挠性传动课件

挠性传动第一节带传动概述第三节V带传动的工作能力计算第四节V带传动的张紧、使用与维护第五节其他带传动简介第六节链传动简介第二节带传动的失效分析和计算准则特点：都是通过挠性曳引元件，在两个或多个传动轮之间传递运动和动力。适合于中心距较大的场合。包括：带传动和链传动。

因此，带传动和链传动在机械传动装置中得到广泛应用。与其它传动比较，装置简单，成本低廉。第一节带传动概述

一、带传动的类型、特点和应用二、V带及V带轮3一、带传动的类型、特点和应用

1n2n12

组成：主动轮、从动轮和张紧在两轮上的挠性传动带。带传动的类型：摩擦型带传动（主要类型）同步带传动主动轮从动轮传动带n2n1312摩擦型带传动的工作原理：

带紧套在两个带轮上，带与带轮接触面间产生压力；

当主动轮回转时，依靠带与带轮接触面间的摩擦力拖动从动轮一起回转，以传递运动和动力。F0F0F0F0

依靠带上的齿与带轮轮齿的相互啮合传递运动和动力，属啮合型带传动。同步带传动的工作原理：工业机器人关节（同步带）大理石切割机（平带）应用实例：拖拉机（普通V带）汽车发动机（同步带）汽车发动机（多楔带）平带传动V带传动多楔带传动圆带传动各类摩擦型带传动特点和应用见表6－1。摩擦型带传动的主要类型：抗拉体①

适用于两轴中心距较大的传动；摩擦型带传动的主要优点是：

②

传动带是弹性体，可缓冲、吸振，传动平稳、噪声小；

③

结构简单，制造、安装和维护方便，成本低廉；

④

过载时，带在带轮上打滑，可防止其它零件损坏，起安全保护作用。摩擦型带传动的主要缺点是：①

传动外廓尺寸较大；②

带在带轮上有弹性滑动，瞬时传动比不恒定，且传动效率低，带的寿命较短；③

因需要张紧，对轴的压力大；④

不宜用于高温、易燃、易爆的场所。应用场合：

带传动多用于机械中要求传动平稳、传动比要求不严格、中心距较大、传递功率不大的高速级传动中。V带传动应用最广，本章将重点介绍。二、V带及V带轮1.V带的结构和标准普通V带窄V带齿形V带联组V带大楔角V带宽V带标准普通V带的构造：是无接头的环形带。组成：顶胶、抗拉体、底胶、包布。包布——V带的保护层，用胶帆布制成。

顶胶和底胶——均用弹性较好的橡胶制成，在胶带弯曲时分别承受拉伸和压缩作用。抗拉体——承受载荷的主体。两种结构形式：

帘布芯V带——制造较方便，抗拉强度较高，多用于大载荷场合；

绳芯V带——柔韧性较好，抗弯强度高，宜用于转速较高，载荷不大和带轮较小的场合。

目前普遍采用化学纤维作为抗拉体材料，以提高带的承载能力。V带工作时变形分析：

顶胶层伸长，横向收缩；底胶层缩短，横向伸展；两者之间的中性层保持长度和宽度不变。节面——V带保持长度和宽度不变的中性层。节宽bp——中性层的宽度。基准长度Ld——中性层的长度。V带的相对高度——V带横截面的高度h与节宽bp的比（h/bp）。普通V带的相对高度约为0.7；窄V带的相对高度约为0.9。

近年来，窄V带在国外迅速发展，在我国的应用也越来越广泛。

普通V带的带型分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，窄V带的带型分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种。

窄V带是用合成纤维绳作抗拉体，与普通V带相比，当高度相同时，窄V带的宽度约缩小1/3，而承载能力可提高1.5~2.5倍，适用于传递动力大而又要求装置紧凑的场合。部分带型的截面尺寸见表6-2。基准长度系列见表6-3。V带的标记通常压印在V带外表面上。标记示例：带型为A型、基准长度Ld=1400mm的普通V型带，标记为A1400

