第十一章 链传动
§ 11-2 链传动的运动特性
§ 11-1 概述
§ 11-3 滚子链传动的设计计算
§ 11-4 链传动的合理布置和润滑
§ 11-1 概述链传动属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力。
§ 11-1 概 述一、链传动的特点和应用优点：
1）平均传动比准确，压轴力小；
2）效率较高，容易实现多轴传动；
3）安装精度要求较低，成本低；
4）适用于中心距较大的传动。
缺点：
1）瞬时传动比不恒定，瞬时链速不恒定；
2）传动的平稳性差，有噪音。
链传动主要用在 转速不高，两轴中心距较大，要求平均传动比准确的场合 。
广泛用于农业、采矿、冶金、石油、化工等行业中。
滚子链的结构 1
传动链有 滚子链 和 齿形链 等类型。
◆ 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。
滚子链分为 单排链,双排链,多排链 。
虚拟现实中的滚子链二、滚子链的结构与尺寸外链板内链板套筒滚子销轴
p
链上相邻两铰链中心之间的距离称为 链节距,用 p 表示。
（图 11－ 2）
概 述排数越多，承载能力越高，但各排链受载不均现象越严重，故 排数不宜过多 。
内、外链板均为,∞” 型。
滚子链的结构
2链条的接头形式有：
链节数为奇数时，接头处须用 过渡链节 。
链的长度用 链节数 Lp 表示。
（图 11－ 4）
用 弹簧卡片 固定用 开口销 固定 过渡链节滚子链已经标准化，其 尺寸规格 见 表 11－ 1 。
概 述为避免使用过渡链节,链节数最好为偶数 。
这种齿形已经标准化，由标准成型刀具加工，故 链轮图上不必绘之端面齿形,
只注明,齿形按 3R GB1244－ 85规定制造,
即可。
链轮 1
三、链轮
1,链轮的齿形常用的链轮 端面齿形 由三段圆弧和一段直线组成，简称 三圆弧一直线齿形 。
◆ 但 应绘制 轴面齿形 ( 应符合 GB1244-85的规定 )。
d dadf
a
b
c
d
ar
r
r
2
1
3
z
o2
o1
o3
180°
df dad
（图 11－ 4）
概 述链轮 2
链轮的材料应具有足够的耐磨性和强度。
链轮材料表
2,链轮的结构链节距 p,齿数 z
链轮尺寸计算公式 见分度圆直径：
齿顶圆直径 da
齿根圆直径：
z
pd
180s in?
rf ddd
图中应注明：
见（ 11－ 2）
整体式链轮 孔板式链轮 组合式链轮整体式：
孔板式：
组合式：
小直径的链轮中等尺寸的链轮大直径的链轮
3,链轮的材料通常，小链轮用较好的材料。
（图 11－ 7）
概 述链轮分度圆,绕在链轮上的各链节滚子中心所在的圆。
§ 11-2 链传动的 运动特性 1 § 11-2 链传动的运动特性一、链传动的运动不均匀性在链传动中，链条绕在链轮上如同绕在两个正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链节距 p。
平均链速为：
1 0 0 0601 0 0 060 2211
pnzpnzυ
平均传动比为：
1
2
2
1
z
z
n
ni
（是恒定的）
1υ1
υ?
υ
2υ?
υ
2υ
1r
2r
c
运动特性 2
链速是周期性变化的,链节距越大,齿数越少,链速的变化就越大 。
链传动的运动特性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。
从动轮上 c点 的速度：
c o s
c o s
c o s
11
2
rυυ
瞬时传动比：
c o s
c o s
1
2
2
1
r
ri
链的水平速度, c o s11rυ?
垂直速度, s in
111 rυ
动画演示
)22( 11 ～
)/360( 11 z
)22( 22 ～＋
)/3 6 0( 22 z
22?r?
c o s
c o s
1
2
d
d?
A
21 21
链传动的动载荷 3 链传动的运动特性二、链传动的动载荷链和从动链轮均做周期性的变速运动，从而引起动载荷。
链轮的 转速越高、链节距越大、齿数越少,
则动载荷就越大。
动载荷（惯性力）为,maF?
d
最大加速度为：
2
2
1
m a x
pa
链节和链轮啮合的瞬间，也将引起冲击和动载荷。链节距越大，链轮转速越高，则冲击越强烈。
链传动 不宜用于高速及要求传动比恒定的场合 。
链传动的不均匀性称为链传动的 多边形效应 。
只有 z1＝ z2，且链的紧边长恰为链节距的整数倍 时，瞬时 i 才恒定。
受力分析
υ
PF 1000
1?
