机械设计基础-8.5链链传动的受力分析
链传动的原理
链传动的原理
链传动是一种常见的机械传动方式，它通过链条将动力传递到不同的部件上，广泛应用于各种机械设备中。
链传动的原理主要包括链条、齿轮和张紧装置三个部分，下面我们将详细介绍链传动的原理。
首先，我们来看链条的作用。
链条是链传动的核心部件，它由一系列相互连接的链接组成，能够承受一定的拉力和弯曲力。
链条的主要作用是传递动力，并且能够在齿轮之间形成精确的传动比。
链条的选择取决于传动功率、传动速度、工作环境等因素，一般有滚子链、板链、双排链等不同类型。
其次，齿轮是链传动中的另一个重要部件。
齿轮是用来传递动力和转速的机械零件，它能够将来自发动机或电机的动力传递给被传动部件，实现不同部件之间的协调运动。
齿轮的直径、齿数、模数等参数会影响传动比和传动效率，因此在设计链传动时需要根据实际需求选择合适的齿轮。
最后，张紧装置也是链传动不可或缺的部分。
链条在传动过程中会因为受力而产生松弛，为了保证链条传动的正常运行，需要设
置张紧装置来保持链条的适当张紧度。
张紧装置的设计需要考虑链条的伸长、张紧力的大小、工作可靠性等因素，以确保链传动的稳定性和可靠性。
总的来说，链传动的原理是通过链条、齿轮和张紧装置的协同作用，将动力从动力源传递到被传动部件，实现不同部件之间的协调运动。
在实际应用中，链传动具有传动效率高、传动比稳定、传动功率大等优点，因此被广泛应用于各种机械设备中。
以上就是关于链传动的原理的详细介绍，希望能对大家有所帮助。
如果您对链传动的原理还有其他疑问，欢迎随时与我们联系。
“868机械设计”考试科目大纲
“868机械设计〃考试科目大纲一、考试性质机械设计是中国农业大学硕士研究生招生自行命题考试科目。
考生应系统地掌握通用机械零部件的工作原理、结构特点、受力分析、失效形式及机械设计计算理论、方法。
应考人员应根据本大纲的内容和要求自行组织学习内容和掌握有关知识。
二、考试目标1.考核机械设计基础理论知识的掌握程度。
2、考核分析和解决机械设计问题的能力。
三、考试内容（-）机械传动部分1.基本要求了解机械传动的主要类型与特点，掌握常见机械传动（带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动）的力分析和失效形式及其产生失效的原因，掌握其设计理论和方法，能够根据工程实际问题分析、选择和设计相应的传动装置。
2、考试范围1）带传动带传动的工作原理、类型、特点和应用；带传动的工作情况分析（受力分析；应力分析；带传动的运动特性；带传动的弹性滑动、传动比和打滑）；带传动紧边拉力、松边拉力与张紧力、有效圆周力之间的关系、带传动的线速度与功率；带传动的包角及带传动能够传递的最大圆周力（或最大功率）；传动带的规格、型号和许用功率；带传动的失效形式及其产生失效的原因、带传动的计算准则及设计计算；带传动的布置和张紧。
2）链传动链传动的特点和应用；套筒滚子链的规格和标准；链传动的运动分析和受力分析；链传动的运动特性；链传动的主要参数及选择，链节距、链轮齿数对传动能力的影响；链传动的布置、张紧和润滑。
3）齿轮传动齿轮传动的失效形式和设计准则；齿轮常用材料、热处理方式和许用应力；齿轮传动的作用力及计算载荷；齿轮传动的齿面接触强度计算、齿轮传动的齿根弯曲强度计算；齿轮主要参数（齿数、模数、压力角、宽度等）的选择和计算；齿轮传动的名义载荷与计算载荷的含义和关系；齿轮传动的润滑。
4）蜗杆传动蜗杆传动的特点和类型；圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸；普通圆柱蜗杆传动的计算载荷和力分析；蜗杆传动的失效形式、引起原因和设计准则；蜗轮蜗杆的材料和结构；普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。
《机械设计基础》教学课件主题13 链传动
单元1 链传动
二、链传动的类型
