第九章链传动机械设计机械基础教研室第九章 链传动
§ 9-1 链传动的特点和应用
§ 9-2 传动链的结构特点
§ 9-3 滚子链链轮的结构和材料
§ 9-4 链传动的工作情况分析
§ 9-5 滚子链传动的设计计算
§ 9-6 链传动的布臵、张紧和润滑与防护第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-1 链传动的特点和应用链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力 。
1、链传动的组成 链传动由主动链轮、从动链轮和链条组成。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-1 链传动的特点和应用
2、链传动的特点
1）优点：（ 1）与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，工作可靠，具有准确的平均传动比，传动效率较高；在传递相同功率的情况下，结构较为紧凑；
链条张紧力小，作用于链轮轴上的力也较小，故链传动能够在低速重载及温度较高的条件下使用。（ 2）
与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度要求较低；
在远距离传动中，链传动的结构简单而轻便。
2）缺点：不能保持恒定的瞬时传动比，传动中有周期性的动载荷和啮合冲击，不适合载荷变化很大和急速反向转动的场合。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-1 链传动的特点和应用
3、链传动的应用场合 主要用于要求工作可靠，
传动中心距较大，但对传动平稳性要求不高的场合。
4、链传动的分类
1）按用途链可分为传动链、起重链和牵引链（牵引链）三种。起重链和牵引链用于起重运输机械，在一般的机械传动中，常用的是传动链。
传动链的主要类型有：短节距精密滚子链（简称滚子链）和齿形链。
5、传动链的应用范围是：传递功率 P≤100kW,传动比 i≤8,链速 v≤15m/s 。
本章着重介绍传动链中滚子链传动的结构、运动特性和一般设计问题。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-2传动链的结构特点传动链是链传动中的主要元件，传动链有滚子链和齿形链等类型。
一、滚子链二、齿形链第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点
滚子链的组成：
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；
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
外链板内链板套筒滚子销轴第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点
滚子链的分类滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成正比，
但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点 （链条接头和链规格）
链条的接头处的固定形式有：
用开口销固定，多用于大节距链弹簧卡片固定，多用于小节距链设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降 。
滚子链的规格和主要参数 P165 表 9-1
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点（主要参数）
滚子链的主要参数
1）节距 p 滚子链上相邻滚子外圆中心的距离称为节距。 P大，链条中各零件尺寸大。
2）节数 表示链条的长度。
3）滚子外径 d1
4）内链节内宽 b1
5）多排链的排距 pt
节距值 =链号 *25.4/16mm
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点（ 主要尺寸和标记方法 ）
滚子链的主要尺寸和标记方法滚子链已标准化（ GB/G 1243.1-1983）。链条分为 A系列和 B系列两种。本章仅介绍机械中常用的 A系列滚子链传动的设计。
滚子链的标记方法是：链号 — 排数 × 整链链节数、标准编号。
例 08A— 1*88 GB1234— 83
表示,A系列、节距 12.7mm、单排,88节的滚子链。
（ 08*25.4/16）
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点（滚子链的外形）
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、齿形链齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而成。工作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动。
齿形链上设有导板，
以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的链轮结构简单。
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、齿形链齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。
圆销式 轴瓦式
60 。
滚柱式与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠，多用于高速或运动精度要求较高的传动装臵中。
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链轮的参数和齿形链轮是链传动的主要零件，其齿形已经标准化。链轮设计的主要内容是：
链轮的基本参数：
◆ 配用链条的节距 p、滚子的最大外径 d1、排距 pt、齿数 z。
◆ 确定链轮的结构和尺寸；
◆ 选择链轮的材料和热处理方式；
链轮的主要尺寸见下图，链轮毂孔的直径应小于其最大许用直径 dkmax。 d g d
k d f d a d gd
链轮尺寸计算公式见
§ 9-3 滚子链链轮的结构和材料第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-3 滚子链链轮的结构和材料 a
b
c
d
a
r
r
r
2
1
3
z
o
2
o
1
o
3 180 °
整体式链轮 孔板式链轮 组合式链轮第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-4 链传动的工作情况分析
一、链传动的运动不均匀性（多边形效应）
二、链传动的动载荷
三、链传动的力分析第九章链传动机械设计机械基础教研室
链传动的速度分析在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距 p。
一、链传动的运动不均匀性第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链传动的运动不均匀性链的平均速度为：
1 0 0 0601 0 0 060
2211
pnzpnzv
链传动的平均传动比为：
1
2
2
1
z
z
n
ni
链条铰链 A点的前进分速度 c o s11Rv x?
