第9章链传动(1)(精品)

1、杜永平链传动第九章第九章 链传动（链传动（chain transmission）一、概述一、概述1. 组成组成主动轮（主动轮（drive pulley）从动轮（从动轮（driven pulley）链条（链条（chain）2. 带传动的工作原理带传动的工作原理依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。主动边在上，从动边在下。主动边在上，从动边在下。杜永平链传动3. 链的类型链的类型（1）起重链）起重链起重机起重机械中吊械中吊起重物起重物杜永平链传动（2）输送链）输送链运输机械中移动重物运输机械中移动重物滚筒式输送链滚筒式输送链板式输送链板式输送链链式输送

2、链链式输送链杜永平链传动（3）传动链）传动链传递动力传递动力滚子链滚子链齿形链齿形链杜永平链传动4. 链传动特点链传动特点 与与带传动带传动相比，链传动能保持准确的平均传相比，链传动能保持准确的平均传动比，传动效率高，径向压轴力小，能在高温动比，传动效率高，径向压轴力小，能在高温及低速情况下工作；及低速情况下工作； 与与齿轮传动齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动；成本低廉，可远距离传动； 主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比；磨主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声。损后易发生跳齿；工作时有噪声。 杜永平链传动二

3、、传动链的结构二、传动链的结构 1. 滚子链（滚子链（roller chain ）组成：滚子、套筒、销轴、组成：滚子、套筒、销轴、内链板和外链板内链板和外链板链板一般制成链板一般制成8 8字形字形杜永平链传动杜永平链传动滚子链的接头形式滚子链的接头形式开口销联接，用于大节距链条开口销联接，用于大节距链条弹簧卡片联接，用于小节距链条弹簧卡片联接，用于小节距链条杜永平链传动对奇数节链条，使用过渡链节对奇数节链条，使用过渡链节杜永平链传动链条标准为链条标准为BG/T 12431997，标记为：，标记为：例如：例如： 08A188 BG/T 12431997 表示表示A系列、单排、系列、单排、88节的

4、滚子链节的滚子链链号链号排数排数整条链节数整条链节数标准编号标准编号mm1625.4 链链号号链链节节距距杜永平链传动滚子链的规格和主要参数滚子链的规格和主要参数用于重载、高用于重载、高速、重要传动速、重要传动用于一般传动用于一般传动杜永平链传动2. 齿形链齿形链 组成：一组带有两个齿的链齿板铰接而成组成：一组带有两个齿的链齿板铰接而成齿形链上有导板，防止链条工作时侧向窜动齿形链上有导板，防止链条工作时侧向窜动链轮轮齿需开导向槽，定位精确、导向性链轮轮齿需开导向槽，定位精确、导向性好、工作可靠，用于高速、重载传动好、工作可靠，用于高速、重载传动内导板式内导板式杜永平链传动不开导向槽，结构简单，

5、导向性差，外不开导向槽，结构简单，导向性差，外导板与销轴铆合处易松脱导板与销轴铆合处易松脱 外导板式外导板式杜永平链传动 齿形链的优点：传动平稳，噪声小，承受齿形链的优点：传动平稳，噪声小，承受冲击性能好，效率高，工作可靠；冲击性能好，效率高，工作可靠； 缺点：结构复杂，难于制造，价格高。缺点：结构复杂，难于制造，价格高。 应用：用于工作条件较为严酷（高速、大应用：用于工作条件较为严酷（高速、大传动比、小中心矩等）的场合。传动比、小中心矩等）的场合。 杜永平链传动按铰链结构不同分为圆销式、轴瓦式和滚柱式按铰链结构不同分为圆销式、轴瓦式和滚柱式铰链承压面小，压力大，铰链承压面小，压力大，磨损严重

