机械设计 链传动

第10章链传动计划学时：2h制作人：马兆允基本要求及重点、难点10.1概述10.2滚子链的结构和标准10.3链传动的运动特性和参数选择10.4链传动的设计计算基本要求:1)

掌握链传动的特点和应用。2)

了解传动链和链轮。3)

掌握链传动运动特性并了解其参数。4)

了解链传动的主要失效形式。重点：1)

链传动的特点和应用。2)

链传动运动特性。难点：1)

链传动运动特性。作业:

10.1110.1

概述10.1.1链传动的组成

主动链轮、从动链轮和链条。链条作为中间挠性件，通过链节与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。

10.1.2链传动的特点和应用

应用：链传动广泛应用于农业、矿山、冶金、建筑、运输、起重机和石油等各种机械中。

通常链传动传递的功率P≤100kW，链速≤15m／s，传动比i≤6，常用i=2～3.5为宜。

10.1.3链的类型

按用途不同，链可分为：①传动链——在各种机械传动装置中用于传递运动和动力；②起重链——主要用在起重机械中提升重物；③曳引链——在运输机械中用于移动重物。按链条形式不同，链可分为：①滚子链；②套筒链；③弯板滚子链④齿形链⑤铰卷式平顶链⑥焊接弯板链⑦板式链

少一个滚子，套筒宜磨损，用于2m/s的低速传动。10.2滚子链传动的结构和标准

10.2.1滚子链的结构

组成：内链板l、外链板2、销轴3、套筒4及滚子5。

配合：销轴与外链板，套筒与内链板分别用过盈配合联接。滚子与套筒，套筒与销轴之间为间隙配合。

内外链板均制成∞字形以使它的各个横剖面具有接近等强度，同时也减轻了链条的质量和运动时的惯性力。节距——链条上相邻两销轴的中心距称为链的节距，用P表示，它是链传动的主要参数之一。

传递功率较大时，可采用较大节距的链条或多排链。最常用的多排链是双排链。当链节数为偶数时，链条的两端正好是外链板与内链板相联接，在此处可用弹簧卡片或开口销来固定。一般前者用于小节距，后者用于大节距；当链节数为奇数时，则需要采用过渡链节，过渡链节的链板受有附加弯短，应尽量避免使用。滚子链已标准化，分为A，B两系列，常用的是A系列。A系列滚子链的主要参数见表10.1。10.2.2滚子链的链轮

国标(GBl244—85)规定了齿形，其端面齿形、轴向齿廓如图所示。目前最流行的齿形为三弧一直线齿形。aa,ab,cd为圆弧，cb为直线。当选用这种齿形时，链轮齿形在零件图上不画出，按标准齿形只需注明链轮的基本参数和主要尺寸，如齿数z、节距p、滚子直径d、分度圆直径dl、齿顶圆直径d

a及齿根圆直径df，并注明“齿形按3RGBl244—85制造”。分度圆——链轮上能被链条节距p等分的圆称为链轮的分度圆。

分度圆直径链轮的结构：1）整体式——适用于小直径的链轮；2）孔板式——适用于中等尺寸的链轮；3）组合式——大直径的链轮常采用可更换的齿圈，齿圈可以焊接或用螺栓联接在轮芯上。

10.3链传动的工作情况分析

10.3.1链传动的运动不均匀性

链条的平均速度：

因为链是由钢性链节通过销轴铰接而成，当链条与链轮啮合时，链条便呈一多边形分布在链轮上。设z1，z2，nl，n2分别为小轮、大轮的齿数和转速，p为链条节距链传动的平均传动比：材料要求：链轮材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度。传动中因小链轮的啮合次数多于大链轮，磨损较严重，所选用的材料应优于大链轮。

链传动的运动特性——多边形效应：在链传动中，链呈多边形运动，链条速度和瞬时传动比发生周期性波动，链条忽快忽慢忽上忽下，所造成的运动不平稳现象。这种链传动所固有的特性称为链传动的多边形效应。

瞬时链速及传动比的变化，引起链传动的不平衡性及附加动载荷，链轮齿数越少，节距越大，转速越高，其影响越大。

10.3.2参数的选择

1．链轮的齿数z及传动比i

齿数：小链轮的齿数愈少，传动的平稳性愈差，引起的动载荷及磨损就愈大，通常Z1min

9。由于链节数一般为偶数，为使磨损均匀，故

Z1选用奇数。大链轮齿数Z2=iZ1，但Z2max120。传动比：一般少于6，通常取i=23.5。传动比增大，则链条在小链轮上的包角减小，使同时啮合的齿数减少，这样单个齿上的载荷就增大，从而加速了磨损。

3.中心距a及链条节数

LP

中心距：链传动的中心距过小，则小链轮上的包角也小，同时受力的齿数也少，从而使单个齿上的载荷增大。当链轮转速不变时，单位时间内同一链节循环工作次数将增多，从而加速链条的失效。若中心距过大，由于链条重量而产生的垂度也增大，则链易发生颤动，且结构不紧凑。中心距初选值：最大中心距：2．链的节距p

链的节距p使链传动的主要参数之一。节距越大，承载能力愈高，但引起的速度不均匀性及动载荷也就越严重。因此在设计时，应在满足一定的承载能力的前提下尽量选用小节距的链；高速重载时可选用小节距多排链。链条的长度——链条的长度常以链节数LP表示

LP必须圆整为整数，最好为偶数。

实际中心距

链传动的中心距宜为可调的，以便安装和调节。若中心距为固定的，则实际中心距应比计算中心距少2～5mm，以便安装及安装以后使链条具有一定垂度。

10.4链传动的设计计算

10.4.1主要失效型式

①润滑良好，中等速度以下的链传动，其链板首先出现疲劳断裂。②链节与链轮啮合时，滚子与链轮间产生冲击，在高速时，则由于冲击载荷较大，使套筒或滚子的表面发生冲击疲劳破坏。③润滑不良或速度过高时销轴与套筒的工作表面，由于磨擦产生的温度过高，容易导致销轴与套筒工作表面产生胶合。④链条铰链的销轴和套筒既承受压力又要产生相对转动，必然引起磨损，使节距p增大，从而引起跳齿或脱链。⑤

在低速（＜0.6m／s）重载或尖峰载荷过大时，链条所受拉力超过了链条的静强度时，链条将被拉断。

10.4.2额定功率曲线图

特定实验条件

z1=19，LP=100，单排链、水平布置、载荷平稳、按推荐的润滑方式润滑、工作寿命为15000h，链条因磨损引起的相对伸长量不超过3％。当链传动的工作条件与上述条件不相同时，应加以修正。

注意：1）当不能保证线图中推荐的润滑方式时，额定功率应适当降低。2）当≤1.5m／s时，降至(0.3～0.6)P0；当1.5m/s＜≤7m/s时，降至(0.15～0.3)P0；当7m／s，而又润滑不良时，传动不可靠，不宜采用。虚线部分相应于低速链≤0.6m/s。10.4.3设计计算

额定功率：式中：P为传递的功率(kW)；KA为工作情况系数，平稳载荷取1.0～1.2，中等冲击取1.2～1.4，严重冲击取1.4～1.7；Kz为小齿轮齿数系数，KP为排数系数。

静强度校核：当链速≤0.6m/s,链的主要失效型式为静力拉断

式中：QB为链的极限拉伸载荷；F为圆周力，F=1000P/；[S]为许用安