上下运动分速度 s in11Rv y?
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链传动的运动不均匀性由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。
因为从动链轮的角速度为：
c o s
c o s
c o s 2
11
2
2 R
R
R
v x
所以链传动瞬时传动比为：
c o s
c o s
1
2
2
1
R
Ri
只有两链轮齿数相等，且传动的中心距恰为节距的整数倍时（这时 β 和 γ 的变化才时时相等），瞬时传动比才得到恒定值。
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链传动的运动不均匀性
多边形效应,
链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的 多边形效应 。
应用场合：
当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、链传动的动载荷
1,链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷。
链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷。链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。
链条前进的加速度引起的动载荷为：
c1d maF?
2、从动链轮的角加速度引起的动载荷为：
tR
JF
d
d 2
2
2d
2/180s in2
2
180
s in
s inc o s
0
1
2
1
1
0
2
11
2
1111
Rp
p
z
R
RR
dt
d
dt
dv
a xc
当
P为链节距第九章链传动机械设计机械基础教研室二、链传动的动载荷
3、垂直链速周期性变化，引起横向振动，甚至发生共振。
4、当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度 ω作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，
并产生附加动载荷。
ω
第九章链传动机械设计机械基础教研室三,链传动的力分析
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。
链的紧边拉力为：
fce1 FFFF
链的松边拉力为：
fc2 FFF
其中,Fe为有效圆周力,vPF 100 0e?
Fc为离心力引起的拉力,2
c qvF?
Ff为悬垂拉力，与链条松边的垂度和传动的布
臵方式有关。
P 为传递的功率（ kW)
v为链速
(m/s)
q为单位长度链条的质量 (kg/m)
2"
2'
10)s in(
10
qaKF
qaKF
ff
ff
取大者第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-5 滚子链传动的设计计算
一、链传动的失效形式
二、滚子链传动的额定功率
三、滚子链传动的设计步骤和方法
四、低速链传动的静力强度计算第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链传动的失效形式
1、链的疲劳破环
2、链条铰链的磨损
3、链条铰链的胶合
4、链条的多次冲击破断
5、链条的静力拉断。
低速 v<0.6m/s的链条过载，并超过了静力强度的情况下，链条就会被拉断。
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、滚子链传动的额定功率
1）极限功率曲线 在确定某一链传动所能传递的功率时，必须全面考虑各种失效形式对传动的影响。
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、滚子链传动的额定功率
2）额定功率曲线 图 9-13为标准单排 A系列滚子链的额定功率曲线图，由实验结果绘制而成。根据小链轮转速可在图上查出该情况下各型号链条所能传递的功率，
也可由所要求传递的功率在图中选定所需链条的型号。
当所设计的链传动与上述实验条件不符时，应引入相应的系数予以修正。
图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，
在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，
传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，
传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
A系列滚子链的额定功率曲线实验条件,z1=25,
Lp=120,单排链，
水平布臵，载荷平稳，良好润滑,使用寿命
15 000 h,链因磨损引起的相对伸长量小于
3%.
