机械基础 课件 模块六任务二 链传动

教学目标知识目标1.熟悉滚子链传动的失效形式；2.掌握滚子链传动的主要参数的计算；3.掌握链传动的维护、张紧及润滑。能力目标1.能合理选择滚子链传动的主要参数；2.能设计滚子链传动；3.能进行链传动的维护、张紧及润滑。素养目标1.培养学生标准意识和规范意识；2.培养学生严谨细心、爱岗敬业、精益求精的工匠精神。模块六挠性传动

任务二

链传动【学习重点与难点】1.滚子和链轮的结构；2.滚子链传动的设计计算。【相关知识】一、链传动的工作原理和特点及链的类型和应用

链传动由小链轮1、大链轮2和链条3三部分组成，两链轮分别安装在相互平行的两轴上，如图所示。

链传动靠链轮齿和链条之间的啮合来传递运动和动力。

按用途不同，链条可分为：传动链、输送链和起重链。一般机械传动装置中常用传动链。根据结构的不同，传动链又可分为：套筒链、滚子链、齿形传动链和其他结构链等。

在链条的生产与应用中，传动用短节距精密滚子链（简称滚子链）占有最主要的地位。通常滚子链的传动功率在100kw以下，链速在15m/s以下。先进的链传动技术已能使优质滚子链的传动功率达5000kw，速度可达35m/s。二、滚子链和链轮（一）滚子链

滚子链的结构如图所示，其内链板1和套筒4、外链板2和销轴5分别用过盈配合固连在一起，分别称为内、外链节。滚子与套筒、套筒与销轴均为间隙配合。当链条啮入和啮出时，内、外链节做相对转动；同时，滚子沿链轮轮齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内、外链板均制成“8”字形。组成链条的各零件，由碳钢或合金钢制成，并进行热处理，以提高强度和耐磨性。

滚子链相邻两滚子中心的距离称为链节距，用p表示。节距p越大，链条各零件的尺寸越大，所能承受的载荷越大。

滚子链可制成单排链和多排链，如图所示。排数越多，承载能力越大。

滚子链的长度以链节数表示。链节数最好取偶数，以便链条连成环形时正好是内、外链板相接，接头处可用开口销或弹簧夹锁紧，如图（a）所示。若链节数为奇数时，则需采用过渡链节，如图（b）所示。双排滚子链结构滚子链接头形式（a）（b）

滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是A系列。表6-12列出了几种A系列滚子链的主要参数。设计时，要根据载荷大小及工作条件等选用适当的链条型号；确定链传动的几何尺寸及链轮的结构尺寸。注：链号是用英制单位表示的节距，它是以1in/16为1个单位，而米制节距p＝链号数×25.4mm/16。链条标记方法：链号-排数-整链链节数标准号。例如：10A-1-70GB/T1243-2006表示A系列、节距为15.875mm、单排、70节的标准滚子链。（二）滚子链链轮1.滚子链链轮齿形p-弦节距，等于链条节距re-齿侧圆弧半径d-分度圆直径ha-节距多边形以上的齿高dl-滚子直径最大值da-齿顶圆直径ri-滚子定位圆弧半径df-齿根圆直径α-滚子定位角z-齿数链轮端面齿形2.滚子链链轮的基本参数和主要尺寸

滚子链链轮的基本参数有：链轮齿数Z；配用链条的节距p；配用链条的滚子外径d1；配用链条的排距pt；

主要尺寸计算：3.链轮的常用结构和材料整体式腹板式组合式

焊接式链轮常用的结构形式

链轮的材料应能保证轮齿有足够的强度和耐磨性。常用材料有碳素钢如15号钢、35号钢、45号钢；合金钢如15Cr、40Cr；灰铸铁HT200等材料，齿面通常应热处理，使其达到一定硬度。

由于小链轮啮合次数多，磨损和冲击也较严重，所用材料常优于大链轮。三、链传动的运动分析和受力分析（一）链传动的运动分析链条平均线速度（简称链速）为：链传动的平均传动比：由于多边形效应，链条的瞬时速度和瞬时传动比都是变化的。链传动的运动分析瞬时速度:瞬时传动比:（二）链传动的受力分析

在安装链传动时，应使链条受一定的初拉力。链传动张紧的目的主要是使松边不致太松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象。

