§13-8 链传动的特点和应用 一、基本知识 1、组成原理：链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力。 动画

§13-8 链传动的特点和应用 链传动的优点： 1）平均传动比准确，压轴力小； 2）效率较高，容易实现多轴传动； §13-8 链传动的特点和应用 链传动的优点： 1）平均传动比准确，压轴力小； 2）效率较高，容易实现多轴传动； 3）安装精度要求较低，成本低； 4）适用于中心距较大的传动。 3.链传动的缺点: 1）瞬时传动比不恒定，瞬时链速不恒定； 2）传动的平稳性差，有噪音。

§13-8 链传动的特点和应用 4.应用： 通常，链传动的传动比i≤8；中心距a≤5~6 m；传递功率P≤100 kW；圆周速度v≤15 m/s；传动效率约为 0.95~0.98。 链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其它不宜采用齿轮传动的场合。广泛用于农业、采矿、冶金、石油、化工等行业中。

§13-9 链条和链轮 链条 齿形链 滚子链 一、滚子链 1.滚子链条的组成： 滚子 套筒 销轴 内链板 外链板 动画

§13-9 链条和链轮 2.链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。 3.滚子链的主要参数： §13-9 链条和链轮 2.链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。 3.滚子链的主要参数： 1）节距：滚子链上相邻两滚子中心的距离称为链的节距，以p表示，它是链条的主要参数。节距越大，链条各零件的尺寸越大，所能传递的功率也越大。 p 2）排数：如右图为双排链。 滚子链可制成单排链和多排链，如右图所示为双排链。 排数越多，承载能力越高，但各排链受载不均现象越严重，故排数不宜过多。

§13-9 链条和链轮 3）长度：链条长度以链节数来表示。 4）链条的标记方法：见书P226底部小字。 4.链条的接头形式： §13-9 链条和链轮 3）长度：链条长度以链节数来表示。 滚子链已标准化，分为A、B两种系列，常用的是A系列。表13-11列出几种A系列滚子链的主要参数。 4）链条的标记方法：见书P226底部小字。 4.链条的接头形式： 链节数为奇数时，接头处须用过渡链节。为避免使用过渡链节，链节数最好取为偶数。

§13-9 链条和链轮 动画

§13-9 链条和链轮 二、齿形链： 齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。 §13-9 链条和链轮 二、齿形链： 齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。 优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高。 缺点：结构复杂、价格较贵、也较重，所以它的应用没有滚子链那样广泛。 应用场合：多应用于高速（链速可达40m/s）或运动精度要求较高的场合。

§13-9 链条和链轮 三、链轮 链轮的齿形要能够保证链条与其平稳的进入和退出啮合，而且要便于加工制造。

§13-9 链条和链轮 端面齿形 ：三圆弧一直线 d 180˚ Z r2 b c r3 r1 a 滚子链链轮端面齿形

§13-9 链条和链轮 轴面齿形 ：圆弧+直线 （各部分尺寸见《机械设计手册》第三卷） 零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。 b §13-9 链条和链轮 轴面齿形 ：圆弧+直线 （各部分尺寸见《机械设计手册》第三卷） b g (h) r5 B2 B3 pt 单排链轮轴面齿形 多排链轮轴面齿形 直线 r4 零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。

§13-9 链条和链轮 1、标准参数：国标规定其最大值和最小值。 1）齿面圆弧半径：re 2）齿沟圆弧半径：ri 3）齿沟角：α α p §13-9 链条和链轮 1、标准参数：国标规定其最大值和最小值。 1）齿面圆弧半径：re 2）齿沟圆弧半径：ri 3）齿沟角：α 滚子链链轮端面齿形 p d1 d re ri 360˚ Z da α df

§13-9 链条和链轮 2、链轮主要尺寸计算公式： α 分度圆直径：链条上被链条节距等分的圆称为链轮的分度圆。 p d1 d re ri §13-9 链条和链轮 2、链轮主要尺寸计算公式： 分度圆直径：链条上被链条节距等分的圆称为链轮的分度圆。 滚子链链轮端面齿形 p d1 d re ri 360˚ Z da α df 齿顶圆直径（三圆弧一直线） df=d-d1 齿根圆直径：

§13-9 链条和链轮 3、 链轮的材料 链轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，故齿面多经热处理。 §13-9 链条和链轮 3、 链轮的材料 链轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，故齿面多经热处理。 小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用材料一般优于大链轮。 常用的链轮材料有碳素钢（如Q235、 Q275、 45、ZG310-570等） 、灰铸铁（如 HT200）等。重要的链轮可采用合金钢。