GB/T11544-19972．V带轮的结构和材料带轮组成：轮缘、轮毂和轮辐三部分。带轮材料：

常用铸铁（HT150或HT200），允许的最大圆周速度为25m/s；

速度更高或重要场合，可采用铸钢或钢板冲压后焊接；小功率时可用铸铝或塑料，以减轻带轮重量。V带轮

轮缘上制有轮槽，各部分尺寸均已标准化。

带轮轮槽的基准宽度bd，与V带的截面宽度bp相等，即bd=bp。

各种型号的V带楔角θ均为40°。但带弯曲时截面变形使θ变小，当V带截型相同时，带轮直径越小，θ变得越小。为保证带与带轮槽两侧工作面紧贴，标准规定：V带轮槽角φ＜V带楔角θ

故V带轮槽角φ的值按基准直径dd的大小来规定，分别为32°、34°、36°、38°。V带轮轮缘带轮的基准圆——轮槽基准宽度所在圆。基准直径dd——带轮的基准圆的直径。

轮辐是轮缘与轮毂的联接部分。铸铁制V带轮的典型结构形式按轮辐结构分为：实心式daddBL带轮的结构斜度1：25S2drdkd1dddaBSL实心式腹板式带轮的结构S1斜度1：25SS2drdkd1dddaLBS2实心式腹板式孔板式带轮的结构h2drdkd1a1L斜度1：25dddaBh1

带轮结构形式的选择及其它结构尺寸可查阅机械工程手册。实心式腹板式孔板式带轮的结构椭圆轮辐式返回第二节带传动的失效分析和计算准则一、带传动的受力分析二、带传动的弹性滑动与传动比三、带的应力分析四、带传动的计算准则一、带传动的受力分析

安装带传动时，传动带以一定的预紧力F0张紧在带轮上。带传动未工作时：传动带两边的拉力均等于F0。带传动工作时：带两边的拉力不再相等。分析：

主动轮以转速n1转动，带与带轮的接触面间便产生摩擦力Fƒ。

带作用在从动轮上的摩擦力驱动从动轮以转速n2转动；主动轮作用在带上的摩擦力Fƒ驱动带运动；从动轮对带的摩擦力Fƒ与带的运动方向相反。结果：绕进主动轮的一边被拉紧，拉力由F0增至F1——紧边

设带工作时的总长度不变，则紧边拉力的增量F1－F0等于松边拉力的减少量F0－F2，即：绕出主动轮的一边被放松，拉力由F0减至F2——松边F1+F2=2F0

可以证明，带传动的有效拉力F力等于带与带轮接触面上各点摩擦力的总和Fƒ，即：F=F1－F2=Fƒ

综合上述二式，有：

可见，带两边的拉力F1和F2的大小取决于预紧力F0和带传动的有效拉力F。P——带传动传递的功率，kW；υ——带速，m/s。带传递的有效拉力为带传动的有效拉力F——带两边的拉力差F1－F2。上式表明：当传递的功率P一定时，有效拉力F与υ成反比。

当带速υ一定时，有效拉力F随传递的功率P增大而增大。

打滑导致带磨损严重，从动轮转速急剧下降，带传动失效。

因此，带传动的承载能力受到带与带轮间极限摩擦力的限制。

若F增大到超过带与带轮接触面上摩擦力的极限值Ffmax时，带将沿轮面产生显著的相对滑动——打滑。

故常将带传动置于机械传动系统的高速级，以减小有效拉力。分析：影响带传动承载能力的因素有哪些？

最大有效拉力Fmax——带与带轮间的摩擦力达到极限值时的有效拉力。此时，带传动即将打滑时。

极限状态下，紧边拉力F1与松边拉力F2之间的关系可表示为F1/F2=efα

式中：

ƒ——摩擦因数(对于V带，用当量摩擦因数ƒυ代替ƒ)；

α——带轮包角(rad)（带与带轮接触处所对应的中心角）；e——自然对数的底，e≈2.718。由此可得出带传动的最大有效拉力Fmax为带在正常传动情况下，必须使F＜Fmax。结论：

预紧力F0、包角α、摩擦因数ƒ越大，带传动的最大有效拉力Fmax越大，带传动的承载能力也越高。F0过大时，将使带的摩损加剧，过快松驰，缩短带的工作寿命，且轴和轴承受力增加，故预紧力F0大小应适当。预紧力F0、包角α、摩擦因数ƒ的影响：