实际使用条件一般与实验条件不同，需作修正。
由此图查出链条型号确定节距。
第九章链传动机械设计机械基础教研室三、滚子链传动的设计步骤和方法
原始数据：传动的功率 P、小链轮和大链轮的转速
（或传动比），原动机的种类，载荷性质以及传动用途等。
设计内容：链条型号、链长、排数、中心距、链轮齿数及结构尺寸 。
设计方法：
1、中高速链传动：用功率曲线进行设计
2、低速链传动：按静强度进行设计第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动 (链轮齿数）
小链轮齿数对传动的平稳性和工作寿命影响很大，因此，在外廓尺寸允许的条件下，应适当选择较多的齿数，一般情况下其最小齿数 Zmin不应小于 17。但若选取的齿数过大，也会缩短链条的使用寿命。而传动尺寸和重量也会随齿数的增大而增大。通常限定最大齿数 Zmax≤150，一般不大于 114。
从减小传动速度不均匀性和动载荷考虑，小链轮齿数应受到链速的限制；从限定大链轮齿数和减小传动尺寸出发，小链轮齿数又受到传动比的制约。通常在设计中，可先按传动比选定小链轮齿数。
链传动的传动比，通常限制为 i≤6。推荐的传动比为 i=2-3.5。
1、选择链轮齿数 z1,z2（或传动比 I）
选择小链轮齿数 Z1 ─→ 计算大链轮齿数 Z2=iZ1。
小链轮齿数 Z1过少 ─→ 运动不平稳严重。
小链轮齿数 Z1过大 ─→ 增大了传动的尺寸和质量 。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动（大链轮齿数）
设△ p为因磨损造成链节伸长量，链轮齿数越多，
△ d/ △ p越大，越容易脱链。一般
Z2max=150。
因链的磨损造成链节伸长，当链轮齿数较多时，
易于脱链。
z
p
p
d
z
p
d
180
s i n
180
s i n
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动大链轮的齿数为 Z2=iZ1（取整数）。
为使磨损均匀，链轮齿数一般都选取与链节数互为质数的奇数，优先数列为 17,19、
21,23,25,38,57,76,95,114。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动（计算功率）
2．确定计算功率计算功率 Pca是根据传递的额定功率 P，并考虑工作情况来确定的。
KA为链传动的工作情况系数。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动（链的节距）
3．链的节距 （实际设计时，先选排数，再确定链长，然后计算 Pca，确定节距）
在一定条件下，链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，振动冲击和噪声也越严重。因此，在设计时应尽量选取较小的链节距。
1）为使结构紧凑，寿命长，应选小节距多排链
2) 速度高、功率大时，选小节距多排链
3) 中心距小、传动比大时，选小节距多排链
4) 中心距大、传动比小时，选大节距单排链。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动（链的节距）
链节距可根据计算功率和小链轮转速由额定功率曲线选定。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动 （链传动的中心距和链节数）
4．链传动的中心距和链节数
1）初定中心距：
中心距过大引起垂度大，造成松边颤动；
中心距过小链条屈伸次数和应力循环次数增多，加剧链得磨损和疲劳。
设计时一般取中心距 a0=(30～ 50)p，
最大取 0max=80p。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动 （链传动的中心距和链节数
2）确定链条长度（链节数）：链条的长度以链节数 Lp
来表示，链节数为：
3）确定链传动的中心距为（链传动中心距可调）
0
212210
p )2(2
2
a
pzzzz
p
aL
圆整为整数，
最好为偶数
21222121p )
2
(8)
2
()
2
(
4?
zzzzLzzLpa
pmm
第九章链传动机械设计机械基础教研室
5．计算链速，确定润滑方式根据链速由图 9— 14选择合适的润滑方式
6、压轴力 FP
中、高速链传动（轮毂孔径、压轴力）
eFPP FKF?
式中,Fe— 链传动的有效圆周力
KFP— 压轴力系数，对于水平传动 KFP=1.15；对于垂直传动 KFP=1.05
1 0 0 0601 0 0 060
2211
pnzpnzv
第九章链传动机械设计机械基础教研室低速链传动
低速链传动的静力强度计算对于链速 v＜ 0.6m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。
8~4
1
lim
FK
nFS
A
ca
式中,Sca— 链的抗拉静力强度的计算安全系数
Flim— 单排链的极限拉伸载荷，单位 KN
n— 链的排数
KA— 工作情况系数
F1— 链的紧边拉力第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-6 链传动的布臵、张紧、润滑与防护一、链传动的布臵链传动一般应布臵在铅垂面内，尽可能避免布臵在水平或倾斜平面内。
链传动的紧边在上方或在下方都可以，但在上方好一些 。
应尽量保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链 。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-6 链传动的布臵、张紧、润滑与防护二、链传动的张紧链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象；同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。
弹簧力张紧 砝码张紧 定期调整张紧第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-6 链传动的布臵、张紧、润滑与防护三、链传动的润滑良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。
润滑油推荐采用牌号为,L-AN32,L-AN46,L-AN68
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 MoS2、
WS2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。
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。
第九章链传动机械设计机械基础教研室四、链传动的防护使用防护罩将其封闭
§ 9-6 链传动的布臵、张紧、润滑与防护第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-1 链传动的特点和应用
§ 9-2 传动链的结构特点
§ 9-3 滚子链链轮的结构和材料
§ 9-4 链传动的工作情况分析
§ 9-5 滚子链传动的设计计算
