第九章链传动(2)(精品)

1、第九章 链传动本章学习要求：本章学习要求：1、了解链传动的工作原理、特点和应用、了解链传动的工作原理、特点和应用2、了解滚子链的标准、规格及链轮结构的特点、了解滚子链的标准、规格及链轮结构的特点3、理解滚子链运动特性的多边形效应和受力分析、理解滚子链运动特性的多边形效应和受力分析4、掌握滚子链传动的设计计算方法、掌握滚子链传动的设计计算方法5、了解链传动的布置、张紧和润滑、了解链传动的布置、张紧和润滑 链传动属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮轮齿与链节的啮链传动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。合传递运动和动力。9-1 概概 述述一、链传动的特点和应用一、链传动

2、的特点和应用优点：优点：1）平均传动比准确；）平均传动比准确；4）效率较高，）效率较高， 压轴力小；压轴力小；2）安装精度要求较低，成本低；）安装精度要求较低，成本低；3）适用于中心距较大的传动。）适用于中心距较大的传动。缺点：缺点：1）瞬时传动比不恒定，瞬时链速不恒定；）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。）传动的平稳性差，有噪音。 链传动主要用在链传动主要用在转速不高，两轴中心距较大，要求平均传动比准转速不高，两轴中心距较大，要求平均传动比准确的场合确的场合。3）只能用于两平行轴的运动传递。）只能用于两平行轴的运动传递。概概 述述二、链传动的类型二、链传动的类型按

3、用途按用途传动链传动链输送链输送链起重链起重链短节距精密滚子链（滚子链）短节距精密滚子链（滚子链）齿形链齿形链滚子链传动应用：滚子链传动应用：传动功率传动功率P100kW链速链速v 15m/s传动比传动比imax 8 （23.5）链传动不适用于冲击与急速反向等情况。链传动不适用于冲击与急速反向等情况。滚子链的结构滚子链的结构1一、滚子链的结构与尺寸一、滚子链的结构与尺寸 （图（图92）9-2 传动链结构特点传动链结构特点组成和配合组成和配合结构结构滚子链的结构滚子链的结构1 内链板与套筒之间、外链板与内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接；销轴之间为过盈联接； 滚子与套筒之间、套筒与销轴

4、滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。之间均为间隙配合。一、滚子链的结构与尺寸一、滚子链的结构与尺寸外链板外链板内链板内链板套筒套筒滚子滚子销轴销轴p（图（图92）9-2 传动链结构特点传动链结构特点 内外链板相对挠曲时，套筒可绕内外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴相对转动；销轴相对转动； 滚子活套在套筒上，工作时，滚滚子活套在套筒上，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，可减少磨损。子沿链轮齿廓滚动，可减少磨损。 链的磨损主要发生在销轴和套筒的接触面上，所以，内外链板间链的磨损主要发生在销轴和套筒的接触面上，所以，内外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面。应留少许间隙，以便润滑油渗入

5、销轴和套筒的摩擦面。组成和配合组成和配合链条的接头形式链条的接头形式用用弹簧卡片弹簧卡片固定固定用用开口销开口销固定固定过渡链节过渡链节传动链结构特点传动链结构特点 内、外链板均为内、外链板均为“” 型。型。 接头接头:为形成链节首尾相接的环形链条而加入的装置。为形成链节首尾相接的环形链条而加入的装置。链接数为偶数链接数为偶数链接数为奇数链接数为奇数链接数一般为偶数。链接数一般为偶数。 传动链结构特点传动链结构特点二、滚子链的结构与尺寸二、滚子链的结构与尺寸基本参数基本参数滚子链已经标准化，其尺寸规格见滚子链已经标准化，其尺寸规格见表表91 。节距节距 p：链上相邻两铰链中心之间的距离。：链上