2,离心力拉力 2
2 qυF?
3,悬垂拉力三、链传动的受力分析
1,工作拉力 （作用于紧边）
（作用于全长）
qgaKF f?3（作用于全长）
式中,q－每米链长质量 (kg/m)。
链速功率式中,Kf－垂度系数,见 表 11－ 3。
g－重力加速度
a－中心距紧边拉力
321 FFF
松边拉力
32 FF
压轴力,
12.1 FKF AQ?
（可见，链受的是变载荷）
式中,KA－ 工作情况系数,见 P225 。
链传动的运动特性
§ 11-3 滚子链传动的设计 计算 1§ 11-3 滚子 链传动的设计计算一、滚子链传动的失效形式 失效图片
1）链板疲劳
2）铰链的磨损
3）滚子、套筒的冲击疲劳
4）销轴与套筒工作面的胶合
5）链的静力拉断
（ 磨损过大将 导致脱链 ）
二、额定功率曲线每种失效形式都会限定链传动所能传递的功率。
各种失效形式所限定的额定功率曲线，见 图 11－ 11。
额定功率
P0/kW
小链轮转速 n1 /(r/min)0
链板疲劳限定滚子、套筒冲击疲劳限定销轴和套筒胶合限定各种型号滚子链在 特定试验条件 下的 额定功率曲线 见 图 11－ 12。
（ z1=19,Lp=100、单排链、载荷平稳等）
磨损限定
p + Δpp
)s in( 18 0
z
pd
设计 计算 2
当实际工作条件与上述特定试验条件不同时，需进行修正，则链传动的 计算功率 为：
mz
A
c KK
PKP?
式中,Kz－ 小链轮齿数系数,见 表 11－ 4。
工作点落在曲线顶点左侧时，查表中 Kz；
工作点落在曲线顶点右侧时，查表中 Kz′。
Km－ 多排链排数系数,见 表 11－ 5。
传递的功率当 链速＜ 0.6m/s时，主要失效形式为过载拉断，应进行静强度计算。
强度条件为：
31 FFK
QzS
A
p
≥4～ 8
式中,zp－链排数 ；
Q－单排链的极限拉伸载荷,见 表 11－ 1。 详细说明滚子 链传动的设计计算设计计算 3 滚子 链传动的设计计算三、主要参数的选择
2．链轮齿数 z
通常 i≤7，推荐的传动比 i ＝ 2 ~ 3.5。
─→ 计算大链轮齿数 z2 = i z1。
z1过少 ─→ 运动不均匀性严重。
详细说明
1．传动比 i
i↑,则小轮包角 ↓ 。 应保证 小轮包角＞ 120° 。
参见 P227 选取 z1
z2 过大 ─→ 链节磨损 容易导致 脱链 。故 限制 zmax＝ 120。 )
s in( 18 0z
pd
3．链速 通常,链速不超过 12m/s，否则，动载荷会过大。
根据计算功率 Pc和小链轮转速 n1查 图 11－ 12确定 链号,
再由 表 11－ 1查得链节距 p 。
4．链节距滚子 链传动的设计计算
5．中心距和链节数链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。
设计 计算 4
链的节距越大，承载能力就越高，但运动不均匀性也增大。
在满足承载能力的前提下，应 尽量选取较小的链节距 。
高速重载 时，可 选小节距多排链 。
速度低、传动比小、而中心距大时，选大节距的单排链。
一般取中心距 a0= (30～ 50) p，最大取 amax= 80 p。
链节数：
a
pzzzz
p
aL 21221
p )π2(2
2 （ 11－ 14）
Lp最好 圆整为偶数,中心距 a 按 式 （ 11－ 15） 计算。
§ 11-4 链传动的合理布置和润滑 § 11-4 链传动的合理布置和润滑一,链传动的合理布置
1）两链轮的回转平面应在同一铅垂面内；
二、链传动的张紧目的：避免链的垂度过大，产生啮合不良和链条的振动现象。
2）链轮的中心连线最好在水平面内，应避免垂直布置；
3）链传动最好紧边在上，松边在下。
弹簧力张紧 砝码张紧 定期调整张紧
（见图 11－ 16）
合理布置和润滑 2三、链传动的润滑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。
良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。
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。
详细说明（见图 11－ 17）
人工定期润滑滴油润滑油浴或飞溅润滑压力喷油润滑润滑方法：
链传动的合理布置和润滑齿形链的结构特点齿形链的结构特点齿形链又称无声链，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。
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置中。
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。
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。
详细说明
60 。
圆销式 轴瓦式 滚柱式更多说明
§ 11-2 链传动的运动特性
§ 11-1 概述
§ 11-3 滚子链传动的设计计算
§ 11-4 链传动的合理布置和润滑
§ 11-1 概述链传动属于具有挠性件的啮合传动，依靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力。