§ 9-6 链传动的布臵、张紧和润滑与防护第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-1 链传动的特点和应用链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力 。
1、链传动的组成 链传动由主动链轮、从动链轮和链条组成。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-1 链传动的特点和应用
2、链传动的特点
1）优点：（ 1）与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，工作可靠，具有准确的平均传动比，传动效率较高；在传递相同功率的情况下，结构较为紧凑；
链条张紧力小，作用于链轮轴上的力也较小，故链传动能够在低速重载及温度较高的条件下使用。（ 2）
与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度要求较低；
在远距离传动中，链传动的结构简单而轻便。
2）缺点：不能保持恒定的瞬时传动比，传动中有周期性的动载荷和啮合冲击，不适合载荷变化很大和急速反向转动的场合。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-1 链传动的特点和应用
3、链传动的应用场合 主要用于要求工作可靠，
传动中心距较大，但对传动平稳性要求不高的场合。
4、链传动的分类
1）按用途链可分为传动链、起重链和牵引链（牵引链）三种。起重链和牵引链用于起重运输机械，在一般的机械传动中，常用的是传动链。
传动链的主要类型有：短节距精密滚子链（简称滚子链）和齿形链。
5、传动链的应用范围是：传递功率 P≤100kW,传动比 i≤8,链速 v≤15m/s 。
本章着重介绍传动链中滚子链传动的结构、运动特性和一般设计问题。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-2传动链的结构特点传动链是链传动中的主要元件，传动链有滚子链和齿形链等类型。
一、滚子链二、齿形链第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点
滚子链的组成：
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；
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
外链板内链板套筒滚子销轴第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点
滚子链的分类滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成正比，
但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点 （链条接头和链规格）
链条的接头处的固定形式有：
用开口销固定，多用于大节距链弹簧卡片固定，多用于小节距链设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降 。
滚子链的规格和主要参数 P165 表 9-1
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点（主要参数）
滚子链的主要参数
1）节距 p 滚子链上相邻滚子外圆中心的距离称为节距。 P大，链条中各零件尺寸大。
2）节数 表示链条的长度。
3）滚子外径 d1
4）内链节内宽 b1
5）多排链的排距 pt
节距值 =链号 *25.4/16mm
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点（ 主要尺寸和标记方法 ）
滚子链的主要尺寸和标记方法滚子链已标准化（ GB/G 1243.1-1983）。链条分为 A系列和 B系列两种。本章仅介绍机械中常用的 A系列滚子链传动的设计。
滚子链的标记方法是：链号 — 排数 × 整链链节数、标准编号。
例 08A— 1*88 GB1234— 83
表示,A系列、节距 12.7mm、单排,88节的滚子链。
（ 08*25.4/16）
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、滚子链结构特点（滚子链的外形）
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、齿形链齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而成。工作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动。
齿形链上设有导板，
以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的链轮结构简单。
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、齿形链齿形链按铰链结构不同可分为圆销式、轴瓦式和滚柱式三种。
圆销式 轴瓦式
60 。
滚柱式与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠，多用于高速或运动精度要求较高的传动装臵中。
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链轮的参数和齿形链轮是链传动的主要零件，其齿形已经标准化。链轮设计的主要内容是：
链轮的基本参数：
◆ 配用链条的节距 p、滚子的最大外径 d1、排距 pt、齿数 z。
◆ 确定链轮的结构和尺寸；
◆ 选择链轮的材料和热处理方式；
链轮的主要尺寸见下图，链轮毂孔的直径应小于其最大许用直径 dkmax。 d g d
k d f d a d gd
链轮尺寸计算公式见
§ 9-3 滚子链链轮的结构和材料第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-3 滚子链链轮的结构和材料 a
b
c
d
a
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2
1
3
z
o
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1
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3 180 °
整体式链轮 孔板式链轮 组合式链轮第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-4 链传动的工作情况分析
一、链传动的运动不均匀性（多边形效应）
二、链传动的动载荷
三、链传动的力分析第九章链传动机械设计机械基础教研室
链传动的速度分析在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距 p。
一、链传动的运动不均匀性第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链传动的运动不均匀性链的平均速度为：
1 0 0 0601 0 0 060
2211
pnzpnzv
链传动的平均传动比为：
1
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链条铰链 A点的前进分速度 c o s11Rv x?
