第4章 链传动

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。
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，

1
2

1
2
分析：①当

1
2
时，
v v max 180 0 R11 sin z1
v v min
180 0 R11 cos z1
②当β=0 时，
v vmax R11
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， K P
P0
A
kzkLkP
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α1↓，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。
§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 F1 1000 P
v
②离心拉力FC
Fc qv 2
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。
（2）确定链节数LP
2a z z 2 z 2 z1 p LP 0 1 p 2 2 a 0
2
LP应圆整为整数，最好取偶数。 （3）实际中心距
z z2 z z2 p z z1 a LP 1 LP 1 8 2 4 2 2 2
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 性
平均链速： 平均传动比：
z1 n1 p z 2 n2 p v 60 1000 60 1000
i n1 z 2 n2 z1
假定：主动边始终处于水平位置，链节对应的中心角为φ1， φ1=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ω1转动时，则销轴的轴心作等速圆周运动， 其圆周速度v1=R1ω1。 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'： v v1 cos R11 cos v v1 sin R11 sin
式中 γ链节铰链在从动轮上的相位角，1800/z2≤γ≤1800/z2 链速变化情况图
瞬时传动比iS
iS
1 R2 cos 2 R1 cos
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
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 ①v≥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
3、作用在轴上的载荷Q 可近似地取为Q≈F1+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≈1.2KAF1 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)。
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
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
Байду номын сангаас
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。
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。
§2 传动链的结构特点
1、滚子链
外链板与销轴 过盈配合 内链板与套筒 销轴与套筒 套筒与滚子 间隙配合
F f k f qga
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
F F1 Fc F f
F Fc F f
Fd 2 J d 2 R2 dt
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。
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。
§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。
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。
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α1↓，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。
4.2 链传动的动载荷
1、产生原因 ①由于瞬时链速和ω2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
Fd 1 ma
式中 m紧边链条的质量
dv a R112 sin dt
②从动链轮的角加速度引起的动载荷Fd2
v vmin 0
v：vmin→vmax→vmin，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。