6、相邻两铰链中心之间的距离。节距节距p国际采用英制单位国际采用英制单位我国采用英制折算成米制的单位我国采用英制折算成米制的单位链号：同相应的标准链号一致，链号：同相应的标准链号一致，后缀后缀A或或B：表示：表示A或或B系列系列A系列：用于重载、高速或重要传动系列：用于重载、高速或重要传动B系列：用于一般传动系列：用于一般传动164 .25 链号数节距p链接数链接数Lp：表示链的长度。：表示链的长度。为避免使用过渡链节，为避免使用过渡链节，链节数最好为偶数链节数最好为偶数。 标记标记传动链结构特点传动链结构特点排数多排数多承载能力与排数成正比增大承载能力与排数成正比增大把一根以上的单列链并列，用长

7、销轴连接把一根以上的单列链并列，用长销轴连接起来的链起来的链多排链多排链为保证受力均匀，一般排数不超过为保证受力均匀，一般排数不超过34。排距排距pt：相邻两排链间距：相邻两排链间距9-3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料一、链轮齿形一、链轮齿形国标中链轮齿形规定国标中链轮齿形规定滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合，其链轮齿形的设计可以有较滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合，其链轮齿形的设计可以有较大的灵活性，大的灵活性，GB1244一一85中没有规定具体的链轮齿形，仅仅规定中没有规定具体的链轮齿形，仅仅规定了最大和最小齿槽形状及其极限参数，见了最大和最小齿槽形状及其极限参数，见表表9

8、-2。凡在两个极限齿槽。凡在两个极限齿槽形状之间的各种标准齿形均可采用。形状之间的各种标准齿形均可采用。 对链轮齿形对链轮齿形基本要求基本要求1、保证链节平稳进入和退出啮合；、保证链节平稳进入和退出啮合；2、减少啮合时的冲击和接触应力；、减少啮合时的冲击和接触应力；3、链节距因磨损而增长后，仍能与链轮很好的啮合。、链节距因磨损而增长后，仍能与链轮很好的啮合。 这种齿形已经标准化，由标准成型这种齿形已经标准化，由标准成型刀具加工，故刀具加工，故链轮图上不必绘端面形链轮图上不必绘端面形，只注明只注明“齿形按齿形按3R GB12431997规定规定制造制造”即可。即可。常用链轮齿形及参数常用链轮齿形

9、及参数常用的链轮常用的链轮端面齿形端面齿形由三段圆弧和由三段圆弧和一段直线组成，简称一段直线组成，简称三圆弧一直线齿形三圆弧一直线齿形但但应绘制应绘制轴面齿形轴面齿形 ( 应符合应符合GB1243-1997的规定的规定 )。 ddadfabcdarrr213zo2o1o3180dfdad滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料链轮的材料应具有足够的耐磨性和强度。链轮的材料应具有足够的耐磨性和强度。链轮材料表链轮材料表二、链轮的结构二、链轮的结构链节距链节距 p 、齿数、齿数 z 链轮尺寸计算公式链轮尺寸计算公式分度圆直径：分度圆直径：齿顶圆直径齿顶圆直径 da齿根圆直径：齿根圆直径：zpd

10、180sin1fddd 图中应注明：图中应注明： 整体式链轮整体式链轮孔板式链轮孔板式链轮 组合式链轮组合式链轮整体式：整体式：孔板式：孔板式：组合式：组合式：小直径的链轮小直径的链轮中等尺寸的链轮中等尺寸的链轮大直径的链轮大直径的链轮三、三、 链轮的材料链轮的材料通常，小链轮用较好的材料。通常，小链轮用较好的材料。（图（图96）链轮分度圆链轮分度圆：绕在链轮上的各链节滚子中心所在的圆。：绕在链轮上的各链节滚子中心所在的圆。滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料9-4 链传动的运动特性链传动的运动特性一、链传动的运动不均匀性一、链传动的运动不均匀性在链传动中，链条绕在链轮上如同绕在两个正

11、多边形的轮子上，在链传动中，链条绕在链轮上如同绕在两个正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链节距正多边形的边长等于链节距 p，边数等于链轮齿数，边数等于链轮齿数z。 平均链速为：平均链速为：1000601000602211pnzpnz 平均传动比为：平均传动比为：1221zznni（是恒定的）（是恒定的）c平均速度和平均传动比平均速度和平均传动比链传动的运动特性链传动的运动特性瞬时速度和瞬时传动比瞬时速度和瞬时传动比11Rc主动轮：主动轮：链的水平速度：链的水平速度：cos11Rx垂直速度：垂直速度：sin111Ry)22(11)/360(11zA2121链速是周期性变化的，链速是周期性变化的