1、滚子链 滚子链又称套筒滚子链，结构如图所示，由内链板1、滚子2、套 筒3、外链板4、销轴5组成。内链板与套筒、外链板与销轴均为过盈 配合；套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合，以形成相对转动，当 链与链轮啮合时，滚子与轮齿之间是滚动摩擦，可减小链条与链轮间 的磨损。为减轻重量和使链板各截面强度接近相等，链板制成8字形。
单元1 链传动
二、链传动的类型
2、齿形链 齿形链由许多齿形链板通过铰链联接而成，如图所示。与套筒滚子 链相比，齿形链传动平稳，噪声小，一般用于高速传动，链速可达 40m/s。但齿形链成本较高，摩擦力大，易磨损。
单元2 链传动的运动分析和受力分析
一、链传动的运动特性
链条绕上链轮后形成折线，因此链传动 相当于一对多边形轮子之间的传动（如图所 示）。设z1、z2为两链轮的齿数，p为节距（ mm），n1、n2为两链轮的转速（r/min）， 则 链 条 线 速 度 （ 简 称 链 速 ） 为 v=z1pn1/ （ 60×1000）=z2pn2/（60×1000）m/s
单元3 滚子链传动参数的选择
一、链传动失效形式
3、链条铰链磨损 链传动时，销轴与套筒的压力较大，彼此又产生相对转动，因而 导致铰链磨损，使链的实际节距变长。铰链磨损后，增加了各链节的实 际节距的不均匀性，使传动不平稳。链的实际节距因磨损而伸长到一定 程度时，链条与轮齿的啮合情况变坏，从而发生爬高和跳齿现象。磨损 是润滑不良的开式链传动的主要失效形式，造成链传动寿命大大降低。
单元1 链传动
二、链传动的类型
滚子链可制成单排链和多排链，如图所 示为双排链。多排链用于较大功率传动，由 于制造和装配误差，当排数较多时各排受载 不易均匀，所以使用时一般多采用两排、三 排，最多四排。
【机械设计基础】第六章 带传动和链传动
第六章
带传动和链传动
带传动和链传动都是利用挠性元件（带和链）传递运动和动力 的机械传动，适于两轴中心距较大的场合。 第一节 带传动概述
带传动常用在传递中心距大 的场合，传递的功率<50kW,传动 比常用<5
机 械 一、带传动的组成及带的类型 设 固联于主动轴上的带轮1(主动轮)； 计 固联于从动轴上的带轮3(从动轮)； 基 紧套在两轮上的传动带2。 础
5.适于两轴中心距较大的传动。
a.由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力；
b.带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑； c.带的寿命较短，传动效率较低，需要经常更换； d.不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。
第六章 带传动的应用
带传动和链传动
摩擦带传动适用于要求传动平稳、传动比要求不准确、中小功 率的远距离传动。
带传动和链传动
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过 载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力 差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以 机 械 设 计 基 础 弹性滑动是不可以避免的。
第六章
四、Ｖ带传动的设计准则
带传动和链传动
带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
第六章
带传动和链传动
工作情况分析(力分析)
在带即将打滑的状态下，F达到最大值。此时，根据挠性体摩擦
的欧拉公式，对于平带传动，忽略离心力的影响，F1与F2之间的关系
为：
F1 F2e
（6-5） （6-6）
e 1 2 F 2 F0 2 F0 (1 ) e 1 e 1
第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础vv带带轮的结构设计要求二vv带轮的材料和结构质量小且质量分布均匀
机械设计基础-8.6滚子链传动的设计计算