6、，逐渐少用。磨损严重，逐渐少用。承压面大，压力小，磨损承压面大，压力小，磨损仍较严重。仍较严重。载荷沿全链宽均匀分布，载荷沿全链宽均匀分布，摩擦减小，可补尝摩擦减小，可补尝 “多边多边形效应形效应” 。杜永平链传动 链轮宽度较小的，采用外导板齿形链；链轮宽度较小的，采用外导板齿形链； 链轮宽度大于链轮宽度大于2530mm的，采用内导板齿的，采用内导板齿形链。形链。3. 选择选择 杜永平链传动1. 链轮的主要尺寸和基本参数链轮的主要尺寸和基本参数 链轮的基本参链轮的基本参数是配用链条的数是配用链条的节距节距 p、套筒最、套筒最大外径大外径d1、排距、排距pt、齿数、齿数z三、滚子链链轮的结构和材

7、料三、滚子链链轮的结构和材料杜永平链传动链轮主要尺寸按公式计算（见表链轮主要尺寸按公式计算（见表9-3）分度圆分度圆d齿顶圆齿顶圆da齿根圆齿根圆df齿侧凸缘直径齿侧凸缘直径dg链轮毂孔直径链轮毂孔直径dk杜永平链传动2. 链轮齿形链轮齿形 GB/T1243-1997没有规定具体的链轮齿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形，仅仅规定了最大和最小齿槽形状及其极限参数（表极限参数（表9-2）。）。 较流行的齿较流行的齿形是三圆弧形是三圆弧（aa、ab、cd）一直线（一直线（bc）齿形。齿形。杜永平链传动链轮的轴向齿廓及尺寸见表链轮的轴向齿廓及尺寸见表9-4杜永平链传动3. 链

8、轮的结构链轮的结构 整体式整体式 孔板式孔板式杜永平链传动轮轮芯芯式式轮辐式轮辐式杜永平链传动4. 链轮的材料链轮的材料材料的基本要求：材料的基本要求： 具有足够的耐磨性、耐冲击和强度。具有足够的耐磨性、耐冲击和强度。 一般：一般：45#调质调质重要：重要：45、40Cr齿面淬火齿面淬火冲击：冲击：一般一般：15、20渗碳淬火渗碳淬火重要：重要：15Cr、20Cr渗碳淬火渗碳淬火一般小链轮材料好于大链轮。一般小链轮材料好于大链轮。杜永平链传动四、链传动的运动特性四、链传动的运动特性 运动特性运动特性运动不均匀性运动不均匀性动载：冲击、振动、噪声动载：冲击、振动、噪声原因：多边形效应引起的原因：

9、多边形效应引起的v瞬瞬ci瞬瞬c平均速度平均速度112260 100060 1000z n pz n pv 平均传动比平均传动比121221nzinz杜永平链传动1. 链传动的运动不均匀性链传动的运动不均匀性铰链铰链A的圆周速度：的圆周速度：111 Rv 杜永平链传动前进分速度：前进分速度： 上下运动分速度：上下运动分速度： coscos111Rvvx sinsin1111Rvvy vx按快按快 慢慢 快变化快变化vy1按向上按向上 0 0 向下向下变化变化1 11 15 50 05 50 0 . 到到从从杜永平链传动从动链轮的角速度：从动链轮的角速度： cos222xvRv coscosco

10、s21122RRRvx 是是不不断断变变化化的的，、因因为为 是是周周期期性性变变化化的的。所所以以2 链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大杜永平链传动链传动的瞬时传动比链传动的瞬时传动比 ： coscos1221RRi 当主动链轮匀速转动时，当主动链轮匀速转动时，是是变变化化的的，、因因为为 所以，瞬时传动比是周期性变化的。所以，瞬时传动比是周期性变化的。杜永平链传动2. 链传动的动载荷链传动的动载荷 链条和链轮的周期性变速运动引起动载荷，动链条和链轮的周期性变速运动引起动载荷，动载荷的大小与回转零件的质量和加速度大小有关。载荷的大小与回转零件