12、，转速越高转速越高，齿数越少（节距越大）齿数越少（节距越大），链速的变链速的变化就越大化就越大。链条垂直运动的瞬时速度的周期变化使链条上下抖动。链条垂直运动的瞬时速度的周期变化使链条上下抖动。链传动的运动特性链传动的运动特性主动轮链速变化规律：主动轮链速变化规律：链的水平速度：链的水平速度：cos11Rx垂直速度：垂直速度：sin111Ry)22(11)/360(11z 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。传动比都是周期性变化的。从动轮上从动轮上 c点点 的速度：的速度：coscoscos112Rx

13、瞬时传动比：瞬时传动比：coscos1221RRi )22(22)/360(22z22Rcoscos12ddc链传动的运动特性链传动的运动特性链传动的运动特性链传动的运动特性二、链传动的动载荷二、链传动的动载荷1、链和从动链轮均做周期性的变速运动，从而引起动载荷。、链和从动链轮均做周期性的变速运动，从而引起动载荷。链轮的链轮的转速越高、链节距越大、齿数越少转速越高、链节距越大、齿数越少，则动，则动载荷就越大。载荷就越大。动载荷（惯性力）为：动载荷（惯性力）为：cmaF d最大加速度为：最大加速度为：221maxpac3、链节和链轮啮合的瞬间，也将引起冲击和动载荷。链节距越、链节和链轮啮合的瞬间

14、，也将引起冲击和动载荷。链节距越大，链轮转速越高，则冲击越强烈。大，链轮转速越高，则冲击越强烈。链传动的不均匀性称为链传动的链传动的不均匀性称为链传动的多边形效应多边形效应。 只有只有z1z2，且链的紧边长恰为链节距的整数倍，且链的紧边长恰为链节距的整数倍时，瞬时时，瞬时 i 才恒定才恒定2、链条垂直方向的上下抖动和从动链轮的变速转动也会引起动载荷、链条垂直方向的上下抖动和从动链轮的变速转动也会引起动载荷 链传动的运动不均匀性和动载荷是链传动的固有特性。 *链的节距越大，多边形效应越严重*链轮转速越高，多边形效应越严重降低动载荷的措施：降低动载荷的措施：(1)n1nlim;(2)链传动尽量放在

15、低速级；(3)选用小p，多z 的链传动。受力分析受力分析三、链传动的受力分析三、链传动的受力分析链传动的运动特性链传动的运动特性链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力；链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力；张紧力是通过使链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力得来；张紧力是通过使链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力得来；不计动载荷不计动载荷紧边拉力紧边拉力fce1FFFF松边拉力松边拉力 fc2FFF（可见，链受的是变载荷）（可见，链受的是变载荷）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。与

16、带传动比，张紧力小与带传动比，张紧力小张紧的目的：张紧的目的：链传动的运动特性链传动的运动特性3. 悬垂拉力悬垂拉力) , max(fffFFF （作用于全长）（作用于全长）PF1000e2. 离心拉力离心拉力2cqF 1. 有效圆周力有效圆周力 （作用于紧边）（作用于紧边）（作用于全长）（作用于全长）式中：式中： q每米链长质量每米链长质量(kg/m)。链速链速功率功率紧边拉力紧边拉力fce1FFFF松边拉力松边拉力 fc2FFF11-3 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算19-5 滚子滚子链传动的设计计算链传动的设计计算一、滚子链传动的失效形式一、滚子链传动的失效形式失效图片失效图片

