《机械设计基础》10 链传动

1、10.1 概述10.2 链传动的结构及标准10.3 链传动的工作情况分析10.4 链传动的合理布置和润滑10.5 滚子链传动的设计计算与实例分析第10章 链传动一、链传动的组成一、链传动的组成1、组成：主动轮、组成：主动轮链链从动轮从动轮2、工作：链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。、工作：链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。传动链：滚子链传动链：滚子链 齿形链齿形链起重链起重链曳引链曳引链10.1 概述概述二、链传动的类型二、链传动的类型 1、优点、优点 平均传动比恒定；平均传动比恒定； 啮合传动，工作可靠啮合传动，工作可靠无弹滑、打滑。；无弹滑、打滑。； 结构紧

2、凑，承载能力高，对轴的作用力小；结构紧凑，承载能力高，对轴的作用力小； 适应远距离、恶劣环境（油污、灰尘、高温）。适应远距离、恶劣环境（油污、灰尘、高温）。 2、缺点、缺点 瞬时传动比不恒定，高速时有噪声；瞬时传动比不恒定，高速时有噪声； 不适合于载荷波动大，急速正反向传动；不适合于载荷波动大，急速正反向传动； 只限于平行轴传动。只限于平行轴传动。 3、链传动应用：、链传动应用： 适于两轴相距较远、工作条件恶劣等、中低速传动适于两轴相距较远、工作条件恶劣等、中低速传动 传动比传动比8，P100KW，V12-15m/s 农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托农业机械、建筑机

3、械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托 车、自行车等。车、自行车等。三、链传动的特点及应用三、链传动的特点及应用10.1 概述概述10.2 链传动的结构和标准链传动的结构和标准滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成；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；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。滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。滚子链有单排链、双排链、多排链（排数不宜过多一般不超过滚子链有单排链、双排链、多排链（排数不宜过多一般不超过4排）排）一、滚子链的结构一、滚子

4、链的结构单排滚子链单排滚子链双排滚子链双排滚子链链条的接头处的固定形式有：链条的接头处的固定形式有：10.2 链传动的结构和标准链传动的结构和标准链节数一般情况下最好用偶数节，避免使用奇数节。链节数一般情况下最好用偶数节，避免使用奇数节。二、二、 滚子链的标准滚子链的标准1、滚子链的基本参数、滚子链的基本参数 (表表10.1)2、套筒滚子链的标记、套筒滚子链的标记10.2 链传动的结构和标准链传动的结构和标准（1）链节距）链节距p链传动基本参数，链传动基本参数，p越大，承载能力越强；越大，承载能力越强；（2）滚子直径）滚子直径d（3）内链节内宽）内链节内宽b1（4）多排链排距）多排链排距pt链

5、号链号排数链节数排数链节数 国标号国标号08A180 GB/T 12432006u 滚子链的规格滚子链的规格 规格：规格：A、B两个系列，以节距规定链号，链号数乘以两个系列，以节距规定链号，链号数乘以25.4/16mm为节距值为节距值 10.2 链传动的结构和标准链传动的结构和标准表表10.1 A系列套筒滚子链的基本参数和尺寸（系列套筒滚子链的基本参数和尺寸（GB/T 1243-2006) )三、滚子链链轮三、滚子链链轮(1)基本要求：基本要求：链条顺利啮入、退出；链条顺利啮入、退出； 加工方便、受力均匀、加工方便、受力均匀、不易脱链；不易脱链；1、链轮齿形、链轮齿形( (2) )齿形齿形端面

6、齿形端面齿形三圆弧、一直线三圆弧、一直线 轴面齿形轴面齿形圆弧、直线组合圆弧、直线组合 10.2 链传动的结构和标准链传动的结构和标准2、主要几何尺寸、主要几何尺寸1 1）分度圆直径）分度圆直径 d dzpdo180sin10.2 链传动的结构和标准链传动的结构和标准2 2）齿顶圆直径）齿顶圆直径 d da ao180(0.54tan)adpcz3 3）齿根圆圆直径）齿根圆圆直径 d df f1fddd 链轮的结构如上图。链轮的直径小时通常制成实心式，直径较大时制链轮的结构如上图。链轮的直径小时通常制成实心式，直径较大时制成孔板式，直径很大时，制成组合式。成孔板式，直径很大时，制成组合式。3、