第六节滚子链传动的设计计算一、链传动的主要失效形式1、链的疲劳破坏由于链在运动过程中所受的载荷不断变化，因而链在变应力状态下工作，经过一定的循环次数后，链板会产生疲劳断裂或滚子表面会产生疲劳点蚀和疲劳裂纹。
在润滑条件良好和设计安装正确的情况下，疲劳强度是决定链传动工作能力的主要因素。
2、铰链磨损链节在进入啮合和退出啮合时，销轴与套筒之间存在相对滑动，在不能保证充分润滑的条件下，将引起铰链的磨损。
磨损导致链轮节距增加，链与链轮的啮合点外移，最终将产生跳齿或脱链而使传动失效。
由于磨损主要表现在外链节节距的变化上，内链节节距的变化很小，因而实际铰链节距的不均匀性增大，使传动更不平稳。
它是开式链传动的主要失效形式。
但是近几年来由于链轮的材料、热处理工艺、防护和润滑的状况等都有了很大的改进，因而在闭式传动中链因铰链磨损而失效已不再是限制链传动的主要因素。
3、链条铰链的胶合由于套筒和销轴间存在相对运动，在变载荷的作用下，润滑油膜难以形成，当转速很高时，使套筒与销轴间发生金属直接接触而产生很大摩擦力，其产生的热量导致套筒与销轴的胶合。
在这种情况下，或者销轴被剪断，或者套筒、销轴与链板的过盈配合松动，从而造成链传动的失效。
4、链条静力拉断在低速重载的传动中或者链突然承受很大的过载时，链条静力拉断，承载能力受到链元件的静拉力强度的限制。
5、多次冲击破断工作中由于链条反复启动、制动、反转或受重复冲击载荷时承受较大的动载荷，经过多次冲击，滚子、套筒和销轴最后产生冲击断裂。
它的应力总循环次数一般在以内，它的载荷一般较疲劳破坏允许的载荷要大，但比一次冲击破断的载荷要小。
6、链轮轮齿的磨损或塑性变形在滚子链传动中，链轮轮齿磨损或塑性变形超过一定量后，链的工作寿命将明显下降。
可以采用适当的材料和热处理来降低其磨损量和塑性变形。
通常链轮的寿命为链的寿命2～3倍以上，故链传动的承载能力以链的强度和寿命为依据。
二、滚子链传动的额定功率链传动的工作情况不同，失效形式也不同。
机械设计基础-链传动
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。
链传动适用的一般范围为：传递功率P≤100kW，中心距a≤5--6m，传动比i≤6，链速v≤15m／s，传动效率为0．95～0．98。
一.滚子链
滚子链和链轮
滚子链的规格和主要参数
外链板
内链板 滚子
套筒
销轴
1.组成：内链板与套筒、外链板与销轴间均为过盈配合， 套筒与销轴、滚子与套筒间均为间隙配合。 内、外链板交错联接而构成铰链。
Lp
2a0 p
z1
2
z2
( z2 z1 )2
2
p a0
圆整取偶数
计算理论中心距
a
p 4
[(
LpΒιβλιοθήκη z12z2
)
(Lp
z1
2
z2
)2
8(
z2
2
z1
)2
]
§5—11链传动的布置，张紧和润滑
一.链传动的布置 水平布置，倾斜布置，垂直布置
布置原则：
两链轮轴线应平行，回转平面应在同一铅垂平面内； 两链轮中心连线最好是水平的； 一般情况下，紧边在上，松边在下。 倾斜布置倾角由小于45º 若铅垂布置应可调中心距或加张紧装置
链传动的平均传动比为： i n1 z2 n2 z1
链条铰链A点的前进分速度 vx R11 cos
上下运动分速度 vy R11 sin
因为链传动工作时， β是变化的（β=-180/z1～＋180/ z1 ），所以链条的前进速度 和上下运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。 前进速度变化导致从动轮角速度变化，产生角加速度，引起动载荷。 上下运动速度变化导致链条上下抖动，同时造成啮合冲击。
机械设计基础 第八章 链传动
一、链条长度L和链节数Lp
L (z1 z2 )p 2a ( z2 z1 )2 p2
2
2 a
Lp
(z1
2
z2 )
2a p
( z2 z1 2
)2
p a
圆整至最近偶数。
二、中心距a
a
P 4
[(LP
Z1
2
Z2
)
(LP
Z1
2
Z2
)2
8(
Z2 2
Z1
)2
]
a 过小,小轮包角小,受力的轮齿少,循环次数多,失效快； a 过大,由于链条重量产生的垂度大,抖动大,传动情况坏。