链在工作过程中，紧边和松边的拉力不等。若不计传动中的动载荷，链的紧边受到的拉力F1是由链传递的有效圆周力Ft、链的离心力Fc和链条松边垂度引起的悬垂拉力Ff三部分组成，即：链的松边所受的拉力F2由Fc及Ff两部分组成，即:有效圆周力：离心力引起的拉力：

悬垂拉力Ff的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关，在Ff’和Ff″中选用大者。悬垂拉力计算示意图四、滚子链传动的设计计算（一）链传动的失效形式

1.链条疲劳破坏

2.链条铰链磨损

3.链条铰链胶合

4.链条过载拉断（二）计算准则

链传动的计算准则为：对于链速n＞0.6m/s的中、高速链传动，以保证链抗疲劳损坏的强度条件为依据；对于链速n＜0.6m/s的低速链传动，以防止链的过载拉断的静强度设计为依据。（三）典型的链传动额定功率曲线图符合GB/T1243-2006的A系列单排链条的典型承载能力图

如图所示是符合GB/T1243-2006的A系列单排链条的典型承载能力图，即典型链传动的额定功率曲线。

在获取双排链条的额定功率时，可由图中查取的单排额定功率值PC乘以1.7得到。获取三排链条的额定功率时，可由图中查取的单排修正额定功率值PC乘以2.5得到。（四）链传动的修正功率Pc

根据典型链传动额定功率曲线的获取条件，引入修正系数并按下式对名义功率P进行修正计算

Pc＝Pf1f2

f1与f2分别由表和图查取小齿轮齿数系数（五）确定链型及节距p

按照小链轮转速nl和修正功率PC的大小，由链条的承载能力图来选取能够满足小链轮转速和所要传递功率的、具有最小节距的单排链。当链轮转速超过了最小节距单排链的限制时，或者要求较为紧凑的传动布局设计时，应当考虑选择较小节距的多排链。（六）确定链节数X

对于由两个链轮组成的链传动，在确定链条节距p并初选中心距a0的基础上，使用以下公式计算链节数X0。

将上式计算获得的链节数X0圆整为整数X，并且最好取为偶数。（七）链传动的主要参数选择与计算1.传动比i与链轮齿数z

链传动的传动比一般情况下i≤7，推荐使用范围为i=2～3.5。

GB/T1243-2006主要应用的齿数范围为9-150齿。优选齿数为17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。一般情况下，通常取z1≥17，在z1=17～29之间选取，小链轮齿数z1愈多，传动愈平稳，动载荷减小。大链轮齿数按照z2=iz1取值并圆整，但其最大齿数也不宜超过114，以防止脱链。

为了保证链传动使用中磨损均匀，两链轮齿数应尽量选取与链节数（偶数）互为质数的奇数。2.节距P

节距P越大，承载能力越大。

但P过大，运动越不均匀，冲击越大，且结构庞大。所以，高速重载时，宜选小节距多排链；低速重载时，宜选大节距单排链。链条的长度以链节数X0表示由上式可推导出实际中心距的计算公式f1、f2分别见下表。

一般初选中心距a0=（30～50）p,推荐a0=40p。链传动中心距应该可以调整，以便在链节距增大、链条变长后能够调整链的张紧程度，实际中心距比理论中心距小约2～5mm。3.链节数X和中心距af1的计算值f2的计算值4.验算链速

一般不超过12～15m/s5.作用于轴上的压力

链传动属于啮合传动，不需要很大的初拉力，因而作用于链轮轴上的压力F也较小，可根据有效圆周力Ft由下式计算五、链传动的布置、张紧及润滑（一）链传动的布置

链传动的性能在很大程度上取决于合理的布置、精确的装配和正确的润滑。链传动应使紧边（即主动边）在上，松边在下，以便链节和链轮轮齿可以顺利地进人和退出啮合。常用链传动布置，如图所示。常用链传动的布置（摘自GB/T18150-2006）松边在上垂直布置造成链脱离链轮××

为防止链条垂度过大造成啮合不良和松边的颤动，需用张紧装置。(1)调节中心距来控制张紧程度；(2)用张紧轮。张紧轮应安装在链条松边靠近小链轮处，放在链条内、外侧均可。（三）