7、链轮的结构、链轮的结构10.2 链传动的结构和标准链传动的结构和标准表表10 - 2 10 - 2 链轮材料及齿面硬度链轮材料及齿面硬度 链轮轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，小链轮的材料应优于大链轮，链轮轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，小链轮的材料应优于大链轮，4 4、链轮材料、链轮材料10.2 链传动的结构和标准链传动的结构和标准10.3 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析一、链传动的运动不均匀性一、链传动的运动不均匀性链的平均速度为：链的平均速度为：1000601000602211pnzpnzv链传动的平均传动为：链传动的平均传动为：1221zznni1、平均传动比、平均传动比设：主

8、动边处于水平位置，主动轮上设：主动边处于水平位置，主动轮上A A点速度点速度11rvA 上下链速上下链速水平链速水平链速 sinsin coscos1111 rvvrvvvAAA2 2、瞬时传动比、瞬时传动比瞬时瞬时i10.3 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析11360z 单单个个链链节节对对应应中中心心角角：链链速速变变化化规规律律：maxmaxminmaxmin11v 0 v vvvv v20 2 ：铅铅垂垂速速度度：水水平平速速度度：销销轴轴位位置置角角 coscoscoscos12212211rrirrv 瞬瞬时时瞬瞬时时传传动动比比：瞬瞬时时链链速速：121(1),(2)(3

9、) Cvipz瞬 时结 论 ：即 使链 速 对 应 一 个 链 节 周 期 性 变 化从 动 轮 角 速 度与 水 平 链 速 同 周 期 波 动不 恒 定 ，大 （大 、 小 ） 速 度 波 动 大 ，高 速 时 选 小 节 距 链 。10.3 链传动的工作情况分析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1、链速波动引起动载、链速波动引起动载2、从动轮角速度波动引起动载、从动轮角速度波动引起动载3、链条与链轮绕入冲击、链条与链轮绕入冲击三、链传动的多边形效应三、链传动的多边形效应链传动的固有属性链传动的固有属性多边形效应：链与轮啮合呈正多边形运动，导致链速及瞬时传动比多边形效

10、应：链与轮啮合呈正多边形运动，导致链速及瞬时传动比 周期变化，引起动载、冲击。周期变化，引起动载、冲击。影响因素：影响因素： p p大、大、z z少、少、v v大，多边形效应明显大，多边形效应明显10.3 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目的主要是使松链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，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。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。 1、工作拉力、工作拉力F1 ：作用于链条紧边上。：作用于链条紧边上。11000PFv2、离心拉力、离

11、心拉力F2 ：作用于整个链条上。：作用于整个链条上。22Fqv P 为传递的功率（为传递的功率（kW)； v为链速为链速(m/s)； q为单位长度链条的质量为单位长度链条的质量(kg/m)。 四、链传动的受力分析四、链传动的受力分析10.3 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析3、悬垂拉力、悬垂拉力F3 ：由链条的自重产生的垂度拉力作用于整个链条上。：由链条的自重产生的垂度拉力作用于整个链条上。31248fqga aqgaFK qgaffa10.3 链传动的工作情况分析链传动的工作情况分析f链条垂度，链条垂度，mm，一般推荐，一般推荐f(0.0150.02)a；a中心距，中心距，mm；Kf

12、垂度系数；垂度系数； 当取当取f/a0.02时，时， Kf6.2518fKfa（1）水平传动时：）水平传动时：（2）倾斜传动时：）倾斜传动时：Kf值查表值查表12.3（P173）10.4 链传动合理布置和润滑链传动合理布置和润滑一、一、 链传动的布置（链传动的布置（1）一、一、 链传动的布置（链传动的布置（2）10.4 链传动合理布置和润滑链传动合理布置和润滑一、链传动的布置（一、链传动的布置（3）10.4 链传动合理布置和润滑链传动合理布置和润滑二、二、 链传动的张紧链传动的张紧弹簧自动张紧 重力自动张紧托架自动张紧张紧轮定期张紧10.4 链传动合理布置和润滑链传动合理布置和润滑三、三、 链

13、传动的润滑链传动的润滑润滑油推荐采用牌号为：润滑油推荐采用牌号为：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全损耗系统用油。等全损耗系统用油。对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入MoS2、WS2等添加剂。等添加剂。对于不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。对于不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响

