第八章 链传动
§ 8— 1 概述一、链传动工作原理与特点
1、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动
2、组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等。
3、特点：
优点：①平均速比 im准确，无滑动 ②结构紧凑，轴上压力 Q
小 ③传动效率高 η=98% ④ 承载能力高 P=100KW ⑤
可传递远距离传动 amax=8mm ⑥ 成本低。
缺点：①瞬时传动比不恒定 I ② 传动不平稳 ③传动时有噪音、冲击 ④对安装粗度要求较高。
d 2
d 1
p
h
2
b
11
2
3
4
5
二、链传动的主要类型按工作特性分：起重链,牵引链,传动链传动链接形式分,套筒链；滚子链； 齿形链；成型链滚子链 齿形链
p
4、应用：
适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。
中低速传动：传动比 ≤ 8,P≤100KW,V≤12 -15m/s，无声链最大线速度可达 40m/s（不适于在冲击与急促反向等情况 ）
§ 8— 2 滚子链链轮的结构与材料一、链轮齿 形二,链轮的主要参数节距 P
齿数 Z
分度圆直径 （ 公称直径 ）
齿顶圆直径
ZPd /1 8 0s in/
)1 8 054.0( ZtgPD a
三、链轮的结构型式四,链轮的材料要求,1）强度； 2）耐磨； 3）耐冲击
W
O 2
O 1
O 2
M
O 3O
3O
1
V
r 3
e
d
c
b
a a
b
c
d
e
T
Hh
a
r 1
r
2
180 ° /z
/z360 °
180 ° /z
§ 8— 4 链传动的几何计算
1、链节数
2、中心距 a
])2(8)2()2[(4 21222121? ZZZZLZZLPa PP
a
PZZ
P
aZZL
P?
21221 )
2(
2
2
)(
一,链的运动不均匀性
§ 8— 5 链传动的运动特性
1 0 0 0601 0 0 060 2211
PnZPnZVV
m
c o n s tZZnnii m
1
2
2
1
当链轮转速为 n1,n2时
co n stWWi
2
1
瞬链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化。
这就造成链运动速度的不均匀,作有规律的周期性的波动。
d 1
1
Av
v 1 v' 1
2
d 2
v 2 v'
2
v
主动轮,w1
节圆圆周速度：
2 111 dWV?
c o s2c o s 111 dWVV
s in2s in 111 dWVV
链条速度：
链条垂直速度：
链节进入啮合后
)2,2( 11 作周期性变化变化情况 →刚进入啮合 →达顶点 →退出啮合
21 0
2
1
前进 V Vmin → Vmax → Vmin
c o s2
c o s
c o s2 11222
WdVWdV对从动轮讲：
瞬时传动比,c o n s t
d
d
W
Wi
t
c o s
c o s
1
2
2
1
即使主动轮角速度 W1恒定，而 W2随 而变化,∴ it不恒定,
-----链传动的多边形效应二、链传动的动载荷
① 从动轮角速度变化引起冲击
s i n2)s i n(2 21121 WDtWddtdva
21
2
2
1m a x PWa 0 0min?a
结论：链轮转速越高,节距越大,齿数 Z1越少,动载冲击越严重,噪音越大 。
当 P,Z一定，则必须限制 n nL— 极限转速
② 链节和轮齿以一定速度相啮合,使链和轮齿受到冲击并产生附加动载荷 。
③ 张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突然卸载或超载必出现惯性冲击，增大了动负荷 。
§ 8— 6 链传动的受力分析链传动中主要作用力有：
1、工作拉力 V PFe 1000?
2、离心拉力 Fc=qV2
3、垂度拉力
fff FFF,m a x
4,紧边拉力 F1=Fe+Fc+Ff
松边拉力 F2=Fc+Ff
5、作用于轴上载荷 Q=Fe+2Ff
n 1
P
4
5
3
2
1
6
§ 8— 7 链传动的失效形式及承载能力一,链传动的失效形式
1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏
2）链节磨损后伸长
3）冲击破坏
4）胶合
5）轮齿过度磨损
6）过载拉断二、链传动的承载能力
1）极限功率曲线
5— 良好润滑情况下额定功率曲线,
设计时实际使用的功率曲线
6— 润滑不好或工况恶劣的极限功率曲线,较良好的润滑下低得多 。
2） A系列套筒滚子链的实用功率曲线图实验条件：单列,水平布置,载荷平稳,Z1=19,i=3,t=100P,th=15000h,ΔP/P≤ 3%
1,当设计的 Z,i,th,a等不同时，应对 P0进行修正。
2,当润滑不良时：允许的 P0值要下降。
3.当 V<0.6m/s时，主要失效形式：过载拉断 —— 按静强度计算
7
1
FK QS
A
n
§ 8— 8 链传动的设计计算一、链传动的主要参数选择及步骤
1、链的节距和排数计算功率 Pca = KA.P (KW) KA—— 工况系数单排链所能传递的功率
PLZ
ca
KKK
PP?
