机械设计第三章链传动

三、链传动的参数选择 1.链轮齿数z1 、z2
当节距p一定时，齿高就一定，也就是说允许的 节圆外移量d就一定，齿数越多，允许不发生脱链 的节距增长量p就越小，链的使用寿命就越短。为 此，通常限定最大齿数zmax≤150，一般z<114。
链节数常是偶数，链轮齿数－－链节数（互为质 数的奇数），磨损均匀。
如：08A-188 GB1243.1－83
链号数25.4/16＝实际节距值 A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链
节数－宜用偶数节
二、齿形链—无声链
1.工作时通过链片上 两直边夹角为60 （70用得少）的 链齿和链轮轮齿相 啮合来实现传动。
2.有导板（分内导板 和外导板）防止轴 向窜动。
3.心柱形式：圆柱式、轴瓦式、滚柱式；
4.特点： 传动平衡、无噪声、承受冲击性能好，
工作可靠; 适用于高速传动、大传动比和中心距较
小、运动精度要求较高的场合; 结构复杂、价格高、制造困难;
§9-3 滚子链链轮的结构和材料
链轮是链传动的主要零件，链轮齿形已经标准 化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸，选择 材料和热处理方法。
一、链轮的基本参数及主要尺寸
4．链条静力拉断 5.过载拉断和冲击断裂
二、滚子链传动的额定功率 1.极限功率曲线
图9－10为实验条件下单排 链的极限功率曲线
在润滑良好、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；
随着转速增高，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。
设计内z润2容；滑：链方确轮式定结；链构张条、紧型材装号料置；、。链几节何数尺L寸p和；排中数心，距链a；轮压齿轴数力zl、Fp；
设计步骤和方法：
1．选择链轮齿数zl、z2和传动比i z不能太小，如太小会导致下列情况：
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，链节间的相对转角增大，使铰
v z1n1 p z2n2 p 601 000 601 000
查图9-14选择润滑方式。
6.链传动作用在轴上的力(简称压轴力)Fp
F p K Fp Feຫໍສະໝຸດ §9-7 链传动的布置、张紧和润滑
一、链传动的布置 1.链传动的两轴应平行、不能交叉； 2.链传动一般应布置在铅垂平面内，两链
轮共面。中心线可水平或倾斜，但尽量 不要处于铅垂位置。一般紧边在上，松 边在下。 链传动的布置应考虑表9-8中提出的一些布 置原则。
三、结构
整体式……小直径时用 孔板式……中等直径（300以下） 更换齿圈式……大直径时用
四、材料：
要求耐磨性和强度 一般用40、50、ZG45等。
（见表9-5）
§9-4 链传动的运动特性
一、链传动的运动不均匀性
1.平均传动比
平均速度 平均传动比
v z1n1 p z2n2 p 601 000 601 000
第九章 链传动
§9-l 链传动的特点及应用
一、工作原理 链传动是由链条和主、从动链轮所组成，
依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。
二、主要适用于工作场所的工作条件恶劣而皮带及齿轮传 动不适应的场合
(1) 无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比， 传动效率较高。 (2) 存在运动不均匀性，运转时不能保持恒定的瞬时传动 比。 （3）作用于轴上的径向压力较小；链传动结构较为紧凑。 （4）磨损后易发生跳齿，工作时有噪声。 （5）不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。
二、拉力： 紧边：F1=Fe+Fc+Ff 有效圆周力Fe 离心力引起的拉力Fc 链条松边垂度引起的悬垂拉力Ff
Ff' K f qa 102
F
" f
(K f
sin )qa 102
松边：F2=FC+Ff
压轴力： F p K Fp Fe
P Fe 1 000 v Fc qv 2
Ff max(Ff' , Ff'' )
p d sin 1800 z
2.传动比i
一般链传动的传动比i≤6，常取i＝2～3.5,链条在 小链轮上的包角≥1200
3. 链传动的中心距和链节数
中心距过小，链速不变时，单位时间内链条 绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增 多，因而加剧了链的磨损和疲劳。同时，由于中 心距小，链条在小链轮上的包角变小，在包角范 围内，每个轮齿所受的载荷增大，且易出现跳齿 和脱链现象；
2．链条铰链的磨损
磨损使链条总长伸长，从而使链的松边垂度变 化，增大动载荷，发生振动，引起跳齿，加大噪 声以及其它破坏，是润滑不良开式传动的主要失 效形式。如：销轴因磨损削弱而断裂。
