机械设计(5.8.1)--链传动的运动特性
链传动的运动特性
L0
2a0
2
(dd1
dd 2 )
(dd2 dd1)2 4a0
(7-19) (7-20)
第7章 带传动和链传动
根据初选长度L0，由表选取与L0相近的基准长度Ld，作为所 选带的长度，然后就可以计算出实际中心距a，即
第7章 带传动和链传动 7.4.2
1. 确定设计功率PC 设计功率是根据需要传递的名义功率再考虑载荷性质、原 动机类型和每天连续工作的时间长短等因素而确定的，表达式 如下。
PC=KAP
(7-17)
式中: P——所需传递的名义功率，kW； KA——工作情况系数。
第7章 带传动和链传动
2.
V
PC和小带轮转速n1由图选取。
第7章 带传动和链传动
2. 由离心力产生的应力
带绕过带轮做圆周运动时，由于本身质量将产生离心力，
为平衡离心力在带内引起离心拉力FC及相应的拉应力σc。设带 以速度v(m／s)绕带轮运动，带中的离心拉应力σc为
c
qv2 A
(7-9)
式中：q——带每米长度的质量，kg／m，其值见表7-2。 离心力引起的拉应力作用在带的全长上，且各处大小相等。
第7章 带传动和链传动
3. 由带弯曲产生的应力
带绕过带轮时发生弯曲(如图7-6所示)，产生弯曲应力σb(只 发生绕在带轮部分上)，由材料力学公式可得
b
E
h'
(7-10)
式中：E——带材料的弹性模量, MPa；
ρ——曲率半径, mm;对V带有
dd
2
，
dd为带轮基准直径（如图7-5(b)所示）；
1 1
链传动
三、润滑方式和张紧装置
1、润滑方式
良好的润滑可以缓和链节和链 轮的冲击，减少磨损，防止铰 链内部工作温度过高。闭式链 传动的推荐润滑方式见右图。
2．链传动的布置
链传动的合理布置应从以下几方面考虑：
(1)链传动应布置在铅垂平面内，尽可能避免布置在水平或 倾
斜平面内。
(2)两链轮的回转平面应在同一平面内，否则易使链条脱落， 或产生不正常磨损。 (3)两链轮中心连线最好在水平面内，若需要倾斜布置时， 倾 角α应尽量小于45°。不得已需两轮上下布置时，应避免 α=90°，最好使上下链轮左右偏移一段距离，且小链轮布置 在上面，因为过大的下垂量会影响链轮与链条的正确啮合。
2 0
180 p R 1 sin Z1 2
（铅垂方向的加速度自行分析）
0
1800 2 R11 sin ( ) Z1
p 2 1 2 分析：在链传动中当链轮直径d一定时，主动轮ω 1越
大；链节距p越大；Z越少则附加动载荷越大。 ∴缓和多边效应的措施：p n Z
∴链传动用于低速工况。
结论： 1、链在多级传动中宜布置在低速级。 2、在满足功率要求的前提下，尽量选小节 距P。 3、链传动不宜频繁启动、制动、正反转。
一、失效形式 1、链板疲劳破坏 2、冲击疲劳破坏 3、链条铰链磨损 4、链条铰链胶合 5、链条静强度破坏 （v<0.6m/s)
二 、 滚子链传动的额定功率
1—润滑良好时由磨损破坏限定 2—由链板疲劳强度限定 3—由滚子、套筒冲击疲劳限定 4—由销轴和套筒胶合限定 5—额定功率曲线 6—润滑恶劣时由磨损破坏限定
轴间距离可较大
对精度要求高需 专门制造设备
有动载荷，不宜于 载荷变化大的场合
可以缓和 一定冲击
链传动
0.60 1.00 1.00 2.60 3.80 5.60 7.50 10.10 16.10 22.60
36
三、 链传动主要参数的设计
1.链轮齿数z1、z2和传动比i的确定
已知：P，载荷性质，工作条件，转速n1,n2； 求：链轮齿数Z1、Z2，节距P，列数，中心距 a，润滑方式等。
若z1过少:—不均匀性及动载增大；
p
8
表 A系列滚子链的主要参数
链号 08A 10A 12A 16A 20A 24A 28A 32A 40A 48A
节距P mm 排距pt mm 滚子外径d1 极限载荷Q(单排) 每米长质量q(单排) mm N kg/m
12.70 15.875 19.05 25.40 31.75 38.10 44.45 50.80 63.50 76.20
—链条进入退出啮合相对转角大，铰链磨损增大； —圆周力增大，加速链条链轮的损坏。 ?
链速v（m/s) 齿数z1
0.6~3 ≥17
3~8 ≥21
>8 ≥25
> 25 ≥35
若z2过多：——传动尺寸的质量增大；
——因链条节距伸长易于发生跳齿和脱链。 ?