17、1）链板疲劳断裂）链板疲劳断裂2）铰链的磨损）铰链的磨损3）滚子、套筒的冲击疲劳）滚子、套筒的冲击疲劳4）销轴与套筒工作面的胶合）销轴与套筒工作面的胶合5）链的静力拉断）链的静力拉断p + pp)sin(180zpd场合：正常润滑和中速条件下的主要失效形式场合：正常润滑和中速条件下的主要失效形式疲劳破坏是限定链传动能力的主要因素。疲劳破坏是限定链传动能力的主要因素。结果：链节距增大，链条总长度增加，链的松边垂度增大，从而结果：链节距增大，链条总长度增加，链的松边垂度增大，从而增大了传动的不平稳性，易引起增大了传动的不平稳性，易引起跳齿跳齿。场合：开式传动、环境恶劣或润滑不良处场合：开式传动、环

18、境恶劣或润滑不良处场合：中、高速闭式链传动场合：中、高速闭式链传动场合：润滑不当或速度过高场合：润滑不当或速度过高场合：低速（场合：低速（0.6m/s）重载）重载滚子滚子链传动的设计计算链传动的设计计算二、额定功率曲线二、额定功率曲线 每种失效形式都会限定每种失效形式都会限定链传动所能传递的功率。链传动所能传递的功率。 各种失效形式所限定的极限各种失效形式所限定的极限功率曲线，见功率曲线，见图图910。额定功率额定功率P0/kW小链轮转速小链轮转速n1 /(r/min)0 0链板疲劳限定链板疲劳限定滚子、套筒冲击滚子、套筒冲击疲劳限定疲劳限定销轴和套筒销轴和套筒胶合限定胶合限定各种型号滚子链在

19、各种型号滚子链在特定试验条件特定试验条件下的下的额定功率曲线额定功率曲线。磨损限定磨损限定极限功率曲线极限功率曲线额定功率曲线额定功率曲线当实际工作条件与上述特定试验条件不同时，需进行修正：当实际工作条件与上述特定试验条件不同时，需进行修正：工作情况工作情况主动链轮齿数主动链轮齿数链传动排数链传动排数滚子滚子链传动的设计计算链传动的设计计算三、链传动参数选择三、链传动参数选择计算大链轮齿数计算大链轮齿数 z2 = i z1。z1过少过少运动不均匀性和动载荷增加运动不均匀性和动载荷增加 链节相对转角增大，铰链磨损加剧链节相对转角增大，铰链磨损加剧 链传动圆周力增大，加速链条和链轮磨损链传动圆周力

20、增大，加速链条和链轮磨损合理选取合理选取 z1z2 过大过大链节磨损链节磨损容易导致容易导致脱链脱链 。 故故限制限制 zmax150，一般取一般取z2114 。)sin(180zpd1、链轮齿数、链轮齿数 zz1不宜太少不宜太少链轮最少齿数链轮最少齿数zmin=9，一般取，一般取z117，（参考链速参考链速） 高速有冲击高速有冲击z125，且链轮淬硬，且链轮淬硬因链节数为偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为因链节数为偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数，且尽可能与链接数互质。奇数，且尽可能与链接数互质。滚子滚子链传动的设计计算链传动的设计计算通常通常 i6，推荐的传动比，

21、推荐的传动比 i 2 3.5。 2、传动比、传动比 ii，则小轮包角，则小轮包角。 应保证应保证小轮包角小轮包角120。4链节距和排数链节距和排数 3 3、中心距和链节数、中心距和链节数链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。初选中心距初选中心距 a0= (3050) p，最大取，最大取 a0max= 80 p。链节数：链节数：0212210p0)2(22apzzzzpaL Lp最好最好圆整为偶数圆整为偶数，中心距，中心距 a 按按 计算。计算。)(2211zzLpfap根据计算功率根据计算功率 Pca和小链轮转速和小链轮转速 n1查查图

22、图9-11确定确定链号链号，再由，再由表表91查得链节距查得链节距 p 。滚子滚子链传动的设计计算链传动的设计计算链的节距越大，承载能力就越高，但运动不均匀性也增大。链的节距越大，承载能力就越高，但运动不均匀性也增大。在满足承载能力的前提下，应在满足承载能力的前提下，应尽量选取较小的链节距尽量选取较小的链节距。 高速重载高速重载时，可时，可选小节距多排链选小节距多排链。5、链速和链轮的极限转速、链速和链轮的极限转速通常，通常， 链速不超过链速不超过12m/s，否则，动载荷会过大。，否则，动载荷会过大。链轮最佳转速和极限转速链轮最佳转速和极限转速参考参考图图9-11：图中：图中：接近于最大许用传