3．链条铰链的胶合
高速时，冲击能量增大，销轴和套筒间润滑油膜 被破坏，温度上升，金属直接接触，从而导致胶合 （咬焊）。（胶合限制了链传动的极限转速。）
i12
1 2
R2 cos R1 cos
（瞬时传动比有波动）
只有在z1=z2(即dl＝d2)，且传动的中心距恰为节距p的整 数倍时，传动比才能在全部啮合过程中保持不变， 即恒为1。
上述链传动运动不均匀性的特征，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。
二、链传动的动载荷
一、滚子链
滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板 5所组成。
滚子链的接头型式如图所示
2.主要参数 p 以及滚子直径
滚子链和链轮啮合的基 本参数： 节距P、 滚子外径d1、 内链节内宽b1 对于多排链还有排距Pt
组成链的所有元件均需经过 热处理，以提高其强度、耐
磨性和耐冲击性。
3.标记法：
中心距太大，会引起从动边垂度过大，传动时 造成松边颤动。
一般可取a0= (30-50)p
a0max= 80p
4. 链的节距和排数
一般选用原则：
链的节距p的大小，反映了链条和链轮齿各部分 尺寸的大小。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，于是振动、 冲击、噪声也越严重。
链轮齿数优先选用以下数列：17、19、21、23、 25、38、57、76、95、114。
但如zl选得太大时，因z2=iz1， 大链轮齿数z2将更大，易发生因 链条节距的伸长而发生跳齿和 脱链现象，同样会缩短链条的 使用寿命。
销轴和套筒磨损后，链节距 的增长量p和节圆由分度圆的 外移量d有如下关系：
2．计算当量的单排链的计算功率Pca
Pca
KAKZ KP
P
KA--工作情况系数见表9－6
Kz—主动链齿数系数 图9-13
KP---多排链系数
P---传递的功率，kW
• 3 确定链条型号和节距p • 型号---查图9-11 • 链节距p---表9-1
4 计算链节数和中心距 链条长度以链节数Lp(节距p的倍数)来表示。
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
§9-5 链传动的受力分析
一、张紧力：
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。
悬垂拉力Ff的大小与链条 的松边垂度及传动的布置 方式有关。
Ff’与Ff”选用大者，Kf垂 度系数见图9－9
KFp—压轴力系数 对于水平传动KFp＝1.15； 对于垂直传动KFp ＝1.05
§9-6 滚子链传动的设计计算
一、链传动的失效形式 1．链的疲劳破坏 良好的润滑，等速转动，变应力工作， 循环次数 链板－－－－疲劳断裂； 套筒、滚子－－－－疲劳点蚀(多边形效 应引起的冲击疲劳)。
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。
注意：通常限制链传动比i≤6，推荐的传动比i=2-3.5。
当v<2m/s且载荷平稳时，i可达10。
传动比过大时，由于链条在小链轮上的包角过小（包角 ≥1200），将减少啮合齿数，因而易出现跳齿或加速轮齿 的磨损，故可采用二级或二级以上传动。
皮带：疲劳破坏、打滑； 链传动：疲劳破坏、磨损、胶合、拉断 6.链无打滑，故无过载保护作用
• 思考题： • 1.链传动有什么特点？一般应用于什么场合？ • 2.滚子链的结构组成？滚子链标记？ • 3.齿形链的结构？ • 4.滚子链链轮结构及基本参数？ • 5.滚子链链轮齿形？ • 6.链轮的结构和材料？ • 7.链传动的张紧方式有哪些？
三、分类
按用途不同，链可分为：
短节距精密滚子链(简称滚子链) 传动链 输送链 齿形链等类型 起重链 一般机械传动中常用传动链。传动链分为 短节距精密滚子链(滚子链)和齿形链等类型。 滚子链常用于传动系统的低速级， a<5-6m， p<100kW，链速v<15m/s ，i≤8 。
§9-2 传动链的结构特点
分度圆直径d=p/sin(180/z)
二、齿形
滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合，其链轮齿形 的设计可以有较大的灵活性；
GB／T1244—1985中没有规定具体的链轮齿形，仅 仅规定了最大和最小齿槽形状及其极限参数，见 表9-5。
目前较流行的一种齿形是三圆弧一直线 齿形(或称凹齿形)
链轮轴向齿廓及尺寸，应符合标准
vx vx max R11
v y1 v y1min 0
vx vy 均作周期性地变化，并导致链沿铅垂方向产
生有规律的振动。
为改善运动的不均匀性和限制冲击，应选用较小的p， 较多的z和限制转速ω
3.瞬时传动比
同理：对于从动轮
vx 2 R2 cos