第七讲：链传动及齿轮传动

第七讲：链传动及齿轮传动

【学习目标】

1、掌握链传动的应用特点

2、掌握滚子链及齿形链的标记

3、了解齿轮传动的特点

4、了解链传动的类型

5、掌握齿轮传动基本具体要求

【知识解析】

一、链传动及其传动比

1、链传动的组成

图7—1 链传动

1—主动链轮 2—链条 3—从动链轮

2、工作原理

依靠链条2与两链轮之间的啮合力，使从动链轮1回转，进而实现运动和（或）动力的传递。

3、特点：

1）优点：

①平均传动比准确，无滑动

②结构紧凑，轴上压力Q小

③传动效率高η=98%

④承载能力高P=100KW

⑤可传递远距离传动amax=5～6m，可用于温度高、环境恶劣的场合

⑥成本低。

2）缺点：

①瞬时传动比不恒定

②传动不平稳

③传动时有噪音、冲击

4、应用范围：

适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。中低速传动：传动比≤8，P≤100KW，V≤12-15m/s，无声链最大线速度可达40m/s（不适于在冲击与急促反向等情况）

5、链传动传动比

设在某链传动中，主动链轮的齿数为 z1，从动链轮的齿数为z2，主动链轮每转过一个齿，链条移动一个链节，从动链轮被链条带动转过一个齿。当主动链轮的转速为nl、从动链轮的转速为n2时，单位时间内主动链轮转过的齿数z l n l与从动链轮转过的齿数z2n2相等，即z1n1=z2n2或n1/n2 =z1/z2

得链传动的传动比：i= n1/n2 =z2/z1

上式说明:链传动的传动比就是主动链轮转速nl与从动链轮转速n2之比值，也等于两链轮数z1和z2的反比。

6、链传动结构设计时，往链条上给油应注意什么

(1) 往链条上给油时，应设法将油注入链活动关节间的缝隙

中，并均匀分布于链宽上。

(2) 润滑油应加在松边上，因这时链节处于松弛状态，

润滑油容易进入各摩擦面之间。

7、链传动张紧的目的及张紧方法

（1）目的：控制链条松边垂度，防止啮合不良和链条振动。

（2）方法：

1）增大两轮的中心距；

2）中心距不可调时，可采用张紧轮传动，张紧轮应装在靠近主动轮的松边上。

3）用压板或托板张紧。

二、链传动类型

链传动的类型很多，按用途分为链可分为起重链、牵引链和传动链三大类。

①起重链（又称为曳引链）——主要用于起重机械中提起重物，主要用以传递力，起牵引、悬挂物品作用，作缓慢运动。其工作速度V≤0.25m/s；

②牵引链（又称为输送链）——主要用于链式输送机中移动重物，用于输送工件、物

品和材料，可直接用于各种机械上，也可以组成链式输送机作为一个单元出现。其工作速度V≤4m/s；

③传动链——用于主要用来在一般机械中传递运动和动力，也可用于输送等场合。通常工作速度V≤15m/s。

本节只介绍传动链。传动链的种类繁多，最常用的是滚子链和齿形链。

1.滚子链 (套筒滚子链)

图7—2所示为滚子链，由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。销轴与外链板、套筒与内链板分别采用过盈配合连接组成外链节、内链节，销轴与套筒之间采用间隙配合构成外、内链节的铰链副 (转动副)，当链条屈伸时，内、外链节之间就能相对转动。滚子装在套筒上，可以自由转动，当链条与链轮啮合时，滚子与链轮轮齿相对滚动，两者之间主要是滚动摩擦，从而减小了链条和链轮轮齿的磨损。

图7—2 滚子链

1—内链板 2—外链板 3—销轴 4—套筒 5—滚子当需要承受较大载荷、传递较大功率时，可使用多排链。多排链相当于几个普通的单排链彼此之间用长销轴连接而成。其承载能力与排数成正比，但排数越多，越难使各排受力均匀，因此排数不宜过多，（N小于4），否则链受力不均，常用的有双排链和三排链。

