机械设计CH09

1、第九章 链传动 9-2 传动链的结构特点 9-1 链传动的特点及应用 *9-3 滚子链链轮的结构和材料 9-4 链传动的工作情况分析 *9-5 滚子链传动的设计计算 *9-7 链传动的布置、张紧、润滑与防护 特点及应用1 链传动的特点及应用 工作原理 链传动通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力（链传动图）。 特点： 应用场合： 链传动主要用在要求工作可靠，两轴相距较远，低速重载，工作环境 恶劣的场合。 与摩擦型带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小， 结构紧凑，能在高温和潮湿的环境工作，适于低速情况下工作。 与齿轮传动相比，链传动制造与安装精度要求较低，成本低廉，可远距

2、离 传动。 链传动的主要缺点是：只能用于平行轴之间的同向传动，不能保持恒定的 瞬时传动比，易发生跳齿，有噪声，不宜用于载荷变化很大、高速和急速 反向的传动。 传动链的结构特点1 传动链的结构特点 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。 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。 外链板 内链板 套筒 滚子 销轴 滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成正比， 但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。 一、滚子链一、滚子链 传动链的结构 特点2 链条的接头处的固定形式有： 传动链的结构特点 用开口销固定，多

3、用于大节距链弹簧卡片固定，多用于小节距链 设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可 避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承 载能力下降。 滚子链的规格和主要参数见表9-1 滚子链的标记示例： 08A 1 88 GB/T 12432006 传动链的结构特点3 传动链的结构特点 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 轮轮齿相啮合而传递运动。 特点与应用特点与应用与滚子链相比，齿形链传动平稳、无噪声、承受冲击 性能好，效率高，工作可靠；但结构复杂，价格较高。多用于高速、大传 动比和小中心距等工作条件较为严酷的场合。 齿形链上设有导板，以防止链条工作时发生侧向

4、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。 链轮的结构和材料2 一、一、 链轮齿形链轮齿形 链轮齿形在工作图上不画出，只需注明其基本参数和主要尺寸， 按 “GB/T 12432006”制造和检验即可。实际齿形取决于加工刀具 和加工方法。 滚子链链轮的结构和材料 二、二、 链轮的基本参数和主要尺寸链轮的基本参数和主要尺寸 链轮的基本参数： 配用链条的节距 p、套筒的最大外径 d1、排距 pt、齿数 z。 链轮的主要尺寸见下图，计算公式见表 9-3、9-4 。 dgdkdfdadgd 链轮的结构如上图。链轮的直径小时通常制成整体（实心）式（a）

5、， 直径较大时制成孔板式（b），直径很大时，制成组合式（c、d）。 链轮轮齿应有足够的耐磨性和强度，常用材料为中、低碳钢 ，不重要 场合则用 Q235 等，高速重载时采用合金钢 ，低速时大链轮可采用铸铁。 因小链轮的啮合次数多，小链轮的材料应优于大链轮，并进行热处理。 三、三、 链轮的结构和材料链轮的结构和材料 滚子链链轮的结构和材料 运动特性1 链传动的工作情况分析 一、链传动的运动特性一、链传动的运动特性 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，正多边形 的边长等于链条的节距 p，边数等于链轮齿数z。（为分析方便，将紧边放置于 水平位置） 链的平均速度为： 100060100

6、060 2211 pnzpnz v 链传动的平均传动比为： 1 2 2 1 z z n n i 链条铰链A点的前进分速度 cos 11 Rvx 上下运动分速度sin 11 Rvy 运动特性2 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，链速的变化就越大。 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。 因为从动链轮的角速度为： cos cos

7、cos 2 11 2 2 R R R vx 所以链传动瞬时传动比为： cos cos 1 2 2 1 R R i 动画演示 链传动的工作情况分析 二、链传动的动载荷二、链传动的动载荷 链传动在工作时引起动载荷的主要原因是： 1. 链速和从动链轮角速度周期性变化。 链条前进的加速度引起的动载荷为： c1d maF 2 180 sin 2 1 1 2 11max p z Rac 而 可见：链轮转速越高、链节距越大、链轮齿数越小，动载荷就越大。链轮转速越高、链节距越大、链轮齿数越小，动载荷就越大。 2. 链条沿垂直方向的分速度vy也在作周期性变化，使链条发生横向振动。 3. 链节和链轮啮合瞬间的相对

8、速度，也将 引起冲击和动载荷。（右图：根据相对运 动原理，把链轮看成静止的，链节就以角 速度进入轮齿而产生冲击。） 显然，节距越大，链轮的转速越高， 则冲击越强烈。 链传动的工作情况分析 受力分析1 链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力（比带传动小得多）。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振动、 跳齿或脱链现象。 链的紧边拉力为： fce1 FFFF 链的松边拉力为： fc2 FFF 其中：Fe为有效圆周力： v P F 1000 e Fc为离心力引起的拉力： 2 c qvF Ff为悬垂拉力（图9-9）。 链传动的工作情况分析 三、链传动的受力分析三、链传动的

9、受力分析 设计计算1 滚子链传动的设计计算 一、失效形式和额定功率 链传动的失效形式：链的疲劳破环（主要）、链条铰链的磨损、链条 铰链的胶合（高速）以及链条的静力拉断（低速、过载）。 上图示为润滑良好的单排链的极限功率曲线图。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；当转速很高时，会出现铰 链胶合现象，使链条迅速失效。 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 极限功率 Plim/kW 小链轮转速n1 /(r

10、/min) 额定功率曲线 设计计算2 滚子链传动的设计计算 二、链传动的参数选择 1链轮齿数 通常限制链传动的传动比 i6，i 过大则链条在小链轮上包角小，啮 合齿数少，易出现跳齿或加速磨损。推荐的传动比 i2 3.5，链条在小 链轮上的包角不应小于120。 选择小链轮齿数 Z1 计算大链轮齿数 Z2 = i Z1。 小链轮齿数 Z1 过少运动不平稳严重。 小链轮齿数 Z1 过大增大了传动的尺寸和质量，且易跳齿和脱链 。 2传动比 i 齿数确定方法：P177。 滚子链传动的设计计算 3链的节距和排数 链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大， 振动冲击和噪声也越严重。 设计计算

11、3 设计一般尽量选取小节距的单排链；速度高、功率大时，宜选用小 节距的多排链；当中心距小、传动比大时，应选小节距的多排链；中心 距大；传动比小时，应选大节距的单排链 。 4中心距 a 一般取中心距 a0 = (3050)p，最大取 a0max = 80p。 a 过小 应力循环次数增大、链条在小链轮上包角小 加剧磨损、疲劳 a 过大 从动边垂度过大 松边易颤动 布置张紧和润 滑1 链传动的布置、张紧、润滑与防护 一、链传动的布置 链传动应布置在铅垂面内，中心线可水平或倾斜。 链传动的紧边在上方或在下方都可以，但在上方好一些 。 应保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链 。 二、链传动的张紧 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。 弹簧力张紧砝码张紧定期调整张紧 问题：带传动的紧边、松边应如何布置？ 松边在上，避免包角减小。 布置张紧和润滑2 三、链传动的润滑 润滑油推荐采用牌号为：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全损耗系统用油。 对于开式及重载低速传动，可在润滑油