由于大带轮的包角α2总大于小带轮包角α1，故带传动的最大有效拉力Fmax与小带轮包角α1有关，通常应使α1≥120°（至少90°）。

摩擦因数ƒ与带和带轮材料、接触表面状况、工作环境条件有关，ƒ越大，Fmax也越大。

应该注意，若将轮槽表面加工粗糙些来增大f值是不合理的。二、带传动的弹性滑动与传动比

带受到拉力后要产生弹性变形。带传动工作时紧边和松边的拉力不同，导致弹性变形也不同。弹性滑动现象分析：F2F2F1F1从动轮

n2主动轮

n1

带绕在主动轮上从紧边点A到松边点B的过程中，带所受拉力逐渐减小，带的弹性变形也逐渐减小而收缩，带的运动滞后于带轮，即带与主动轮轮缘之间发生微量的相对滑动——弹性滑动。

同理，带绕在从动轮上也发生弹性滑动现象，不过是带的运动超前于带轮。主动轮一侧：带速小于主动轮的圆周速度υ1；从动轮一侧：带速大于从动轮的圆周速度υ2。

即从动轮的圆周速度υ2低于主动轮的圆周速度υ1。其降低程度用滑动率ε来表示：

由于弹性滑动的存在，导致主动轮和从动轮的圆周速度不相等，即考虑弹性滑动影响的传动比公式为：式中：

n1——小带轮的转速，r/min；n2——大带轮的转速，r/min；dd1——小带轮基准直径，mm；dd2——大带轮基准直径，mm；

滑动率ε≈1～2%，其值甚微，在一般计算中可不予考虑。是引起带传动的传动比不恒定的原因；还引起带的磨损和温度升高，降低传动效率。弹性滑动和打滑的比较：弹性滑动的影响：是两个不同的概念。弹性滑动——是带与带轮间局部的相对滑动现象。

因带两边的拉力差使带两边的弹性变形不等所引起，是带传动正常工作时不可避免的物理现象；打滑——是带与带轮间全面的相对滑动现象。因过载而引起，是可以避免的。三、带的应力分析带传动工作时，带中的应力有：（1）拉应力式中：A——带的截面面积，mm2。拉应力由带的拉力所产生。其值为带在绕过从动轮时，拉应力则由σ2逐渐增加为σ1。带在绕过主动轮时，拉应力由σ1逐渐降为σ2；σ1与σ2不相等：（2）弯曲应力带绕过带轮时，因弯曲变形而产生弯曲应力σb。其值为式中：E——带的弹性模量，MPa；h——带的横截面高度，mm，其值参见表6-2；dd——带轮的基准直径，mm，其值参见表6-4。

带绕在小带轮上时的弯曲应力σb1大于绕在大带轮上时的弯曲应力σb2。

为避免弯曲应力过大，带轮直径不能过小。部分型号V带轮的最小直径ddmin参见表6-4。（3）离心应力

当带绕过带轮时，随带轮轮缘作圆周运动，带本身的质量将引起离心力σc。其值为

σc=qυ2/A

式中：

q——每米带长的质量，kg/m，参见表6-2。

离心应力σc存在于全部带长的各个截面上。最大应力发生在紧边开始绕上小带轮处，其值为

σmax≈σ1+σb1+σc

当带的应力循环次数达到一定值时，出现如脱层、松散、撕裂或拉断等现象——疲劳破坏。

带工作时的应力分布情况表明，传动带各截面上的应力均随其运行位置作周期性变化。四、带传动的计算准则带传动的主要失效形式：过载打滑和疲劳破坏。

带传动的工作能力计算准则为：在保证不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。V带即将打滑时的最大有效拉力为：或

σ1≤[σ]-σb1-σc

式中，[σ]——带的许用应力，MPa。

综合上两式，带传动既不打滑又有一定疲劳寿命时单根V带所能传递的功率为

在载荷平稳、包角α1=180°（i=1）、带长Ld为特定长度的条件下，由实验得到数据，单根普通V带和窄V带的基本额定功率P1见表6-5。

σmax=σ1+σb1+σc≤[σ]为保证带传动具有足够的疲劳强度，应使返回第三节V带传动的工作能力计算原始数据一般为：

传递的功率P、小带轮转速n1、传动比i（或大带轮转速n2）；传动用途、工作条件及传动位置要求等。要确定的主要内容是：

带的型号、长度、根数；带轮的材料、结构和尺寸；传动中心距及作用在轴上的力等。1．计算功率Pd（kW）Pd=KAP式中：P——传递的功率，kW；

普通V带及窄V带传动工作能力计算方法和步骤如下：KA——工作情况系数。根据传递的功率，并考虑载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定，查表6-7。3．小带轮基准直径dd1（mm）根据带型参考表6-4选取，dd1≥ddmin。