11、的质量和加速度大小有关。 链条前进的加速度引起的动载荷：链条前进的加速度引起的动载荷： 从动链轮角加速度引起的动载荷：从动链轮角加速度引起的动载荷：dtdRJFd22 sin2111mRdtdvmmaFxcd 杜永平链传动 链条垂直方向的分速度链条垂直方向的分速度vy也在作周期性的变化，也在作周期性的变化，将使链条发生上下振动，甚至共振。将使链条发生上下振动，甚至共振。 链节和链轮啮合瞬链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也间的相对速度，也将引起冲击和动载将引起冲击和动载荷，链节距越大，荷，链节距越大，链轮的转速越高，链轮的转速越高，则冲击越强烈。则冲击越强烈。 现象：多边形效应现象：多边形效应杜永

12、平链传动链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则惯性链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则惯性力就越大，相应的动载荷也就越大。力就越大，相应的动载荷也就越大。 杜永平链传动五、链传动的受力分析五、链传动的受力分析 链的有效圆周力链的有效圆周力链的松边拉力链的松边拉力链的离心拉力链的离心拉力vPFFFe100021 fcFFF 22qvFc 链的紧边拉力链的紧边拉力1ecfFFFF 杜永平链传动悬垂拉力悬垂拉力2f10fFK qa 2f(sin)10fFKqa max(,)fffFFF Kf 垂度系数，查图垂度系数，查图杜永平链传动六、滚子链传动的设计计算六、滚子链传动的设计计算1. 失效形式失效

13、形式链的疲劳破环链的疲劳破环链条铰链的磨损、胶合链条铰链的磨损、胶合杜永平链传动链条的静力拉断链条的静力拉断静拉静拉 疲劳疲劳杜永平链传动2. 极限功率极限功率 润滑良好、润滑良好、中低中低速度速度的链传动，承载能力的链传动，承载能力主要取决于链板的疲主要取决于链板的疲劳强度；劳强度； 较高较高转速下，多边形效应增大，传动能力主转速下，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；要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度； 很高很高转速下，传动能力主要取决于销轴和套转速下，传动能力主要取决于销轴和套筒的胶合。筒的胶合。1. 由链板疲劳强度限定；由链板疲劳强度限定；2. 由滚子、套筒冲击疲

14、劳强度由滚子、套筒冲击疲劳强度限定；限定；3. 由销轴、套筒的胶合限定。由销轴、套筒的胶合限定。杜永平链传动 为了传动的可靠性，用额定功率来限制实际工为了传动的可靠性，用额定功率来限制实际工作能力。图作能力。图9-11是典型额定功率是典型额定功率Pca曲线。曲线。3. 额定功率额定功率杜永平链传动额定功率曲线的额定功率曲线的标准实验条件：标准实验条件： 两链轮安装在水平轴上，两链轮共面；两链轮安装在水平轴上，两链轮共面； 小链轮齿数小链轮齿数z1=25； 链长链长LP120节的单排滚子链；节的单排滚子链； 传动比传动比i=3； 载荷平稳；载荷平稳； 合适的润滑；合适的润滑； 能连续能连续150

15、00h满负荷运转；满负荷运转； 工作环境温度工作环境温度-5 +70。杜永平链传动不符合实验条件时调整功率需要考虑的因素：不符合实验条件时调整功率需要考虑的因素： 工况；工况； 主动链轮齿数；主动链轮齿数； 链传动的排数。链传动的排数。杜永平链传动原始数据：传动的功率原始数据：传动的功率P，链轮转速，链轮转速n1、n2（或（或传动比传动比i），原动机种类，载荷性质，），原动机种类，载荷性质，传动用途等。传动用途等。4. 滚子链传动的设计步骤和方法滚子链传动的设计步骤和方法解答：解答： 链条：型号，节距链条：型号，节距 p，链节数，链节数Lp 链轮：齿数链轮：齿数z1、z2，材料，尺寸，材料，尺

16、寸 中心距中心距a，压轴力，压轴力FP，张紧装置，润，张紧装置，润滑方式等。滑方式等。杜永平链传动（1）链轮齿数）链轮齿数z1、z2齿数齿数z1少外廓尺寸小，但齿数过少，将会导致：少外廓尺寸小，但齿数过少，将会导致：传动的不均匀性和动载荷增大；传动的不均匀性和动载荷增大；链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰链磨损加剧；大，铰链磨损加剧；链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。的损坏。杜永平链传动 z1选得过大，大链轮齿数选得过大，大链轮齿数z2将更大，除增大传将更大，除增大传动的尺寸和质量外，还易