§ 11-1 概 述一、链传动的特点和应用优点：
1）平均传动比准确，压轴力小；
2）效率较高，容易实现多轴传动；
3）安装精度要求较低，成本低；
4）适用于中心距较大的传动。
缺点：
1）瞬时传动比不恒定，瞬时链速不恒定；
2）传动的平稳性差，有噪音。
链传动主要用在 转速不高，两轴中心距较大，要求平均传动比准确的场合 。
广泛用于农业、采矿、冶金、石油、化工等行业中。
滚子链的结构 1
传动链有 滚子链 和 齿形链 等类型。
◆ 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。
滚子链分为 单排链,双排链,多排链 。
虚拟现实中的滚子链二、滚子链的结构与尺寸外链板内链板套筒滚子销轴
p
链上相邻两铰链中心之间的距离称为 链节距,用 p 表示。
（图 11－ 2）
概 述排数越多，承载能力越高，但各排链受载不均现象越严重，故 排数不宜过多 。
内、外链板均为,∞” 型。
滚子链的结构
2链条的接头形式有：
链节数为奇数时，接头处须用 过渡链节 。
链的长度用 链节数 Lp 表示。
（图 11－ 4）
用 弹簧卡片 固定用 开口销 固定 过渡链节滚子链已经标准化，其 尺寸规格 见 表 11－ 1 。
概 述为避免使用过渡链节,链节数最好为偶数 。
这种齿形已经标准化，由标准成型刀具加工，故 链轮图上不必绘之端面齿形,
只注明,齿形按 3R GB1244－ 85规定制造,
即可。
链轮 1
三、链轮
1,链轮的齿形常用的链轮 端面齿形 由三段圆弧和一段直线组成，简称 三圆弧一直线齿形 。
◆ 但 应绘制 轴面齿形 ( 应符合 GB1244-85的规定 )。
d dadf
a
b
c
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2
1
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180°
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（图 11－ 4）
概 述链轮 2
链轮的材料应具有足够的耐磨性和强度。
链轮材料表
2,链轮的结构链节距 p,齿数 z
链轮尺寸计算公式 见分度圆直径：
齿顶圆直径 da
齿根圆直径：
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180s in?
rf ddd
图中应注明：
见（ 11－ 2）
整体式链轮 孔板式链轮 组合式链轮整体式：
孔板式：
组合式：
小直径的链轮中等尺寸的链轮大直径的链轮
3,链轮的材料通常，小链轮用较好的材料。
（图 11－ 7）
概 述链轮分度圆,绕在链轮上的各链节滚子中心所在的圆。
§ 11-2 链传动的 运动特性 1 § 11-2 链传动的运动特性一、链传动的运动不均匀性在链传动中，链条绕在链轮上如同绕在两个正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链节距 p。
平均链速为：
1 0 0 0601 0 0 060 2211
pnzpnzυ
平均传动比为：
1
2
2
1
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（是恒定的）
1υ1
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运动特性 2
链速是周期性变化的,链节距越大,齿数越少,链速的变化就越大 。
链传动的运动特性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。
从动轮上 c点 的速度：
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瞬时传动比：
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链的水平速度, c o s11rυ?
垂直速度, s in
111 rυ
动画演示
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21 21
链传动的动载荷 3 链传动的运动特性二、链传动的动载荷链和从动链轮均做周期性的变速运动，从而引起动载荷。
链轮的 转速越高、链节距越大、齿数越少,
则动载荷就越大。
动载荷（惯性力）为,maF?
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最大加速度为：
2
2
1
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pa
链节和链轮啮合的瞬间，也将引起冲击和动载荷。链节距越大，链轮转速越高，则冲击越强烈。
链传动 不宜用于高速及要求传动比恒定的场合 。
链传动的不均匀性称为链传动的 多边形效应 。
只有 z1＝ z2，且链的紧边长恰为链节距的整数倍 时，瞬时 i 才恒定。
受力分析
υ
PF 1000
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2,离心力拉力 2
2 qυF?