§13-9 链条和链轮 4、 链轮的结构 链轮的结构如图所示。 小直径链轮可制成实心式（整体式）； 中等直径的链轮可制成孔板式； §13-9 链条和链轮 4、 链轮的结构 链轮的结构如图所示。 小直径链轮可制成实心式（整体式）； 中等直径的链轮可制成孔板式； 直径较大的链轮可设计成组合式，若轮齿因磨损而失效，可更换齿圈。 链轮轮毂部分的尺寸可参考带轮。 整体式链轮 孔板式链轮 组合式链轮

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 一、链传动的运动分析 ω1 链传动中，链条绕在链轮上相当于绕在边长为链条节距p,边数为链轮齿数z的正多边形上。 ω1 平均链速为 平均传动比为 平均链速和平均传动比都是恒定的。

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 动画

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 链条线速度的变化可用链速不均匀系数δ来表示 齿数不同时链速不均匀系数的变化如图13-28所示。 由于多边形效应，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。 瞬时传动比： 从动轮相位角 主动轮相位角 从动轮分度圆半径

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 二、链传动的受力分析 1.链传动也需要张紧：虽然链传动是靠链条和链轮的啮合传递力和力矩的，但为了避免影响链条正常退出啮合、产生振动、跳齿或脱链现象，张紧不可少。但比带传动的张紧力小的多。 通常，链传动张紧力是通过使链保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得的。

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 弹簧自动张紧 重力自动张紧 托架自动张紧 张紧轮定期张紧

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 2. 受力分析： 链在工作过程中，紧边和松边的拉力是不等的。若不计传动中的动载荷，作用在链上的力有：圆周力（即有效拉力）F，离心拉力Fc和悬垂拉力Fy。 1）有效拉力(作用于紧边) ：

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 2）离心力：围绕在链轮上的链节在运动中产生的离心拉力（作用于全长） Fc=qv2 N 式中：q为链的每米长质量，kg/m，见表13-11；v为链速， m/s。

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 3）悬垂拉力（作用于全长）：可利用求悬索拉力的方法近似求得 Fy=Kyqga N 式中：a为链传动的中心距，m；Ky为下垂量y=0.02a时的垂度系数，其值与中心线与水平线的夹角β有关。

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 链的紧边拉力为： F1=F+Fc+Fy N 松边拉力为： F2=Fc+Fy N 可见，链受的是变载荷。 链作用在轴上的压力FQ可近似取为 FQ=(1.2~1.3) F 有冲击和振动时取大值。

§13-11 链传动的主要参数及其选择 一、链轮齿数 1.小链轮齿数z1： 对链传动的平稳性和使用寿命有较大的影响。 Z1↓→外廓尺寸↓，但Z1不宜过少，因为： Z1过少→1）传动的不均匀性和动载荷↑；2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角↑，→铰链的磨损↑；3）链传递的圆周力↑，→链条和链轮的损坏↑。 对于滚子链，可按链速由表13-12选取zl。

§13-11 链传动的主要参数及其选择 2.大链轮齿数z2： 按传动比确定，z2=iz1。 z2不宜过大， zmax=120。

§13-11 链传动的主要参数及其选择 注意：若链条的铰链发生磨损，将使链条节距变长、链轮节圆d向齿顶移动。节距增长量△p与节圆外移量△d的关系，可由式（13-18）导出： 由此可知△p一定时，齿数越多节圆外移量△d就越大，也越容易发生跳齿和脱链现象。 脱链常发生在大链轮上。 一般链条节数为偶数，而链轮齿数最好选取奇数，这样可使磨损较均匀。 动画

§13-11 链传动的主要参数及其选择 二、链的节距 如图所示，当链节以一定的相对速度与链轮齿啮合的瞬间，将产生冲击和动载荷。 链的节距p是链条最主要的参数。 p↑ 承载能力↑ 振动、冲击、噪声↑，不平稳 动画 如图所示，当链节以一定的相对速度与链轮齿啮合的瞬间，将产生冲击和动载荷。 节距越大、链轮转速越高，冲击越大。 设计时，满足承载力的前提下，尽量选小p值。

§13-11 链传动的主要参数及其选择 三、中心距和链的节数 中心距太大，会引起从动边垂度过大，传动时造成松边颤动。 中心距过小，小链轮包角较小，同时啮合的链轮齿数也较小，承载能力下降。 所以通常取：a＝(30～50)p，最大中心距amax ≤80p。 有张紧装置或托板时， amax 可大于80p；对中心距不能调整的传动， amax≈ 30p。

