损 6）过载拉断

二、链传动的额定功率 链传动的各种失效形式都在一定条件下限制了它的承载能力。不同的失效形式，其能传递的额定功率不同。 在润滑良好、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; 随着转速增高，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，链节啮入时受到的冲 击能量增大，开始出现饺链胶合现 象。 极限功率 Plim/kW 小链轮转速n1 /(r/min) 图 7-11单排链额定功率曲线

7.5 滚子链传动的设计计算

标准实验条件： 1、两链轮安装在水平平行轴上； 2、主动链轮齿数z1=25； 3、无过渡链节的单排滚子链； 4、链条长120节； 5、传动减速比 i=3； 6、预期使用寿命15000 h； 7、工作环境温度在 -5— +70度； 8、两链轮共面； 9、载荷平稳； 10、合适的润滑。

三、链传动的参数确定 1）确定链轮齿数 z1过少 z1过大 大链轮齿数：z2 = iz1 ─结构紧凑，运动不平稳性和动载荷增加。 ─传动性能好，但增大了传动的尺寸和质量 ，容易发生跳齿和脱链现象。 链轮最小齿数Zmin=9，最大齿数Zmax=120，一般取奇数 表7-1 小链轮齿数z1 链速v/(m/s) 0.6~3 3~8 ＞8 ＞25 齿数Z1 ≥15~17 ≥19~21 ≥23~25 ≥35 大链轮齿数：z2 = iz1

链传动的中心距和链节数 2）传动比 i ≤7 推荐：i =2～3.5 3）中心距 计算出的Lp应圆整为整数，最好取为偶数 设计计算4 计算出的Lp应圆整为整数，最好取为偶数 f1 为中心距计算系数，见附表7-5

4）节距P 链的节距越大 承载能力提高 运动不均匀性增大 设计计算3 结论：在满足强度的条件下，尽量选取小节距的链。

四、滚子链传动的设计方法和步骤 1、已知条件： 设计内容： 功率P、链轮转速n1、n2、载荷工况等 型号、链节数Lp、排数、链轮齿数、 中心距、压轴力等。 2、设计步骤 6、计算压轴力 1、确定链轮齿数z1、z2 5、计算中心距和链节数 2、确定计算功率Pca 见图7-14 3、确定链条型号和节距 4、确定链速v，润滑方式

例 设计某液体搅拌机中的滚子链传动。由电动机驱动，经过减速后，已知小链轮输入功率P=9. 6kW，转速n1=300r/min，传动比i=2 解：1）确定链轮齿数z1、z2 假定链速v=0.6~3m/s，根据表7-1，选择链轮齿数。 取Z1=19，大链轮齿数Z2=19×2.5=47.5，取47。 2）确定计算功率Pca 查附表7-2，得 KA=1.0 查图7-11，该链传动在高峰值左侧，查附表7-3得 Kz=1.0 查附表7-4，如果选单排链，得 Km=1.0

3）确定链条型号和节距 4）确定链速v，润滑方式 5）计算中心距和链节数 查图7-12，因为是单排链，选链条型号 16A，查附表7-1，节距P=25.4 4）确定链速v，润滑方式 与假定范围0.6~3m/s符合，满足要求。 5）计算中心距和链节数 取a0=800mm 故取链节距数LP=96。 因为 查附表7-5，插值得 f1=0.24746

6）计算压轴力 7）链轮结构设计 因为 如果链轮水平布置 FP = KFpFe=1.15×3983.4=4580.91N 链轮材料可选40钢 小链轮分度圆直径d1：

7.6 链传动的布置、张紧、润滑及防护 一、布置 1、链传动只能布置在铅垂面内，不能布置在水平或倾斜平面内 2、两轮中心线最好水平或水平面夹角小于45°

二、张紧 　　链传动张紧的目的，主要是为了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；同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。

二、张紧

三、链传动的润滑 链传动的润滑至关重要。合宜的润滑能显著降低链条铰链的磨损，延长使用寿命。 链传动的润滑方式有四种： 1）人工定期润滑 2）用油杯通过油管向松边内外链板间隙处滴油(图b) 3）油浴润滑(图c)或用甩油盘将油甩起，以进行飞溅润滑(图d） 4）用油泵经油管向链条连续供油，循环油可起润滑和冷却的作用

图7-14链传动的润滑范围选择

四、链传动的防护 目的：安全、防尘。 方法：加防护罩。

1、链传动中链节数取偶数，链轮齿数为奇数，最好互为质数，其原因是 。 A、磨损均匀； B、具有抗冲击力； C、减少磨损与胶合； D、瞬时传动比为定值。 2、滚子链传动中，滚子的作用是 。 A、缓和冲击； B、减小套筒与轮齿间磨损； C、提高链的破坏载荷； D、保证链条与轮齿间的良好啮合。 3、链传动中，链节数常采用偶数，这是为了使链传动 。 A、工作平稳； B、链条与链轮轮齿磨损均匀； C、提高传动效率； D、避免采用过渡链节。 4、应用标准套筒滚子链传动的许用功率曲线，必须根据 来选择链条的型号和润滑方法。 A、链条的圆周力和传递功率； B、小链轮的转速和计算功率； C、链条的圆周力和计算功率； D、链条的速度和计算功率

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48A 40A 单排A 32A 28A 系列滚子链的功率曲线 24A 20A 16A 12A 10A 08A 功率 p0(kw) 15 20 40 60 80 100 150 200 400 600 800 1000 1500 2000 4000 6000 小链轮转速n1(r/min) 0.1 0.15 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.5 2 4 6 8 300 功率 p0(kw) 链号 节距 08A 12.7 10A 15.875 12A 19.05 16A 25.4 20A 31.75 24A 38.1 28A 44.45 32A 50.8 40A 63.5 48A 76.2 48A 40A 32A 28A 24A 20A 单排A 系列滚子链的功率曲线 16A 12A 10A 08A

≤P0 计算功率Pca是根据传递的额定功率P，并考虑工作情况来确定的。 KA为链传动的工况系数；查附表7-2 Kz主动链轮齿数系数；查附表7-3 Km多排链系数；查附表7-4