14、链传动寿命的最主要因素。因而，润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑寿命的最主要因素。因而，润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑的作用对高速重载的链传动尤为重要。的作用对高速重载的链传动尤为重要。 链传动的润滑对链传动的工作能力和寿命有重要影响。必须按推荐的链传动的润滑对链传动的工作能力和寿命有重要影响。必须按推荐的方式进行润滑方式进行润滑。推荐的润滑方式10.4 链传动合理布置和润滑链传动合理布置和润滑10.4 链传动合理布置和润滑链传动合理布置和润滑10.5 滚子链传动的设计计算与实例分析滚子链传动的设计计算与实例分析一、链传动的失效形式一、链传动的失效形式1)疲劳破坏疲劳破坏链板链

15、板2)铰链磨损铰链磨损节距增大节距增大(脱链脱链)3)冲击疲劳破坏冲击疲劳破坏套筒与滚子套筒与滚子4)铰链胶合铰链胶合高速或润滑不良高速或润滑不良5)过载断裂过载断裂低速重载低速重载失效图例失效图例二、二、 设计计算准则设计计算准则 1、链速、链速v0.6m/s（中低速链传动）（中低速链传动） 主要失效形式为疲劳破坏，故设计准则为单排链条传递的功率值主要失效形式为疲劳破坏，故设计准则为单排链条传递的功率值 Pc（计算功率）应小于许用功率。（计算功率）应小于许用功率。0ccAPPPK P2、链速、链速v0.6m/s（低速传动）（低速传动） 主要失效形式为链条的过载拉断，因此应进行静强度计算，即主

16、要失效形式为链条的过载拉断，因此应进行静强度计算，即lim134 8pAz FSKFF10.5 滚子链传动的设计计算与实例分析滚子链传动的设计计算与实例分析KA工作情况系数，载荷平稳取工作情况系数，载荷平稳取1，中等冲击取，中等冲击取1.3，较大冲击取，较大冲击取1.5三、单排滚子链传递的功率三、单排滚子链传递的功率10.5 滚子链传动的设计计算与实例分析滚子链传动的设计计算与实例分析1、链传动的极限功率曲线、链传动的极限功率曲线10.5 滚子链传动的设计计算与实例分析滚子链传动的设计计算与实例分析在现实当中，在现实当中，P0不能作为不能作为P，因而需要对，因而需要对P0进行修正，即根据链传动

17、的进行修正，即根据链传动的工作情况、主动轮齿数和链条排数，将链传动所传递的功率工作情况、主动轮齿数和链条排数，将链传动所传递的功率P修正为当量的修正为当量的单排链的计算功率单排链的计算功率 0PKKPKPMZAc2、链传动的额定功率曲线、链传动的额定功率曲线限制链传动的实际工作能力限制链传动的实际工作能力 实验条件：单列，水平布置，载荷平稳，无冲击；实验条件：单列，水平布置，载荷平稳，无冲击； Z1=19，链长，链长100节节, 预期寿命预期寿命15000h； 环境清洁，合适润滑，环境温度环境清洁，合适润滑，环境温度-5+700之间之间Kz为小链轮齿数系数。（参见表为小链轮齿数系数。（参见表1

18、0.3，P176）式中：式中： KA为链传动的工作情况系数。为链传动的工作情况系数。KP为多排链系数。为多排链系数。10.5 滚子链传动的设计计算与实例分析滚子链传动的设计计算与实例分析图图10.11 单排滚子链额定功率曲线（单排滚子链额定功率曲线（v0.6m/s）四、链传动主要参数的选择四、链传动主要参数的选择4.链的节距和排数链的节距和排数在满足承载能力的前提下，尽量选用较小节距的单排链，当在高速在满足承载能力的前提下，尽量选用较小节距的单排链，当在高速大功率时，可选用小节距的多排链。大功率时，可选用小节距的多排链。 2. 2.链轮齿数链轮齿数 为保证传动平稳，减少冲击和动载荷，小链轮齿数不宜过小，大为保证传动平稳，减少冲击和动载荷，小链轮齿数不宜过小，大链轮齿数链轮齿数z2=iz1，不宜过多，通常，不宜过多，通常z2120 3.链速链速v 一般