机械设计链传动word版

第十一章链传动

（一）教学要求

1、了解套筒滚子链结构、掌握链运动的不均匀性

2、掌握链传动失效形式和设计计算方法

（二）教学的重点与难点

1、链运动不均匀性和动载荷

2、失效形式和设计方法

（三）教学内容

本章主要内容

▪链传动的工作原理及其优缺点；

▪链传动的结构、规格及其材料；

▪链传动的运动特性；

▪链传动的受力分析、失效形式和许用功率

▪滚子链传动的主要参数和链传动的设计计算过程；

▪链轮结构。

重点与难点

▪链传动的运动不均匀性及动载荷；

▪链传动的受力分析；

▪链传动的张紧与布置

第一节概述

一、链传动的组成

链传动是通过中间挠性件（链）与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。

它是由：主动链轮、从动链轮（有时也可能有两个以上的链轮）和环形链组成。

显然，其组成与摩擦带传动类似，只是工作原理不同，传递运动和动力的方式不同。链传动属于啮合传动。

二、链传动的特点和应用、类型

与带传动相比，链传动具有如下特点：

优点：1.没有滑动（啮合传动），能保持准确的平均传动比

2．工作情况相同时，传动尺寸比较紧凑（即a可以小些）。

3．不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小。

4．效率较高。

5．能在温度较高、湿度较大的恶劣环境中工作。

6．可用于较大中心距间的传动。

缺点：

1．只能用于平行轴间

2．瞬时速比不均匀，传动平稳性差，工作时有噪音。

3．不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中应用。

4．制造费用比带传动高。

5．与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。

▪链传动的优点

▪可获得准确的平均传动比

▪传动效率高

▪可做两轴中心距较大的传动

▪作用于轴和轴承的载荷较带

传动小

▪链传动的缺点

▪运转时瞬时传动比是变化

的，冲击、振动和噪声较大，

安装精度要求较高

▪只能传递平行轴间的运动和动力

应用：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、冶金、运输、起重、金属切削机床、摩托车、自行车、化工、纺织等机械中。中低速传动：i ≤8(I=2~4)，最大可达15，P ≤110KW ，最大可达3600KW ，V ≤12-15m/s ，最高可达40m/s 。（不适于在冲击与急促反向等情况下采用）

最常见的是用于自行车、摩托车中的链传动。

三、类型：工业上应用的链分为：传动链、起重链、拽引链

本章主要讲套筒滚子链，传动链是链传动中的主要元件，传动链有滚子链和齿形链等类型。 1、滚子链的结构

◆ 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。 ◆ 内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接； ◆ 滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。

外链板内链板套筒滚子销轴

滚子链有单排链、双排链、多排链。

排数↑→承载能力↑

但排↑→制造误差↑→受力不均↑一般不超过3~4列为宜

当链节进入、退出啮合时，滚子沿齿滚动，实现滚动摩擦，减小磨损。

套筒与内链板、销轴与外链板分别用过盈配合（压配）固联，使内、外链板可相对回转。

为减轻重量、制成“8”字形，亦有弯板。这样质量小，惯性小，具有等强度。

链条接头处的固定形式有：用开口销固定，多用于大节距链；弹簧卡片固定，多用于小节距链。

设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。

滚子链标记：链号—排数×链节数 标准号 四、链轮

要求了解：1）链轮齿形的设计要求；2）链轮齿形特点；3）链轮的主要参数；

4）链轮的结构型式有哪些；5）对链轮的材料要求及适用情况

1．对齿形要求：①保证链节平稳进入和退出啮合；②减少啮合时冲击和接触应力；③链条节距因磨损而增长后，应仍能与链轮很好地啮合；④要便于加工。 2．链轮齿形及特点

端面齿形（如图11-5）——是三圆弧一直线，弧aa 、ab 、cd 和一直线bc

优点：接触应力小、冲击小、磨损少，不易跳齿与脱链

轴面齿形：两侧呈圆弧状，以利链节的进入和退出啮合（如图11-6）

加工方法：标准刀具加工，一般为成型铣刀（只要P 相同，Z 不同的所有链轮均能加工） 3．链轮的主要参数

分度圆直径（公称直径）Z P d /180sin /︒=

齿顶圆直径 )18054.0(Z

tg P D a ︒

+=

齿根圆直径d D D f -=

d —滚子直径，节距P ，齿数Z 4、链轮的结构型式，如图11-7 整体式（直径较小时）

孔板式（轮齿与轮毂部分成一体），中等直径可在腹板上开孔，如图11-7b

组合式：大直径链轮可作成组合式。如图11-7c ，齿圆与轮毂焊接 图11-7d ，齿圆与轮毂螺栓联接 5、链轮的材料

要求：1）强度；2）耐磨；3）耐冲击（在冲击载荷时）

具体有普通碳素钢，优质碳素钢和合金钢，链轮较大（要求较低时）可用铸铁，小功率传动也可用夹布胶木。 具体的材料及适用场合见表11-2

注意：1）有冲击载荷时一般采用低碳钢和低碳合金钢→渗碳淬火→回火。

2）无剧烈冲击，中等速度较大的链轮，一般采用中碳钢和中碳合金钢→淬火、回火。

3）齿数较多（特大）Z>50的链轮→采用灰铸铁 4）中小功率传动→采用普通或优质碳素钢 大小功率传动→采用合金钢

5）P<6KW,高速链传动→采用夹布胶木，噪音较小，传动平稳

6）小链轮的材料与热处理要求应高于大链轮——因为小链轮的啮合次数比大链轮多，∴磨损和冲击比大链轮严重。

第二节 链传动的运动特性

链传动的运动特性分析（为什么链传动不平稳，噪声大，i 不恒定，不均匀性？）

一、链运动的运动不均匀性

链由许多刚性链节联接而成，当链与链条啮合，而绕在链轮上时，形成正多边形。

正多边形边数——（Z ）（齿数） 正多边形边长——（P ）（节距） 当链轮转过一周，链移动距离——ZP

当链轮转速为n 1、n 2，时，链的平均速度为：

1000

601000602

211⨯=⨯==Pn Z Pn Z V V m （m/s ）