3,悬垂拉力三、链传动的受力分析
1,工作拉力 （作用于紧边）
（作用于全长）
qgaKF f?3（作用于全长）
式中,q－每米链长质量 (kg/m)。
链速功率式中,Kf－垂度系数,见 表 11－ 3。
g－重力加速度
a－中心距紧边拉力
321 FFF
松边拉力
32 FF
压轴力,
12.1 FKF AQ?
（可见，链受的是变载荷）
式中,KA－ 工作情况系数,见 P225 。
链传动的运动特性
§ 11-3 滚子链传动的设计 计算 1§ 11-3 滚子 链传动的设计计算一、滚子链传动的失效形式 失效图片
1）链板疲劳
2）铰链的磨损
3）滚子、套筒的冲击疲劳
4）销轴与套筒工作面的胶合
5）链的静力拉断
（ 磨损过大将 导致脱链 ）
二、额定功率曲线每种失效形式都会限定链传动所能传递的功率。
各种失效形式所限定的额定功率曲线，见 图 11－ 11。
额定功率
P0/kW
小链轮转速 n1 /(r/min)0
链板疲劳限定滚子、套筒冲击疲劳限定销轴和套筒胶合限定各种型号滚子链在 特定试验条件 下的 额定功率曲线 见 图 11－ 12。
（ z1=19,Lp=100、单排链、载荷平稳等）
磨损限定
p + Δpp
)s in( 18 0
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设计 计算 2
当实际工作条件与上述特定试验条件不同时，需进行修正，则链传动的 计算功率 为：
mz
A
c KK
PKP?
式中,Kz－ 小链轮齿数系数,见 表 11－ 4。
工作点落在曲线顶点左侧时，查表中 Kz；
工作点落在曲线顶点右侧时，查表中 Kz′。
Km－ 多排链排数系数,见 表 11－ 5。
传递的功率当 链速＜ 0.6m/s时，主要失效形式为过载拉断，应进行静强度计算。
强度条件为：
31 FFK
QzS
A
p
≥4～ 8
式中,zp－链排数 ；
Q－单排链的极限拉伸载荷,见 表 11－ 1。 详细说明滚子 链传动的设计计算设计计算 3 滚子 链传动的设计计算三、主要参数的选择
2．链轮齿数 z
通常 i≤7，推荐的传动比 i ＝ 2 ~ 3.5。
─→ 计算大链轮齿数 z2 = i z1。
z1过少 ─→ 运动不均匀性严重。
详细说明
1．传动比 i
i↑,则小轮包角 ↓ 。 应保证 小轮包角＞ 120° 。
参见 P227 选取 z1
z2 过大 ─→ 链节磨损 容易导致 脱链 。故 限制 zmax＝ 120。 )
s in( 18 0z
pd
3．链速 通常,链速不超过 12m/s，否则，动载荷会过大。
根据计算功率 Pc和小链轮转速 n1查 图 11－ 12确定 链号,
再由 表 11－ 1查得链节距 p 。
4．链节距滚子 链传动的设计计算
5．中心距和链节数链传动的中心距过大或过小对传动都会造成不利影响。
设计 计算 4
链的节距越大，承载能力就越高，但运动不均匀性也增大。
在满足承载能力的前提下，应 尽量选取较小的链节距 。
高速重载 时，可 选小节距多排链 。
速度低、传动比小、而中心距大时，选大节距的单排链。
一般取中心距 a0= (30～ 50) p，最大取 amax= 80 p。
链节数：
a
pzzzz
p
aL 21221
p )π2(2
2 （ 11－ 14）
Lp最好 圆整为偶数,中心距 a 按 式 （ 11－ 15） 计算。
§ 11-4 链传动的合理布置和润滑 § 11-4 链传动的合理布置和润滑一,链传动的合理布置
1）两链轮的回转平面应在同一铅垂面内；
二、链传动的张紧目的：避免链的垂度过大，产生啮合不良和链条的振动现象。
2）链轮的中心连线最好在水平面内，应避免垂直布置；
3）链传动最好紧边在上，松边在下。
弹簧力张紧 砝码张紧 定期调整张紧
（见图 11－ 16）
合理布置和润滑 2三、链传动的润滑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。
良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。
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。
详细说明（见图 11－ 17）
人工定期润滑滴油润滑油浴或飞溅润滑压力喷油润滑润滑方法：
链传动的合理布置和润滑齿形链的结构特点齿形链的结构特点齿形链又称无声链，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。
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置中。
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。
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。
详细说明
60 。
圆销式 轴瓦式 滚柱式更多说明