为提高V带的寿命，在结构允许的条件下，宜选较大dd1值。

根据Pd和n1确定，普通V带查图6-8；窄V带查图6-9。n1——小带轮转速，r/min。2．确定带型普通V带υmax=25~30；窄V带υmax=35~40；一般以υ≈20m/s为宜。υ＞υmax时，离心力过大，即应减小dd1；4．验算带速υ（m/s）

υ＜5m/s时，表示所选dd1过小，将使有效拉力F过大，即所需带的根数较多，导致结构尺寸增大，载荷分布不均现象严重。dd2=idd1(1－ε)dd2按表6-4取标准值。5．大带轮基准直径dd2（mm）ε≈0.01~0.02；对转速要求不高时，ε可以忽略。0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)或按结构要求定。6．初定中心距a0（mm）a0过小，带较短，在一定速度下，单位时间内带绕过带轮次数较多，易疲劳。同时，将引起包角减小，降低传动能力，故应使中心距有一定的尺寸保证。a0过大，带较长，速度较高时易引起带的颤动；由表6-3中选取与Ld0相近的V带的基准长度Ld

。7．所需要的基准长度Ld0（mm）8．实际中心距a（mm）amin——安装所需的最小中心距，mm；

考虑安装调整和补偿预紧力（如带伸长而松驰后的张紧）的需要，中心距一般应能调整。amax——张紧或补偿伸长所需的最大中心距，mm。如α1较小，应增大中心距a或用张紧轮。9．小带轮包角α1（°）10．V带根数z

考虑i≠1时，dd2＞dd1，σb2＜σb1，应力状况略有改善，传动能力有所提高，则：

i≠1时额定功率的增量ΔP1查表6-8或表6-9。单根V带的基本额定功率P1查表6-5。考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响，则：带长修正系数KL查表6-11。考虑α1≠180°时对传动能力的影响，则：包角修正系数Kα查表6-10。

为使各根V带受力均匀，应限制带的根数。若不符合要求，应改选带型，重新计算。q——V带每米长的质量，kg/m，查表6-2。

式中其余各符号意义同前，由于新带容易松驰，故对非自动张紧的带传动，安装新带时的预紧力应为1.5F0。11．单根V带的预紧力F0（N）12．作用在带轮轴上的压力(即压轴力)FQ（N）FQmax——考虑新带初预紧力为1.5F0时的压轴力。【例6-1】解：

现有一只旧的五槽B型V带轮，基准直径dd1=140mm和一台旧的电动机，额定功率P=7.5kW，转速n1=970r/min。需用来改装一台混沙机，混沙机转速n2在330r/min左右，要求中心距a在600mm左右，每天工作16小时。试分析计算该V带传动是否可用。1．计算传动比i

由表6-6取ε=0.02，则从动轮基准直径为：2．确定从动轮基准直径dd2dd2=idd1(1－ε)=2.939×140(1－0.02)mm≈403mm根据表6-4，取dd2=400mm。实际传动比：从动轮的实际转速：从动轮转速符合要求。

转速误差，在允许值范围内。脚本中无表6－6？带的速度合适。3．验算带速υ4．确定普通V带的基准长度Ld0和传动中心距a根据中心距要求，初步确定a0=600mm。带所需的基准长度查表6-3选取Ld=2000mm。计算实际中心距可满足中心距要求。即主动轮上的包角合适。5．验算小带轮包角α1

6．计算普通V带的根数z

根据dd1=140mm和n1=970r/min，由表6-5用内插法得单根B型V带的基本额定功率P1=2.11kW；

根据n1=970r/min和i=2.92，由表6-8用内插法得B型V带额定功率的增量ΔP1=0.297kW；

根据α=153.5°,查表6-10用内插法得包角修正系数Kα=0.927；

根据Ld=2000mm，查表6-11，得带长修正系数KL=0.98，则由以上分析计算可知，五槽B型V带传动可用。返回第四节V带传动的张紧、使用与维护一、张紧方法及预紧力F0的控制二、V带传动的使用与维护1．张紧方法一、张紧方法及预紧力F0的控制

