链传动
链传动的特点及应用
传动链的结构特点
滚子链链轮的结构和材料
链传动的运动特性
链传动的受力分析
滚子链传动的设计计算
链传动的布置、张紧和润滑
§ 1 链传动的特点及应用
1、组成
2、作用
3、工作原理,依靠链条链节与链轮轮齿啮合来传递
运动和动力,它实质是中间挠性件的啮合传动。
4,链传动的特点
优点 (与摩擦型带传动相比)
①无弹性滑动、打滑现象,平均传动比为常数;
②传动效率 η 高(啮合传动),η =97%~ 98%;
③传动功率较大,P≤100KW,在传递功率相同,传动比为常
数的条件下,链传动结构紧凑;
④初张紧力小,对轴上的径向压力较小,轴、轴承的寿命高;
⑤适用于高温、低速及恶劣条件下工作。
与齿轮传动相比
①安装容易,成本低;
②适应较大的中心距,重量轻。
缺点
①由于链条绕在链轮上时,链条成多边形,因此,瞬时传动
比和瞬时链速不为常数,运动不均匀,传动不平稳,同时
产生冲击、噪音;
②不宜用在高速、载荷变化较大,急速反向的场所;
③只适用于平行两轴之间的同向传动。
应用
①要求工作可靠、平均传动比精确,瞬时传动比不精确的场
合;
②平行两轴,中心距 a较大场合;
③不宜用带传动和齿轮传动的场合,如摩托车;
④用于低速重载和恶劣的工作条件,如挖掘机。
5,传动链的种类
按用途分类
输送链,用于运输机械
起重链,用于起重机械
传动链,常用,传递的功率一般在 100KW以下,链速一般
不超过 15m/s,推荐使用的最大传动比 imax=8。
传动链 分为 滚子链和齿形链 等,其中滚子链使用最广,齿形链
使用较少。
1、滚子链
外链板与销轴
内链板与套筒
销轴与套筒
套筒与滚子
过盈配合
间隙配合
§ 2 传动链的结构特点
链条的主要参数
滚子外经 dr
内链节内宽 b1
节距 p
排数
排距 p1
链条长度
接头形式
链节数为偶数时,接头可用开口销(大节距)或弹簧卡片
(小节距);
链节数为奇数时,接头采用过渡链节。由于过渡链节的链板
要受附加弯矩的作用,一般不用奇数链节。
滚子链的标记
链号 — 排数 x整链链节数 标准编号
例, 08A— 1x88 GB 1243.1— 83表示,A系列、节距 p=链号数
x25.4/16mm=12.7mm、单排,88节的滚子链。
2,齿形链
由一组齿形链板按一定顺序交错连接而成,传递平稳、寿命长,
但成本高、重量大、结构复杂,一般只适宜于高速场合。
§ 3 滚子链链轮的结构和材料
1、链轮的基本参数及主要尺寸
链轮的基本参数:配用链条的节距 p,套筒的最大外径 d1,排
距 p1以及齿数 z。
链轮的主要尺寸:
滚子链轮主要尺寸图
2、链轮齿形
链轮齿形,三圆弧一
直线 。
用相应的标准刀具加
工时,链轮齿形
在工作图上不画
出,只需注明链
轮的基本参数和
主要尺寸,并注
明, 齿形按
GB1244-85制造, 。
滚子链轮端面齿形
3,链轮结构
实心式
腹板式
整体式
组合式结构
滚子链轮结构
4、链轮的材料
链轮的材料要求:足够的耐磨性和强度。
由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多,所
受冲击也较严重,故小链轮应采用较好的材料制造。
链轮常用的材料和应用范围。
§ 4 链传动的运动特性
4.1 链传动的运动不均匀

平均链速:
平均传动比:
100060100060 2211 ????
pnzpnzv
1
2
2
1 zznni ??
假定,主动边始终处于水平位置,链节对应的中心角为 φ 1,
φ 1=3600/z1。
链轮转动时,只有销轴的轴心是沿着链轮分度运动,若主动链
轮以等角速度 ω 1转动时,则销轴的轴心作等速圆周运动,
其圆周速度 v1=R1ω 1。
将 v1分解成沿着链条前进方向的水平速度 v和作上下运动的垂直
分速度 v':
??? c o sc o s 111 Rvv ?? ??? s ins in 111 Rvv ???
式中 β 为主动轮上最后进入啮合的链节铰链的销轴的圆周速
度 v1与水平线的夹角,链节铰链在主动轮上的相位角,
分析,①当 时,
②当 β =0 时,
v,vmin→v max→v min,呈周期性变化;
v',v'max→v' min→v' max,呈周期性变化。
可见,链条作忽上忽下、忽快忽慢的运动,工作不平稳,有规
律的振动。
22 11 ??? ???
21?? ??