滚子链的连接使用连接链节或过渡链节:当链条两端均为内链节时使用由外链板和销轴组成的可拆卸连接链节，用开口销(钢丝锁销)或弹性锁片连接 (图7-3a，b)，连接后链条的链节数为偶数。当链条一端为内链节另一端为外链节时，使用过渡链接连接(图7-3c)，连接后的链条的链节数为奇数。由于过渡的抗拉强度较低，因此应尽量不采用。

（a ） （b ） （c ）

图7—3滚子链的连接形式

1）滚子链主要参数

（1）节距——链条的相邻两销轴中心线之间的距离，以符号P 表示。

链的节距越大，承载能力越强，但链传动的结构尺寸也会相应增越大，传动的振动、冲击和噪声也越严重。

（2）节数——滚子链的长度用节数来表示。链节数应尽量选取偶数。避免奇数时需过渡链节而致使工作是链板会受到附加的弯曲应力 2）滚子链的标记

GBl243．1-1983对传动用精密滚子链的基本参数和尺寸作了具体规定，分A ，B 两个系列，A 系列有10个链号，B 系列有15个链号。表3-1为A 系列精密滚子链的主要尺寸摘录。我国以A 系列为主，见表7—1所示常用A 系列链号（用于设计和出口，B 系列用于维修和出口）

表7—1：滚子链规格和主要参数

链号

节距p 排距p1 滚子外径 内链节内宽b 1 销轴直径d 2 内链板高度h 2 极限拉伸

载荷（单

排）Q

每米质量

（单排）q (mm)

(kN) (kg/m) 05B

8.00

5.64 5.00 3.00 2.31 7.11 4.4 0.18 06B 9.525 10.24

6.35 5.72 3.28 8.26 8.9 0.40 08B 12.70 13.92 8.51

7.75 4.45 11.81 17.8 0.70 08A 12.70 14.38 7.95 7.85 3.96 12.07 13.8 0.60 10A 15.875

18.11

10.16

9.40

5.08

15.09

21.8

1.00

12A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.94 18.08 31.1 1.50 16A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.92 24.13 55.6 2.60 20A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.53 30.18 86.7 3.80 24A 38.10 45.44 22.23 25.22 11.10 36.20 124.6 5.60 28A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.70 42.24 169.0 7.50 32A 50.80 58.55 28.58 31.55 14.27 48.26 222.4 10.10 40A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.84 60.33 347.0 16.10 48A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.80 72.39 500.4 22.60

滚子链的标记方法：

2、齿形链

齿形链是一种应用广泛的重要机械基础件，主要用在高速、重载、低噪音、大中

心距的工况下，其传动性能优于齿形带传动、齿轮传动以及磙子链传动，以成为众多行业

首选对传动形式之一，以啮合形式分可分为内啮合齿形链、外啮合齿形链和内外复合啮合

齿形链，其中内外复合啮合齿形链的噪音最小，应用也最广泛。

1）组成

图7―4所示为齿形链，由齿形链板、导板、套筒和销轴等组成，根据导向形式分为内导式和外导式两种。与滚子链相比较，齿形链传动平稳，传动速度高，承受冲击的性能好，噪声小(又称无声链)，但结构复杂，装拆较难，质量较大，易磨损，成本较高。

图7—4齿形链

a）内导式 b）外导式

1—内导板 2—外导板

2）齿形链主要特点

①噪音小

齿形链是通过工作链板与链轮齿的渐开线齿形进行啮合传递动力，与磙子链和套筒链相比其多边形效应明显降低，冲击小、运动平稳、啮合噪音较小。

②可靠性较高

齿形链的链节是多片式结构，当其中个别链片在工作中遭到破坏时并不影响整根链条的工作，使人们能够及时发现并更换，如需增加承载能力只需在宽度方向较小尺寸（增加链片排数）。