0
KZ—— 小链轮齿数系数
KP—— 多排链系数
KL—— 链长系数选型：由 P0,n1 图定链型号 A和链节距 P
在满足一定功率条件下,P越小越好,高速链尤其如此
2、链轮齿数 Z1,Z2及 i
Z1过少 — 1） 传动不均性和动负荷增大；
2） P增大后,角增大,功率损失增加,链绕进,出轮磨损加剧
3）当 P一定时,Z少,D小，圆周力（ =2T/D） ↑加速轮与链的破坏
Z2过多 — 外壳尺寸大、重量加大；容易脱链必须限制齿数，两面限制 17mi n1 ZZ 1 2 0m a x212 ZiZZ
为磨损均匀,Z应取与链节数互为质数的奇数
3、链节数与中心距初选 a0 一般推荐：初选 a0=(30~50P),amax=80P
算 LP（ 链节数 ）
0
212021 )2(22 aPZZPaZZPLL P
求中心距 a'（实际）
4,小链轮孔径 dkmax
5、轴上压力 —— Q Q≈1.2Fe
§ 8— 9 链传动的布置、张紧与润滑一、布置
1.链传动只能布置在垂直平面内，不能布置在水平或倾斜平面内
2.两轮中心线最好水平或水平面夹角小于 45°
3.当属下列情况时，紧边在上：（尽量主动边在上）
a≤30P和 i≥2时（ a图）； 倾斜角较大时 （ b图） ；
a≥60P和 i≤1.5时,Z≤25 （ c图）
二,张紧,（ 方法不同于带 ）
张紧不取决于工作能力,而会由垂度大小决定
(c)
(b)
(a)
三、润滑与防护
1）润滑润滑方式按图选取，注意链速越高，润滑方式要求也越高。
2）防护封闭护罩 —— 安全、环境清洁、防尘、减小噪音和润滑需要
§ 8— 1 概述一、链传动工作原理与特点
1、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动
2、组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等。
3、特点：
优点：①平均速比 im准确，无滑动 ②结构紧凑，轴上压力 Q
小 ③传动效率高 η=98% ④ 承载能力高 P=100KW ⑤
可传递远距离传动 amax=8mm ⑥ 成本低。
缺点：①瞬时传动比不恒定 I ② 传动不平稳 ③传动时有噪音、冲击 ④对安装粗度要求较高。
d 2
d 1
p
h
2
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2
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二、链传动的主要类型按工作特性分：起重链,牵引链,传动链传动链接形式分,套筒链；滚子链； 齿形链；成型链滚子链 齿形链
p
4、应用：
适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。
中低速传动：传动比 ≤ 8,P≤100KW,V≤12 -15m/s，无声链最大线速度可达 40m/s（不适于在冲击与急促反向等情况 ）
§ 8— 2 滚子链链轮的结构与材料一、链轮齿 形二,链轮的主要参数节距 P
齿数 Z
分度圆直径 （ 公称直径 ）
齿顶圆直径
ZPd /1 8 0s in/
)1 8 054.0( ZtgPD a
三、链轮的结构型式四,链轮的材料要求,1）强度； 2）耐磨； 3）耐冲击
W
O 2
O 1
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M
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V
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b
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b
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180 ° /z
/z360 °
180 ° /z
§ 8— 4 链传动的几何计算
1、链节数
2、中心距 a
])2(8)2()2[(4 21222121? ZZZZLZZLPa PP
a
PZZ
P
aZZL
P?