上下运动分速度 s in11Rv y?
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链传动的运动不均匀性由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。
因为从动链轮的角速度为：
c o s
c o s
c o s 2
11
2
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所以链传动瞬时传动比为：
c o s
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Ri
只有两链轮齿数相等，且传动的中心距恰为节距的整数倍时（这时 β 和 γ 的变化才时时相等），瞬时传动比才得到恒定值。
第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链传动的运动不均匀性
多边形效应,
链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的 多边形效应 。
应用场合：
当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、链传动的动载荷
1,链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷。
链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷。链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。
链条前进的加速度引起的动载荷为：
c1d maF?
2、从动链轮的角加速度引起的动载荷为：
tR
JF
d
d 2
2
2d
2/180s in2
2
180
s in
s inc o s
0
1
2
1
1
0
2
11
2
1111
Rp
p
z
R
RR
dt
d
dt
dv
a xc
当
P为链节距第九章链传动机械设计机械基础教研室二、链传动的动载荷
3、垂直链速周期性变化，引起横向振动，甚至发生共振。
4、当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度 ω作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，
并产生附加动载荷。
ω
第九章链传动机械设计机械基础教研室三,链传动的力分析
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。
链的紧边拉力为：
fce1 FFFF
链的松边拉力为：
fc2 FFF
其中,Fe为有效圆周力,vPF 100 0e?
Fc为离心力引起的拉力,2
c qvF?
Ff为悬垂拉力，与链条松边的垂度和传动的布
臵方式有关。
P 为传递的功率（ kW)
v为链速
(m/s)
q为单位长度链条的质量 (kg/m)
2"
2'
10)s in(
10
qaKF
qaKF
ff
ff
取大者第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-5 滚子链传动的设计计算
一、链传动的失效形式
二、滚子链传动的额定功率
三、滚子链传动的设计步骤和方法
四、低速链传动的静力强度计算第九章链传动机械设计机械基础教研室一、链传动的失效形式
1、链的疲劳破环
2、链条铰链的磨损
3、链条铰链的胶合
4、链条的多次冲击破断
5、链条的静力拉断。
低速 v<0.6m/s的链条过载，并超过了静力强度的情况下，链条就会被拉断。
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、滚子链传动的额定功率
1）极限功率曲线 在确定某一链传动所能传递的功率时，必须全面考虑各种失效形式对传动的影响。
第九章链传动机械设计机械基础教研室二、滚子链传动的额定功率
2）额定功率曲线 图 9-13为标准单排 A系列滚子链的额定功率曲线图，由实验结果绘制而成。根据小链轮转速可在图上查出该情况下各型号链条所能传递的功率，
也可由所要求传递的功率在图中选定所需链条的型号。
当所设计的链传动与上述实验条件不符时，应引入相应的系数予以修正。
图示为润滑良好的单排链的额定功率曲线图。由图可见，
在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，
传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，
传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
A系列滚子链的额定功率曲线实验条件,z1=25,
Lp=120,单排链，
水平布臵，载荷平稳，良好润滑,使用寿命
15 000 h,链因磨损引起的相对伸长量小于
3%.