§13-11 链传动的主要参数及其选择 链条长度以链节数Lp（节距p的倍数）来表示。与带传动相似，链节数 Lp与中心距a之间的关系为 一般中心距设计成可以调节的。若中心距不能调节而又没有张紧装置时，应将计算的中心距减小2~5 mm。这样可使链条有小的初垂度，以保持链传动的张紧。

§13-12 滚子链传动的计算 一、失效形式 链传动的主要失效形式有以下几种： 1）链板疲劳 （正常润滑条件下） 2）铰链的磨损 §13-12 滚子链传动的计算 一、失效形式 链传动的主要失效形式有以下几种： 1）链板疲劳 2）铰链的磨损 3）滚子、套筒的冲击疲劳 4）销轴与套筒工作面的胶合 5）链的静力拉断 （正常润滑条件下） （开式，环境条件恶劣或润滑不良） （润滑不当或速度过高） （中、 高速条件下） （低速重载或严重过载）

§13-12 滚子链传动的计算

§13-12 滚子链传动的计算 二、功率曲线图 在特定条件下制定的，即： §13-12 滚子链传动的计算 二、功率曲线图 在特定条件下制定的，即： ⑴两链轮共面，轴线水平安装； ⑵小链轮齿数z1=19；⑶链长Lp=100节； ⑷载荷平稳； ⑸按推荐方式润滑；⑹能连续15000小时满负荷运转；⑺链条因磨损引起的相对伸长量不超过3%。 若润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将图中P0值降低：当链速v≤l.5 m/s时，降低到50％；当l.5 m/s＜v≤7 m/s时，降低到25％。当v＞7 m/s而又润滑不当时，传动不可靠。

48A 40A 32A 28A 24A 单排A 20A 系列滚子链的功率曲线 16A 12A 10A 08A 功率 p0(kw) 0.1 0.15 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.5 2 4 6 8 10 15 20 40 60 80 100 150 200 300 功率 p0(kw) 10 15 20 40 60 80 100 150 200 400 600 800 1000 1500 2000 4000 6000 小链轮转速n1(r/min) 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 16A 12A 单排A 系列滚子链的功率曲线 10A 08A 设计：潘存云

§13-12 滚子链传动的计算 滚子链的功率曲线图表明，当采用推荐的润滑方式时，链传动所能传递的功率P0、小轮转速n1和链号三者之间的关系。

§13-12 滚子链传动的计算 三、链传动的计算 实际工作条件与上述特定条件不同时，应对P0加以修正。故实际工作条件下链条所能传递的功率，即许用功率[P0]可表示为 [P0]= P0KzKLKm 式中：Kz为小链轮的齿数z1≠19时的修正系数，见表13-13； KL为链长Lp ≠ 100节时的修正系数； Km为多排链系数，见表13-14。 对于一般链轮v>0.6m/s的链传动，主要失效形式为疲劳破坏，故设计计算通常以疲劳强度为主并综合考虑其他失效形式的影响。设计准则为：

§13-12 滚子链传动的计算 即： 式中：计算功率Pc=KAP，此处KA为工作情况系数，见表 13-15；P为名义功率，kW。 §13-12 滚子链传动的计算 即： 式中：计算功率Pc=KAP，此处KA为工作情况系数，见表 13-15；P为名义功率，kW。 当 v≤0. 6 m/s时，主要失效形式为链条的过载拉断，设计时必须验算静力强度的安全系数 式中：Q为链的极限载荷，见表；F1为紧边拉力。

§13-12 滚子链传动的计算 小结： 滚子链传动的设计计算设计内容：确定两链轮齿数z1和z2；计算链轮的主要几何尺寸；选择链号；确定链节距p；计算链节数Lp；计算实际中心距a；确定润滑方式、链条工作拉力F及作用在轴上的压力FQ；在链速v ＜0.6m/s时进行静强度校核。 设计步骤： ① 选择链轮齿数z1和z2； ② 确定计算功率Pc； ③ 选择链号(确定链节距p)； ④ 计算链传动实际中心距a和链节数Lp； ⑤ 验算链速v； ⑥ 选择润滑方式； ⑦ 计算链传动的压轴力FQ； ⑧ 链轮结构设计。

§13-13 链传动的润滑和布置 一、链传动的润滑 链传动的润滑至关重要。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。 §13-13 链传动的润滑和布置 一、链传动的润滑 链传动的润滑至关重要。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。 1.润滑方式的选取：

§13-13 链传动的润滑和布置

§13-13 链传动的润滑和布置 二、链传动的布置 链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜采用水平或接近水平的布置，并使松边在下边，参看表13-14。

第13章 链传动 作业：13-5，13-12