五、传动比
im
n1 n2
Z2
Z1
const
it
1 2
const
变化情况 →进入啮合
1
2
水平v
vmin
→达顶点
0
→vmax
→下一齿进入啮合 1 2
→vmin
垂直v’
减速上升 v’＝0 加速下降
链节在运动中，存 在忽上忽下、忽快忽慢 的速度变化。
——造成链运动速度的 不均匀,呈规律的周期性 的波动。
0.4
0.2 0.15
0.1
小链轮转速n1 (r/min)
间隙配合 间隙配合 过盈配合
链板制成“8”字形； 内、外链板有间隙，保证润滑油进入磨损面。
链节数最好取偶数，以便外链板和内链板相接。
主要参数：
p ——节距5ຫໍສະໝຸດ d1 —— 滚子直径4 3
d2 —— 销轴直径
2
b1 —— 内链板间距 1
h2 —— 内链板高度
16A - 1×80 GB1243.1-83 80节 单排 链号16， p＝25.4
《机械设计基础》项目8链传动
链传动的布置
链传动的布置是否 合理，对传动的工 作能力及使用寿命 都有较大的影响。 布置时，链传动的 两轴线应平行，两 链轮应位于同一平 面内；一般宜采用 水平或接近水平的 布置，并使松边在 下。具体的安排可 以参考表中形式。
机械设计基础
项目八 链传动
任务:链传动设计
重点：链结构及链传动的运动特性、链传 动的布置、张紧及润滑 。
难点：链传动的设计 。
一、基本知识 对于链传动，同学们可能更加熟悉，例如自行车 上的链条传动。十分明显，它是由主、从动链轮 和链条所组成，通过链条的链节与轮齿的啮合来 传递运动和动力的。由于链传动能够在较大的轴
距间进行传动， 结构简单、耐用、 易维护等优点， 在工程中得到广 泛的应用。
传动链的类型
链传动的种类有多
种，按照链条可以分为 滚子链、套筒链、板式 链以及齿形链传动等， 如图所示。
链传动的主要参数及选择
一．链轮齿数 由运动分析知道， 为了使传动平稳， Z1 应 选 大 些 。 但 Z1 增 加 将 导 致 Z2 增加，将直接导 致链传动的总体 尺寸和重量增大。
中心距大：对传动有利；但结构过大， 链条抖动加剧。
所以，一般取： a (30 ~ 50 ) ，p a max 80 p
常见的失效形式有五种：
疲劳损坏：发生在润滑
良好，中等速度以下
磨损：易产生脱链、跳
齿
冲击：高速
胶合：润滑不 / s ，重载
二．链的节距
链条节距越大，链条与链轮尺 寸则越大，承载能力越高。但传动 速度的不均匀性、动载荷和噪声也 随之增大。在满足承载能力条件下， 应选择小节距，尤其是高速重载时， 宜优选小节距多排链。
三．链传动的中心距和链节数
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第五节 链链传动的受力分析
链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，其张紧力是通过使链保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得的。
链传动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，因而所需的张紧力比起带传动来要小得多。
与带传动一样，链传动在工作过程中也有紧边和松边之别。
若忽略传动中的动载荷，则链的紧边拉力F1由链传动的圆周力Fe 、链运动所产生的离心拉力Fc 和由链本身质量而产生的悬垂拉力Ff 三部分组成，为：
松边拉力则由两部分组成，为： 链传动的圆周力为：
Fe ＝1000/ (N )
式中：P 为链传递的功率(kW )； v 为链的速度(m/s)。
链运动所产生的离心拉力为：
Fc ＝ (N )
式中：为链单位长度的质量(kg /m )；
由链本身质量而产生的悬垂拉力为：
式中：a 为链传动的中心距(m)；
Kf 为垂度系数，即下垂度为y =0.02a 时的拉力系数，见图9-11，β为两链轮中心联线与水平面的倾斜角；g 为重力加速度(
)； 链作用于轴上的压轴力
可近似取为：
＋(1.2～1.3) (N)
f c 2F F F +=。