1
0
11m in
180c os
zRvv ??? 1
0
11m a x
180s in
zRvv ?????
11m a x ?Rvv ?? 0m in ???? vv
同理,可求得从动链轮的角速度为
式中 γ 链节铰链在从动轮上的相位角,-
1800/z2≤ γ≤ 1800/z2
?
??
?? co s
co s
co s 2
11
2
2 R
R
R
v ??
链速变化情况图
瞬时传动比 iS
随着 γ 和 β 的不断变化,链传动的瞬时传动比也是不断变化
的。当主动链轮以等角速度回转时,从动链轮的角速度将
周期性地变动,导致运动不均匀,当 p↑, z↓, n↑ 时,运
动不均匀 ↑ 。
当 z1=z2,且中心距为节距的整数倍时,iS=1。
多边形效应
?
?
?
?
co s
co s
1
2
2
1
R
Ri
S ??
4.2 链传动的动载荷
1、产生原因
①由于瞬时链速和 ω 2瞬 的周期性变化引起的;
②垂直链速 v'的周期性变化;
③链条链节和链轮轮齿啮合的瞬时产生冲击。
2、动载荷大小
①链条前进的加速度引起的动载荷 Fd1
式中 m紧边链条的质量
②从动链轮的角加速度引起的动载荷 Fd2
式中 J从动系统转化到从动轮轴上的转动惯量。
当 p↑, z↓, n↑ 时,传动的动载荷就越大。
dt
d
R
JF
d
2
2
2
??
maFd ?1
?? s in211Rdtdva ???
小结,链传动运动不均匀性产生的根本原因、对传动的影响和
改善措施
1.根本原因
链传动中,链条呈多边形运动;当 p↑, z↓, n↑ 时,多边
形效应 ↑ 。
2.对传动的影响:传动不平稳,由于有动载荷,必然引起冲
击、振动、噪声,磨损 ↑,寿命 ↓ 。
3.改善措施
①合理的选择参数:较小的 p、较多链轮齿数,控制链速。
②必要时采用张紧装置;
③链传动通常放在低速级。
§ 5 链传动的受力分析
1、张紧力及张紧的目的
张紧力:使链保持适当的垂度所产生的悬垂拉力获得。
目的:使松边不致过松,以免影响正常退出啮合和产生振动、
跳齿或脱链。
2、链条的受力
①有效圆周力 F1
② 离心拉力 FC
v
PF 1000
1 ?
2qvFc ?
悬垂拉力计算简图
③ 悬垂拉力 Ff (由链条本身重量引起),与链条的松边垂度
及传动的布置方式有关。
式中 Kf垂度系数,对水平布置,kf=6,
对于倾斜角小于 40° 的传动,可取 kf=4;大于 40° 的传动,可
取 kf=2;垂直传动,可取 kf=1。
式中 g为重力加速度,a为中心距。
链条紧边所受拉力
链条松边所受拉力
qgakF ff ?
fc FFFF ??? 1
fc FFF ???
3、作用在轴上的载荷 Q
可近似地取为 Q≈F 1+2Ff。离心拉力对它没有影响,不应计算
在内。
又由于垂度拉力不大,故近似取 Q≈1.2K AF1
式中 KA— 工作情况系数,平稳载荷取 1.0~ 1.2,中等冲击
取 1.2~ 1.4,严重冲击取 1.4~ 1.7(动力机平稳、单班工
作的取小值,动力机不平稳、三班工作的取大值 )。
§ 6 滚子链传动的设计计算
6.1 链传动的失效形式
链的疲劳破坏
链条铰链的磨损
链条铰链的胶合
链条静力拉断
6.2 滚子链传动的额定功率
1,额定功率曲线
链传动的各种失效形式都在一定条件下限制了它的承载能力。
因此,在选择链条型号时,必须考虑各种失效形式产生的原
因及条件,从而确定其能传递的额定功率 P0。
2、标准实验条件
小链轮齿数系数 kz
链长系数 kL
多排链系数 kP
工作情况系数 KA
3、链传动推荐的润滑方式
Ⅰ — 人工定期润滑; Ⅱ — 滴油润滑; Ⅲ — 油浴或飞溅润滑; Ⅳ — 压力喷油润滑
推荐使用的润滑方式图
4、计算准则
① v≥0.6m/s 的中、高速,利用功率曲线作为计算准则;
②低速( v<0.6m/s):静强度准则
6.3 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 n1,n2(或传动比),
原动机种类,载荷性质以及传动用途等
设计内容
确定节距 p,z1,z2、链条排数、节数、中心距,链轮结构尺
寸,润滑方法。
设计步骤
1、选择链轮齿数 z1,z2或传动比
( 1)传动比的选择
i不能太大,i↑,结构尺寸大,小链轮上的包角 α 1↓,啮合齿数减少,容
易跳齿或加速链轮的磨损。
通常 i≤8,推荐 i=2~ 3.5;
当 v<2m/s,且载荷平稳时,i可达 10。
( 2)选链轮齿数 z1,z2
小链轮齿数 z1对链传动的平稳性和使用寿命有较大的影响,因此 z1不能过大,
也不能过小,过小会引起
①传动的不均匀性和动载荷增大;
②链条进入和退出啮合时,链节距间的相对转角增大,使铰链的磨损加剧;
③链传递的圆周力增大,从而加速了链条和链轮的损坏。
z1过大会引起
① z2会更大,增大了传动的尺寸和质量;
②链条节距的伸长,而易脱链。
销轴和套筒磨损后,链节距的增长量 Δ p
和节圆的外移动量 Δ d的关系为
当节距 P一定时,齿高就一定,也就是说
允许的节圆外移量 Δ d就一定,齿数越
多,允许不发生脱链的节距增长量 Δ p
就越小,链的使用寿命就越短。
通常 17≤z 1≤120,由于链节数是偶数,
为使磨损均匀,链轮齿数一般应取与
链节数互为质数的奇数,并优先选用
17,19,21,23,25,38,57,76、
95,114。
zdp 01 8 0s in???