传动带在工作一段时间后，会因为塑性变形和磨损而松驰，使预紧力F0减小，传动能力下降。为保证带传动正常工作，必须及时张紧。常用的张紧方法及其特点见表6-12。摆架式张紧装置a带传动的张紧方法：（1）调整中心距滑道式张紧装置a调整螺钉调整螺钉张紧轮自动张紧装置销轴带传动的张紧方法：（1）调整中心距（2）采用张紧轮（3）自动张紧2．预紧力F0的控制

在带传动中，预紧力F0的控制方法是：

在带与带轮切点跨距t的中点，加一垂直带边的载荷G，使每100mm跨长产生1.6mm挠度（即挠角为1.8°）。G值可由下式计算式中：ΔF0——预紧力的修正值（N），其值见表6-13。二、V带传动的安装与维护（1）为便于装拆无接头的环形V带，带轮宜悬臂装于轴端；在水平或接近水平的同向传动中，一般应使带的紧边在下，松边在上，以便借带的自重加大带轮包角。（2）安装时两带轮轴线必须平行，轮槽应对正，以避免带扭曲和磨损加剧。（3）安装时应缩小中心距，松开张紧轮，将带套入槽中后再调整到合适的张紧程度。不要将带强行撬入，以免带被损坏。（5）带避免与酸、碱、油类等接触，也不宜在阳光下曝晒，以免老化变质。（6）带传动应装设防护罩，并保证通风良好和运转时带不擦碰防护罩。（4）多根V带传动时，为避免受载不匀，应采用配组带。若其中一根带松驰或损坏，应全部同时更换，以免加速新带破坏。可使用的旧带经测量，实际长度相同的可组合使用。返回第五节其他带传动简介一、同步带传动二、高速带传动同步带传动综合了带传动和链传动的优点。一、同步带传动节线pb节距

同步带构造：

同步带为工作面上带齿的环状带，以纲丝绳、玻璃纤维绳或合成纤维绳为强力层，基体为氯丁橡胶和聚酯橡胶两种。节线——强力层的中心线。公称长度——节线长度Lp。

节距pb——相邻两齿对称中心线间沿节线度量的距离。节园

工作时，带的凸齿与带轮外缘上的齿槽进行啮合传动，带与带轮间无相对滑动，能保证两轮圆周速度同步。与V带传动相比，同步带传动的优点是：同步带传动特点：①

工作时无滑动，传动比恒定；传动效率高，可达0.98；②

带的柔性好，故带轮直径可较小，结构紧凑；③

带薄而轻，强度高，带速可达50m/s，传动比可达10，传递功率可达300kW；④

几乎不需要张紧力，故压轴力小；⑤

维护保养方便，能在高温、灰尘、积水及腐蚀介质中工作。对制造、安装要求高，且价格较高。应用场合：其主要缺点是：

主要用于要求传动比准确的中、小功率传动，如电子计算机、放映机、录音机、数控机床等。同步带有两类：梯形齿主要用于各种中、小功率机械；圆弧齿主要用于重型机械。梯形齿同步带有周节制和模数制两种：

周节制梯形齿同步带已有国家标准；圆弧齿同步带传动只有行业标准，在机电工业中已较广泛的应用。二、高速带传动

——带速υ＞30m/s、高速轴转速n1=10000～50000r/min的带传动。应用：主要用于增速，其增速比为2～4，有时可达8。常用于驱动高速机床、粉碎机、离心机等。高速带的构造：采用质量轻、厚度薄而均匀、挠曲性好的环形平带，如锦纶编织带、薄型强力锦纶带、高速环形胶带等。

高速带轮的构造：质量轻且分布对称均匀、运转时空气阻力小，常采用钢或铝合金制造。

为防止带从轮上脱落，带轮轮缘应加工出凸度，制成鼓形面或双锥面。

为防止运转时带与轮缘表面间形成空气层而降低摩擦系数，轮缘表面常开出环形槽。

带轮的各个面均进行精加工，轮缘工作表面粗糙度Ra值不大于3.2μm，并要求进行动平衡试验，以保证高速带传动运转平稳，传动可靠。返回第六节链传动简介一、链传动的类型、特点和应用二、滚子链及链轮三、链传动的运动特性四、链传动的受力分析与失效分析五、链传动的使用与维护链传动的组成：主动轮、从动轮和绕在两轮上的链条。传动原理：靠链条与链轮齿的啮合来传递运动和动力。一、链传动的类型、特点和应用①