③运动精度高

齿形链各链节磨损伸长均匀，可保持较高的运动精度。

3）齿形链的标记

GB10855―1989对传动用齿形链的基本参数和尺寸作了具体规定，共有7个链号、56 种规格。表7―2列出了齿形链各链号及其节距尺寸。

齿形链的标记方法：

例：节距p=12.7mm，链宽b=22.5mm，导向形式为外导式，60个链节齿形链标记为：CL08-22.5W-60 GB10855

表7—2 传动用齿形链的链号和节距（mm）

链号CL06 CL08 CL10 CL12 CL16 CL20 CL24

节距P 9.525 12.70 15.875 19.05 25.40 31.75 38.10

三、齿轮传动

齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。

1、齿轮传动传动比

齿轮传动传动比公式：i= n1/n2 =z2/z1

式中：n1、n2—主、从动齿轮的转速

Z1、z2—主从动齿轮齿数

2、齿轮传动应用特点

齿轮传动是现代机械中应用最广的一种机械传动形式。在工程机械、矿山机械、冶金机械、各种机床及仪器、仪表工业中被广泛地用来传递运动和动力。齿轮传动除传递回转运动外,也可以用来把回转运动转变为直线往复运动 (如齿轮齿条传动)。与摩擦轮传动、带传动和链传动等比较，齿轮传动具有如下优点:

1)能保证瞬时传动比的恒定，传动平稳性好，传递运动准确可靠。

2)传递的功率和速度范围大。传递的功率小至低于lW (如仪表中的齿轮传动)，大至5×l04kW(如蜗轮发动机的减速器)，甚至高达l×l05kW;其传动时圆周速度可达至300m/s。

3)传动效率高。一般传动效率=0.94～0.99。

4)结构紧凑，工作可靠，寿命长。设计正确、制造精良、润滑维护良好的齿轮传动，可使用数年乃至数十年。

齿轮传动也存在以下不足:

1)制造和安装精度要求高，工作时有噪声。

2)齿轮的齿数为整数，能获得的传动比受到一定的限制，不能实现无级变速。

3)中心距过大时将导致齿轮传动机构结构庞大、笨重，因此，不适宜中心距较大的场合。

3、齿轮传动的基本要求

从传递运动和动力两个方面来考虑，齿轮传动应满足下列两个基本要求:

1）传动要平稳

在齿轮传动过程中，应保证瞬时传动比恒定不变，以保持传动的平稳性，避免或减小传动中的冲击、振动和噪声。

2）承载能力要大

要求齿轮的结构尺寸小、体积小、质量轻，而承受载荷的能力强，即强度高，耐磨性

好，寿命长。

课堂练习：

一、填空题（每空1.5分共计30分）

1、链传动是由___________、___________和__________组成，通过链轮轮齿与链条的___________来传递___________和___________。

2、链传动按用途可分为___________、___________和___________。

3、套筒滚子链常用的接头形式有___________、___________和___________等。

4、齿轮传动与带传动、链传动、摩擦传动相比，具有功率范围______，传动效率_______，传动比________，使用寿命__________等一系列特点，所以应用广泛。

5、齿轮传动的基本要求___________、___________。

6、滚子链的长度用__________来表示。链节数应尽量选取__________。

二、选择题（每题2分共计10分）

1、设计链传动时，链节数最好取______。

A、偶数

B、奇数

C、质数

D、链轮齿数的整数倍

2、按链传动的用途，套筒滚子链和齿形链属于_____ 。

A、传动链

B、起重链

C、牵引链

3、多排链排数一般不超过3或4排，主要是为了________。

A、不使安装困难

B、使各排受力均匀

C、不使轴向过宽

D、减轻链的重量

4、齿轮传动能保证准确的______，所以传动平稳，工作可靠性高。

A、平均传动比

B、传动比

C、瞬时传动比

5、要求两轴中心距较大，且在低速、重载和高温等不良环境下工作，宜选用_______。

A、带传动

B、链传动

C、齿轮传动

三、术语解释（每题5分共计15分）

1、齿形链CL10-24.5N-70 GB10855

2、滚子链10A—2—90 GB/T1243—1997

3、滚子链节距

四、简答题（每题15分共计30分）

1、链传动张紧的目的及张紧方法

2、齿轮传动基本要求

五、计算题（15分）

一对齿轮传动，主动齿轮齿数Z1=20，从动轮齿数Z2=50，主动轮转速n1=1000r/min，试计算传动比i和从动轮转速n2.