23、动功率的转速为最佳转速接近于最大许用传动功率的转速为最佳转速 功率曲线右侧竖线为极限转速。功率曲线右侧竖线为极限转速。传动比小、而中心距大时，选大节距的单排链。传动比小、而中心距大时，选大节距的单排链。传动比大、而中心距小时，选小节距的多排链。传动比大、而中心距小时，选小节距的多排链。滚子滚子链传动的设计计算链传动的设计计算四、滚子链传动的设计计算四、滚子链传动的设计计算1、已知条件：链传动工作条件，传动位置与总体尺寸限制；、已知条件：链传动工作条件，传动位置与总体尺寸限制；所传递功率所传递功率P，主动链轮转速，主动链轮转速n1，从动链轮转速，从动链轮转速n2或传动比或传动比i。2、设计内容：

24、确定链条型号、链节数、设计内容：确定链条型号、链节数Lp和排数，链轮齿数和排数，链轮齿数z1和和z2，链轮的结构、材料、几何尺寸，链轮的中心距链轮的结构、材料、几何尺寸，链轮的中心距a，压轴力，压轴力Fp，润滑，润滑方式及张紧装置等方式及张紧装置等3、设计步骤和方法：、设计步骤和方法：（1）计算当量的单排链的计算功率）计算当量的单排链的计算功率PcaPKKKPpZAcaKA：工况系数，表：工况系数，表9-6KZ：主动链轮系数，图：主动链轮系数，图9-13KP：多排链系数，双排链：多排链系数，双排链：KP=1.75；三排链：；三排链：Kp=2.5;滚子滚子链传动的设计计算链传动的设计计算（2）确

25、定链条型号和节距）确定链条型号和节距p链条型号：据链条型号：据Pca和和n1，由，由图图9-11得到得到链节距链节距p由链条型号据由链条型号据表表9-1确定确定（3）选择链轮齿数）选择链轮齿数z1、z2和确定传动比和确定传动比i链轮齿数在链轮齿数在17114之间，之间，小齿轮齿数据链速选择；小齿轮齿数据链速选择；大齿轮齿数据传动比按下式计算：大齿轮齿数据传动比按下式计算：链轮齿数尽量为奇数，且与链节数互质。链轮齿数尽量为奇数，且与链节数互质。12zzi 滚子滚子链传动的设计计算链传动的设计计算（4）计算链节数和中心距）计算链节数和中心距pa)5030(0初选中心距初选中心距 02122100)

26、2(22apzzzzpaLp计算链节距计算链节距 为避免使用过渡链接，链节数应圆整为偶数。为避免使用过渡链接，链节数应圆整为偶数。 )(2211zzLpfap链传动最大中心距链传动最大中心距其中：其中：f1中心距计算系数，表中心距计算系数，表9-7 滚子滚子链传动的设计计算链传动的设计计算（5）计算链速，确定润滑方式）计算链速，确定润滑方式1000601000602211pnzpnzv平均链速平均链速 据链速据链速v由图由图9-14选择合适的润滑方式选择合适的润滑方式 （6）计算链传动作用在轴上的压轴力）计算链传动作用在轴上的压轴力FpeFPpFKF压轴力压轴力 其中：其中：Fe有效圆周力，有效圆周力，N KFP压轴力系数，水平传动压轴力系数，水平传动KFP=1.15 垂直传动垂直传动KFP=1.059-4 链传动的合理布置和润滑链传动的合理布置和润滑一、一、链传动的合理布置链传动的合理布置1）两链轮的回转平面应在同一铅垂面内；）两链轮的回转平面应在同一铅垂面内；二、链传动的张紧二、链传动的张紧目的：避免链的垂度过大，产生啮合不良和链条的振动现象目的：避免链的垂度过大，产生啮合不良和链条的振动现象; 增大链条和链轮的啮合包角增大链条和链轮的啮合