没有弹性滑动和打滑，能保证准确的平均传动比，传动效率较高；②

能在低速、重载下工作；③

在相同功率条件下，链传动结构较紧凑；④

链条的张紧力小，作用在轴上的力亦小；⑤

链条由金属制成，能适应高温、多尘、油污、腐蚀等恶劣环境。与带传动相比，链传动的主要优点是：①

瞬时链速和瞬时传动比不恒定，传动平稳性差，工作中有冲击和噪声，不宜用于变载，反转以及高速传动的场合；②

只能传递平行轴之间的同向回转运动；③

制造费用较高。链传动的主要缺点是：应用场合：

主要用在要求工作可靠，且两轴相距较远，以及其它不宜采用齿轮传动的场合。

还可用于低速重载及极为恶劣的工作条件下。故广泛应用于农业、矿山、起重运输、冶金、建筑、石油、化工和各种车辆等的机械传动中。按用途不同，链可分为：传动链、输送链和起重链。

输送链和起重链主要用在运输和起重机械中，一般机械传动中常用的是传动链。传动链分为：齿形链和滚子链。齿形链滚子链

齿形链又称无声链，由成组齿形链板左右交错排列，并用铰链联接而成。齿形链特点：

运转平稳，噪声小，承受冲击载荷的能力高。但结构复杂，质量大，价格高。p直边直边O60˚

常用于高速或运动精度和可靠性要求较高的传动装置中。齿形链滚子链特点：

结构简单，成本较低，生产量大，从低速到较高速、从轻载到重载都适用，在传动链中占有主要地位。本章主要介绍滚子链传动。滚子链二、滚子链及链轮滚子链的组成：内链板、外链板、销轴、套筒和滚子。销轴滚子外链板套筒内链板1．滚子链的结构及标准此处教本对应图片是否有错？滚子链的结构：滚子套筒销轴内链板外链板

内链板与套筒、外链板与销轴分别用过盈配合固联；

滚子和套筒、套筒与销轴分别采用间隙配合，套筒可绕销轴自由转动。

链条工作时，滚子与链轮齿廓形成滚动摩擦，以减少磨损。

链板一般制成∞字形，以减轻重量并使各截面抗拉强度接近相等。此处教本对应图片是否有错？

节距p是链条的主要参数，节距越大，链条各零件的尺寸也越大，所能传递的功率也越大。当传递大功率时，可采用双排链或多排链。

用排距pt表示相邻两排滚子中线间的距离。为承载均匀，一般不超过4排。p节距p——相邻两滚子中心线的距离。ppt双排滚子链

链条长度以链节数表示。链节数最好为偶数，这样，将链联成环形时，正好是内外链板相接。大节距可用开口销锁紧，小节距可用弹簧夹锁紧。

若链节数为奇数，则接头处采用链板弯曲的过渡链节,它工作时承受附加弯矩作用，应尽量避免采用。

滚子链已标准化，分为A、B两种系列。常用的是A系列，几种A系列滚子链的基本参数和主要尺寸见表6-14。过渡链节节距p值=链号数乘以25.4/16(mm)。

滚子链的标记示例：A系列、节距为12.7mm、单排、88节的滚子链，标记为：08A—1×88GB/T1243—1997

链轮齿形应保证链节能顺利地啮入和退出，啮合时接触良好，因磨损而节距增大时不易脱链，并便于加工。2．滚子链链轮滚子链链轮齿形：

国标规定了滚子链链轮齿侧圆弧半径re、滚子定位圆弧半径ri和滚子定位角α的最大值和最小值。凡在此极限范围以内的各种齿形均可采用。端面齿形：由三圆弧aa、ab、cd和一直线bc组成。d180˚Z滚子链链轮端面齿形r2bdcr3r1aa轴向齿形：圆弧和直线组成。