21221 )
2(
2
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)(
一,链的运动不均匀性
§ 8— 5 链传动的运动特性
1 0 0 0601 0 0 060 2211
PnZPnZVV
m
c o n s tZZnnii m
1
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当链轮转速为 n1,n2时
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瞬链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化。
这就造成链运动速度的不均匀,作有规律的周期性的波动。
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主动轮,w1
节圆圆周速度：
2 111 dWV?
c o s2c o s 111 dWVV
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链条速度：
链条垂直速度：
链节进入啮合后
)2,2( 11 作周期性变化变化情况 →刚进入啮合 →达顶点 →退出啮合
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前进 V Vmin → Vmax → Vmin
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瞬时传动比,c o n s t
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即使主动轮角速度 W1恒定，而 W2随 而变化,∴ it不恒定,
-----链传动的多边形效应二、链传动的动载荷
① 从动轮角速度变化引起冲击
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21
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1m a x PWa 0 0min?a
结论：链轮转速越高,节距越大,齿数 Z1越少,动载冲击越严重,噪音越大 。
当 P,Z一定，则必须限制 n nL— 极限转速
② 链节和轮齿以一定速度相啮合,使链和轮齿受到冲击并产生附加动载荷 。
③ 张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突然卸载或超载必出现惯性冲击，增大了动负荷 。
§ 8— 6 链传动的受力分析链传动中主要作用力有：
1、工作拉力 V PFe 1000?
2、离心拉力 Fc=qV2
3、垂度拉力
fff FFF,m a x
4,紧边拉力 F1=Fe+Fc+Ff
松边拉力 F2=Fc+Ff
5、作用于轴上载荷 Q=Fe+2Ff
n 1
P
4
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§ 8— 7 链传动的失效形式及承载能力一,链传动的失效形式
1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏
2）链节磨损后伸长
3）冲击破坏
4）胶合
5）轮齿过度磨损
6）过载拉断二、链传动的承载能力
1）极限功率曲线
5— 良好润滑情况下额定功率曲线,
设计时实际使用的功率曲线
6— 润滑不好或工况恶劣的极限功率曲线,较良好的润滑下低得多 。
2） A系列套筒滚子链的实用功率曲线图实验条件：单列,水平布置,载荷平稳,Z1=19,i=3,t=100P,th=15000h,ΔP/P≤ 3%
1,当设计的 Z,i,th,a等不同时，应对 P0进行修正。
2,当润滑不良时：允许的 P0值要下降。
3.当 V<0.6m/s时，主要失效形式：过载拉断 —— 按静强度计算
7
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FK QS
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§ 8— 8 链传动的设计计算一、链传动的主要参数选择及步骤
1、链的节距和排数计算功率 Pca = KA.P (KW) KA—— 工况系数单排链所能传递的功率
PLZ
ca
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KZ—— 小链轮齿数系数
KP—— 多排链系数
KL—— 链长系数选型：由 P0,n1 图定链型号 A和链节距 P
在满足一定功率条件下,P越小越好,高速链尤其如此
2、链轮齿数 Z1,Z2及 i
Z1过少 — 1） 传动不均性和动负荷增大；
2） P增大后,角增大,功率损失增加,链绕进,出轮磨损加剧
3）当 P一定时,Z少,D小，圆周力（ =2T/D） ↑加速轮与链的破坏
Z2过多 — 外壳尺寸大、重量加大；容易脱链必须限制齿数，两面限制 17mi n1 ZZ 1 2 0m a x212 ZiZZ
为磨损均匀,Z应取与链节数互为质数的奇数
3、链节数与中心距初选 a0 一般推荐：初选 a0=(30~50P),amax=80P
算 LP（ 链节数 ）
0
212021 )2(22 aPZZPaZZPLL P
求中心距 a'（实际）
4,小链轮孔径 dkmax
5、轴上压力 —— Q Q≈1.2Fe
§ 8— 9 链传动的布置、张紧与润滑一、布置
1.链传动只能布置在垂直平面内，不能布置在水平或倾斜平面内
2.两轮中心线最好水平或水平面夹角小于 45°
3.当属下列情况时，紧边在上：（尽量主动边在上）
a≤30P和 i≥2时（ a图）； 倾斜角较大时 （ b图） ；
a≥60P和 i≤1.5时,Z≤25 （ c图）
二,张紧,（ 方法不同于带 ）
张紧不取决于工作能力,而会由垂度大小决定
(c)
(b)
(a)
三、润滑与防护
1）润滑润滑方式按图选取，注意链速越高，润滑方式要求也越高。
2）防护封闭护罩 —— 安全、环境清洁、防尘、减小噪音和润滑需要