实际使用条件一般与实验条件不同，需作修正。
由此图查出链条型号确定节距。
第九章链传动机械设计机械基础教研室三、滚子链传动的设计步骤和方法
原始数据：传动的功率 P、小链轮和大链轮的转速
（或传动比），原动机的种类，载荷性质以及传动用途等。
设计内容：链条型号、链长、排数、中心距、链轮齿数及结构尺寸 。
设计方法：
1、中高速链传动：用功率曲线进行设计
2、低速链传动：按静强度进行设计第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动 (链轮齿数）
小链轮齿数对传动的平稳性和工作寿命影响很大，因此，在外廓尺寸允许的条件下，应适当选择较多的齿数，一般情况下其最小齿数 Zmin不应小于 17。但若选取的齿数过大，也会缩短链条的使用寿命。而传动尺寸和重量也会随齿数的增大而增大。通常限定最大齿数 Zmax≤150，一般不大于 114。
从减小传动速度不均匀性和动载荷考虑，小链轮齿数应受到链速的限制；从限定大链轮齿数和减小传动尺寸出发，小链轮齿数又受到传动比的制约。通常在设计中，可先按传动比选定小链轮齿数。
链传动的传动比，通常限制为 i≤6。推荐的传动比为 i=2-3.5。
1、选择链轮齿数 z1,z2（或传动比 I）
选择小链轮齿数 Z1 ─→ 计算大链轮齿数 Z2=iZ1。
小链轮齿数 Z1过少 ─→ 运动不平稳严重。
小链轮齿数 Z1过大 ─→ 增大了传动的尺寸和质量 。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动（大链轮齿数）
设△ p为因磨损造成链节伸长量，链轮齿数越多，
△ d/ △ p越大，越容易脱链。一般
Z2max=150。
因链的磨损造成链节伸长，当链轮齿数较多时，
易于脱链。
z
p
p
d
z
p
d
180
s i n
180
s i n
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动大链轮的齿数为 Z2=iZ1（取整数）。
为使磨损均匀，链轮齿数一般都选取与链节数互为质数的奇数，优先数列为 17,19、
21,23,25,38,57,76,95,114。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动（计算功率）
2．确定计算功率计算功率 Pca是根据传递的额定功率 P，并考虑工作情况来确定的。
KA为链传动的工作情况系数。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动（链的节距）
3．链的节距 （实际设计时，先选排数，再确定链长，然后计算 Pca，确定节距）
在一定条件下，链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，振动冲击和噪声也越严重。因此，在设计时应尽量选取较小的链节距。
1）为使结构紧凑，寿命长，应选小节距多排链
2) 速度高、功率大时，选小节距多排链
3) 中心距小、传动比大时，选小节距多排链
4) 中心距大、传动比小时，选大节距单排链。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动（链的节距）
链节距可根据计算功率和小链轮转速由额定功率曲线选定。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动 （链传动的中心距和链节数）
4．链传动的中心距和链节数
1）初定中心距：
中心距过大引起垂度大，造成松边颤动；
中心距过小链条屈伸次数和应力循环次数增多，加剧链得磨损和疲劳。
设计时一般取中心距 a0=(30～ 50)p，
最大取 0max=80p。
第九章链传动机械设计机械基础教研室中、高速链传动 （链传动的中心距和链节数
2）确定链条长度（链节数）：链条的长度以链节数 Lp
来表示，链节数为：
3）确定链传动的中心距为（链传动中心距可调）
0
212210
p )2(2
2
a
pzzzz
p
aL
圆整为整数，
最好为偶数
21222121p )
2
(8)
2
()
2
(
4?
zzzzLzzLpa
pmm
第九章链传动机械设计机械基础教研室
5．计算链速，确定润滑方式根据链速由图 9— 14选择合适的润滑方式
6、压轴力 FP
中、高速链传动（轮毂孔径、压轴力）
eFPP FKF?
式中,Fe— 链传动的有效圆周力
KFP— 压轴力系数，对于水平传动 KFP=1.15；对于垂直传动 KFP=1.05
1 0 0 0601 0 0 060
2211
pnzpnzv
第九章链传动机械设计机械基础教研室低速链传动
低速链传动的静力强度计算对于链速 v＜ 0.6m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。
8~4
1
lim
FK
nFS
A
ca
式中,Sca— 链的抗拉静力强度的计算安全系数
Flim— 单排链的极限拉伸载荷，单位 KN
n— 链的排数
KA— 工作情况系数
F1— 链的紧边拉力第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-6 链传动的布臵、张紧、润滑与防护一、链传动的布臵链传动一般应布臵在铅垂面内，尽可能避免布臵在水平或倾斜平面内。
链传动的紧边在上方或在下方都可以，但在上方好一些 。
应尽量保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链 。
第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-6 链传动的布臵、张紧、润滑与防护二、链传动的张紧链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象；同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。
弹簧力张紧 砝码张紧 定期调整张紧第九章链传动机械设计机械基础教研室
§ 9-6 链传动的布臵、张紧、润滑与防护三、链传动的润滑良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。
润滑油推荐采用牌号为,L-AN32,L-AN46,L-AN68
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 MoS2、
WS2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。
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。
第九章链传动机械设计机械基础教研室四、链传动的防护使用防护罩将其封闭
§ 9-6 链传动的布臵、张紧、润滑与防护第九章链传动机械设计机械基础教研室