在链轮工作图上：不画端面齿形，而应绘出轴向齿形，以便于车削链轮毛坯。bg(h)r5gbB2B3ptptr5单排链轮轴面齿形多排链轮轴面齿形直线r4

分度圆——链轮上被节距等分的圆。分度圆直径用d表示。

若已知节距p和齿数z，链轮主要尺寸的计算式为：

大直径的链轮常制成组合式，组合式链轮的齿圈磨损后可以更换。链轮常用的结构形式：小直径链轮可制成整体式；中等直径链轮可制成腹板式；整体式腹板式组合式链轮的材料：应能保证轮齿有足够的强度和耐磨性。常用碳素钢、合金钢、灰铸铁等材料；小功率高速链轮也可用夹布胶木。齿面通常应热处理，使其达到一定硬度。小链轮材料常优于大链轮。链轮常用材料及应用范围见表6-15所示。三、链传动的运动特性

链传动由刚性链节通过销轴铰接而成。当链条绕在链轮上与链轮啮合时，形成折线，可看成是将链条绕在正多边形链轮上。

正多边形的边长等于链条的节距p，边数等于链轮齿数z。

链轮每转一圈，链条转过的长度为zp，则链条的速度v为：式中：z1、z2——主、从动链轮的齿数；n1、n2——主、从动轮的转速，r/min；p——链节距，mm。链传动的传动比i为：上述链速υ和传动比i的结果仅是平均值。

实际上，即使主动轮的角速度ω1为常数，其瞬时链速和瞬时传动比都作周期性变化——链传动的运动不均匀性。链传动运动不均匀性分析：

设传动中紧边始终处于水平位置。则紧边的运动取决于主动端销轴A的运动。

当分度圆半径为R1的主动链轮以角速度ω1等速转动时，销轴A的轴心沿链轮分度圆作等速圆周运动。其圆周速度为：

υ1=R1ω1υ1可分解为：

式中：β——销轴A的圆周速度方向与链条前进方向的夹角；也是铰链A在主动链轮上的位置角。

链条向前运动的分速度υ和上下横向运动的分速度υ'。其值分别为：位置角β的变化范围：－180°/z1～+180°/z1υ1可分解为：

式中：β——销轴A的圆周速度方向与链条前进方向的夹角；也是铰链A在主动链轮上的位置角。

链条向前运动的分速度υ和上下横向运动的分速度υ'。其值分别为：

当β=0°时，

υ=υmax=R1ω1，υ′=υmin=0②

链条上下的横向运动也呈周期性变化。①

链条在传动过程中，每转过一个链节，链条前进的瞬时速度就周期性地变化一次；

同理，链节铰链销轴在从动轮上的位置角γ呈周期性变化。位置角γ的变化范围：－180°/z2~+180°/z2

可见：

则从动链轮的角速度ω2将随链速υ和位置角γ的变化而变化。由图可知，ω2为：式中：R2——从动链轮分度圆半径。

可见：因β和γ均随时间变化，且通常β≠γ，则链传动的瞬时传动比通常是不恒定的。则链传动的瞬时传动比为：

链传动的多边形效应——绕在链轮上的链条形成正多边形所造成的链传动运动不均匀性的特征。多边形效应给链传动带来的影响：链传动的多边形效应是链传动的固有特性。①

导致链条和从动链轮上产生动载荷；②

在链条啮入链轮的瞬间，引起链节与链轮轮齿以一定的相对速度发生啮合碰撞，并产生附加动载荷；③

链条周期性的横向运动导致链条产生颤动，这也是链传动产生动载荷的主要原因之一。综上分析可知：

链轮齿数z越少，节距p越大，转速n越高，多边形效应越明显，动载荷也就越大。

链传动因多边形效应不可避免地产生动载荷，使传动不平稳；四、链传动的受力分析与失效分析1．链传动的受力分析若不计传动中的动载荷，作用在链上的力有：（1）有效圆周力F作用在链条的紧边上，其值为式中：P——传递的功率，kW；

υ——链速，m/s。（2）离心拉力Fc

Fc=qυ2

由链条随链轮转动时的离心力产生的拉力，作用于整个链条上，其值为式中：q——链条每米质量（表6-14），kg/m。fn1n2F’fF”fαa（3）悬垂拉力Ff

由链条松边垂度引起的拉力Ff′和Ff″，作用在整个链条上，其值与松边垂度及传动的布置方式有关。

ƒ——下垂度；Ff′和Ff″的值分别为：式中：a——链传动的中心距，mmKf——垂度系数（图6-23）悬垂拉力Ff——Ff′和Ff″中较大者。α——两轮中心连线与水平面的倾斜角。