2、确定计算功率
Pca=KAP
3、链的节距及链排数
在一定条件下,p↑,承载能力 ↑,多边形效应 ↑,振动、冲
击、噪音 ↑ 。
①选择原则,在保证承载能力的条件下,为使结构紧凑、寿命
长,应选取小节距的单列链。
高速重载:小节距的多列链
低速重载:大节距、单列链
高速轻载:小节距、单列链
②从经济上考虑,
中心距小、传动比大时,选小节距多排链;
中心距大、传动比小时,选大节距单排链。
由于链传动的实际工作条件与实验条件不完全一致,因此,必须对进行修
正 P0,
根据 P0和小链轮转速 n1,查出合适的链节距和排数。
4、链传动的中心距和链节数
( 1)初定中心距 a0
a0不能过大,也不能过小,过小会引起
①当链速一定时,单位时间内链条绕转次数增加,链条曲伸次数和应
力循环次数增加,链条的寿命、疲劳强度降低;
②小链轮包角 α 1↓,啮合齿数 ↓,每个轮齿所受载荷 ↑,容易脱链。
a0中心距过大
①结构尺寸大;
②从动边垂度过大,工作时从动边颤动。
一般 a0=(30~ 50)p,有张紧装置或托板时,a0max可大于 80p;对中心距
不能调整的传动,a0max≈30p 。
PLz
A
kkk
PKP ?
0
( 2)确定链节数 LP
LP应圆整为整数,最好取偶数。
( 3)实际中心距
5、链传动作用在轴上的力(压轴力) Q
Q≈1.2K AF1
0
2
12210
22
2
a
pzzzz
p
aL
P ??
??
?
? ?????
?
???
?
???
?
?????? ???????? ????????? ???
2
12
2
2121
28224 ?
zzzzLzzLpa
PP
6.4 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,按中、高速链传动的设计方
法确定出各参数,最后按静强度校核,
式中 FQ单排链的极限拉伸载荷; zp链排数; KA 工作情况系数;
F1链的工作拉力。
8~4
1
????
fcA
pQ
FFFK
zFS
§ 7 链传动的布置、张紧和润滑
7.1 链传动的布置
i=2~ 3,a=(30~ 50)p
(i与 a较佳场合 )两轮轴线在
同一水平面,紧边在上在下
都可以,但在上好些
i> 2,a< 30p(i大,a小场合 )
两轮轴线不在同一水平面,松边
应在下面,否则松边下垂量增大
后,链条易与链轮卡死
i> 1.5,a> 60p(i小,
a大场合 )
两轮轴线在同一水平
面,松边应在下面,
否则下垂量增大后,
松边会与紧边相碰,
需经常调整中心距。
i,a为任意值 (垂直传动场合 )
两轮轴线在同一铅垂面内,下垂量
增大,会减少下链轮的有效啮合齿
数,降低传动能力。为此应采用:
a)中心距可调;
b)设张紧装置;
c)上、下两轮偏置,使两轮的轴线
不在同一铅垂面内。
7.2 链传动的张紧
1、目的
2、方法
图 (a),(b)张紧轮传动,张
紧轮应装在靠近主动链轮的
松边上。
图 (c),(d)压板或托板张紧。
中心距大的链传动用托板控制
垂度更为合理。
7.3 链传动的润滑
1、润滑目的,有利于缓和冲击、减小摩擦和降低磨损。
2、润滑方法
Ⅰ — 人工定期润滑; Ⅱ — 滴油润滑; Ⅲ — 油浴或飞溅润滑; Ⅳ — 压力喷油润滑
推荐使用的润滑方式图