17、发生跳齿和脱链，使链动的尺寸和质量外，还易发生跳齿和脱链，使链条寿命降低。条寿命降低。 链轮齿数：链轮齿数：17 z 120。 由于链节数通常是偶数，为考虑磨损均匀，小由于链节数通常是偶数，为考虑磨损均匀，小链轮齿数一般应取奇数，优先选：链轮齿数一般应取奇数，优先选：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。 杜永平链传动（2）确定计算功率）确定计算功率AzPcaK KPPK P单排链所能传递的功率；单排链所能传递的功率；Kz主动链轮齿数系数，查图主动链轮齿数系数，查图9-13；KA工况系数，查表工况系数，查表9-6；KP多排链系数多排链系数 双排链双排链 KP=1.75，

18、三排链，三排链 KP=2.5。杜永平链传动（3）链条的型号和节距）链条的型号和节距 根据功率根据功率Pca和主动链轮转速和主动链轮转速n1查图查图9-11选取选取p 链条的型号链条的型号杜永平链传动 链条的节距越大，承载能力越高，但多边形效链条的节距越大，承载能力越高，但多边形效应增大，振动冲击和噪声越严重。应增大，振动冲击和噪声越严重。 为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选取较小为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选取较小节距的单排链。节距的单排链。 速度高、功率大时，选取小节距的多排链。速度高、功率大时，选取小节距的多排链。 从经济角度考虑从经济角度考虑p 链条的链条的节距节距小中心距，大传动比

19、，选小节距多排链；小中心距，大传动比，选小节距多排链；大中心距，小传动比，选大节距单排链。大中心距，小传动比，选大节距单排链。查表查表9-1确定链条节距确定链条节距杜永平链传动（4）链传动的中心距和链节数）链传动的中心距和链节数中心距小中心距小链条绕转次数增多，加剧链的磨损和链条绕转次数增多，加剧链的磨损和疲劳；疲劳；包角变小，轮齿受载增大，出现跳齿包角变小，轮齿受载增大，出现跳齿和脱齿现象。和脱齿现象。中心距大，从动边垂度过大，传动时松边颤动。中心距大，从动边垂度过大，传动时松边颤动。一般取：一般取：a0（3050）p杜永平链传动链节数链节数Lp0与中心距与中心距a0的关系的关系链传动的理论

20、中心距：链传动的理论中心距：02122100)2(22apzzzzpaLp )2(8)2()2(421222121 zzzzLzzLpapp 圆整，最好取偶数圆整，最好取偶数LP)(2211zzLpfp f1中心距计算系数，查表中心距计算系数，查表9-7。 杜永平链传动（5）计算链速）计算链速v（6）链传动的压轴力）链传动的压轴力FPKFP压轴力系数压轴力系数 水平传动水平传动KFP1.15 垂直传动垂直传动KFP1.05eFPPFKF 1000601000602211 pnzpnzv杜永平链传动七、链传动的布置、张紧和润滑七、链传动的布置、张紧和润滑1. 链传动的布置（参考表链传动的布置（参考表9-8） i23，a(3050)p（i与与a较佳场合）较佳场合） 两轮轴线在两轮轴线在同一水平面，同一水平面，紧边在上或在紧边在上或在下都可以，但下都可以，但在上好些。在上好些。 杜永平链传动 i2，a30p（i大大a小场合）小场合）两轮轴线不在同一水平面，松边应在下面，否则两轮轴线不在同一水平面，松边应在下面，否则松边下垂量增大后，链条易与链轮卡死。松边下垂量增大后，链条易与链轮卡死。杜永平链传动 i1.5，a60p（i小小a大场合）大场合）两轮轴线在同一水平两轮轴线在同一水平面，松边应在下面，面，松边应在下面，否则下垂量增大后，否则下垂量增大后，松边会与紧边相碰，松边会与紧边