可见：链条在传动过程中，紧边和松边所受的拉力不相等。n1n2

链条紧边工作拉力F1和链条松边工作拉力F2分别为：后果：链条上的每一个链节都承受着交变载荷。F1F1F2F2

链传动的失效通常是因链条的失效而引起。链条可能的失效形式有：2．链传动的失效形式（1）链条疲劳破坏

链条在工作时，循环往复地从松边到紧边运动，链节的各元件经受变应力作用。经过一定的循环次数后，链板将会出现疲劳断裂。

链条疲劳破坏是正常润滑条件下链传动的主要失效形式。

链条与链轮啮合时将产生冲击，速度越高，冲击越大。另外，链条工作时反复启动、制动或反转，也将引起冲击载荷。经过多次冲击，使滚子、套筒和销轴发生冲击破断。（3）套筒、滚子的冲击疲劳破坏（2）链条铰链的磨损

链条在工作时，铰链的销轴与套筒间在承受较大压力的情况下相对转动，导致铰链磨损，使链节增长，动载荷增加，引起脱链，甚至使销轴因磨损而削弱导致断裂。链条铰链磨损是润滑不良情况下的主要失效形式。

在低速（υ＜0.6m/s）重载或短期过载作用下，链条所受拉力超过了链条的静强度时，链条将被拉断。（5）链条过载拉断

各种失效形式都在一定条件下限制着链传动的承载能力。（4）链条铰链的胶合

销轴与套筒的工作表面的局部区域因高温高压而相互粘着，在相对转动中将较弱的金属撕下而产生沟纹——胶合。

胶合在一定程度上限制了链轮的极限转速，是润滑不良或速度过高时的主要失效形式。曲线1——铰链磨损破坏限定的极限功率；在正常润滑条件下：曲线2——链板疲劳破坏限定的极限功率；

曲线3——套筒、滚子冲击疲劳破坏限定的极限功率曲线；曲线4——销轴与套筒胶合所限定的极限功率；

曲线5——链传动所能传递的额定功率曲线。它在各极限功率曲线范围内，是分析计算链传动时使用的曲线。通过实验作出的单排链的极限功率曲线。若润滑不良或工作环境恶劣情况下：

虚线6——因磨损很严重大幅度下降的极限功率。这种情况下，链传动潜在的工作能力未发挥，应该避免。

有关链传动的分析计算方法和步骤可参阅机械工程手册。五、链传动的使用与维护1．链传动的布置（1）两链轮的回转平面应在同一铅垂平面内，否则将引起脱链或不正常磨损。链传动的合理布置应从以下几方面考虑：（2）两链轮中心连线最好成水平，或与水平面成60°以下的倾角。

当两链轮中心连线成垂直布置时，链的下垂量集中在下端，将减少下链轮的有效啮合齿数，降低承载能力。应采用措施：①中心距可调；②张紧装置；③上下轮左右错开。链传动的布置链传动的布置（3）在下述情况下尽量，尽量使松边在下面，以免松边垂度过大时出现链与轮齿钩住或两链边相碰。当a＜30p、i＞2且两轮轴线不在同一水平面上时；当a＞60p、i＜1.5且两轮轴线在同一水平面上时；

若a=（30~50）p、i=2~3时，两轮中心连线最好成水平，或与水平面成60°以下的倾角。松边在上面或在下面均可，但在下面较好。2．链传动的张紧

链传动应适当张紧，以避免链条松边垂度过大而产生啮合不良和振动过大。常用的张紧方法有：①

调整中心距；②

中心距不可调时，采用张紧装置或将磨损变长后的链条拆掉1~2个链节。常用的张紧装置有：

弹簧力

重力调整位置

调整位置

利用张紧轮靠弹簧或挂重自动张紧的装置。

张紧轮可以是链轮或带档边的辊轮，一般布置在链条松边并根据需要确定其位置。利用托板靠螺旋定期张紧的装置。适合中心距较大的场合。3．链传动的润滑

良好的润滑可以缓和冲击、减小摩擦和磨损，延长链条的使用寿命，并发挥其传动能力。润滑方式的选择见图6-27。润滑方法：人工定期润滑滴油润滑油浴或飞溅润滑压力喷油润滑