限定最大齿数zmax≤120 推荐传动比 i=2~3.5 限定i≤6
二、链传动的运动不均匀性
由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期 性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。
当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比 都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的条形成了正多边 形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形效应。
14
轴面齿形 ：圆弧+直线 便于进入或退出啮合 b B3 g g B2 b (h) r4 r5 直线
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。
链传动知识
返回目录学习指南第12章 链传动一．基本要求1)了解链传动的工作原理、特点及应用；2)了解滚子链的标准、规格及链轮结构特点；3)掌握滚子链传动的设计计算方法；4)对齿形链的结构特点以及链传动的布置、张紧和润滑等方面有一定的了解。
二．重点、难点指导本章的重点是：链传动的运动特性、滚子链传动的设计计算。
1．链传动的运动特性链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。
但由于刚性链节在链轮上呈多边形分布，在链条每转过一个链节时，链条前进的瞬时速度周期性地由小变到大，再由大变到小。
链条沿垂直于运动方向的分速度也在作周期性变化，从而导致运动的不均匀性，使瞬时传动比是变化的。
可以证明链传动的瞬时传动比为βγωωcos cos 1221R R ==i 。
在传动中γ角与β角不是时时相等的，因此其瞬时传动比不断变化。
这种运动特性引起链传动的附加动载荷和振动，在选用链传动和选择链传动的参数时必须予以考虑。
2．滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算主要是确定滚子链传动的尺寸。
各参数的选择很重要。
选择是否得当，直接影响链传动的设计质量。
链节距是关键的参数，其大小不仅影响传动的工作能力、运动特性而且还影响传动的尺寸。
设计计算步骤比较完整成熟，设计时只需按步进行即可（参见典型例题分析）。
三．典型例题分析例：用kW ，r/min 的电动机，通过链传动驱动一液体搅拌器，载荷平稳，传动比，试设计此链传动。
5.5=P 2.9701=n 3=i 解：1. 链轮齿数 由表12.7选；231=z 大链轮齿数 ，取。
6.73232.312=×==iz z 732=z 实际传动比 17.32373==i 误差远小于%5±，故允许。
2. 链条节数 初定中心距。
由式（12.11）p a 400=2120210222 −+++=πz z a p z z p a L p 1302237340273234022≈ −+++×=πp p p p 节 取链节数为偶数，故选取。
机械设计-链传动
4、链轮的材料选用
一般工况下:
重要工况下:
简单工况下:
§9-2 链传动的运动特性
一、链传动的运动不均匀性
在链传动中，链条绕在链轮上如同绕在两个正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链节距 p。
平均链速为：
平均传动比为：
（是恒定的）
链速是周期性变化的，链节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。
链传动的运动特性
当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比 都是周期性变化的。
Kp－多排链排数系数，
传递的功率
当链速＜0.6m/s时，主要失效形式为过载拉断，应进行静强度计算。
强度条件为：
≥4～8
式中：zp－链排数；
Q－单排链的极限拉伸载荷，见表11－1。
详细说明
滚子链传动的设计计算
滚子链传动的设计计算
三、主要参数的选择
2．链轮齿数 z
通常 i≤7，推荐的传动比 i ＝ 2 ~ 3.5。
链速
功率
紧边拉力
松边拉力
压轴力：
（可见，链受的是变载荷）
式中： －压轴力系数，水平传动取1.15，垂直传动取1.05
链传动的运动特性
§9-3 滚子链传动的设计计算
一、滚子链传动的失效形式
失效图片
1）链板疲劳
2）铰链的磨损
3）滚子、套筒的冲击疲劳
4）销轴与套筒工作面的胶合
（图9－2）
概 述
排数越多，承载能力越高，但各排链受载不均现象越严重，故排数不宜过多。
机械设计基础链传动
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第四节 链传动的布置、张紧、润滑和主要失效形式
一、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 命都有较大影响。通常，链传动的两轴线应平行布置 ，两链轮应位于同一平面内，否则易引起脱链和不正 常磨损。链条应使主动边（紧边）在上，从动变（松 边）在下，以避免松边垂度过大时链与齿轮相干涉或 紧、松边相碰。一般宜采用水平或接近水平的布置。
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三、链轮的结构
相对应于标准化的滚子链，其链轮的齿形也是标准化的。对 于链轮设计主要是确定结构尺寸、材料等。 r2
端面齿形 ：三圆弧一直线
d
Hale Waihona Puke cbaa180˚ Z
p
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1.链轮的基本参数和主要尺寸
链轮的主要参数为齿数z、节距p（与链节距相同）和分度圆
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链传动的缺点： 链传动不能保持恒定的瞬时传动比，只能用于平行 轴之间的同向传动，不宜用于载荷变化大或急速反 转的场合。由于链节是刚性的，传动中有一定的动 载荷和冲击，传动平稳性差，工作有噪声，适用于 低速传动。 链传动的应用： 链传动主要用于两轴相距较远、工作条件恶劣、不 宜采用带传动和齿轮传动的场合，要求平均传动比 准确但不要求瞬时传动比准确的场合。广泛应用于 农业、矿山、冶金、运输机械中。在船舶机械中， 用于主动凸轮轴的传动机构及喷油和排气阀定时的 传动机构等。
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机械设计专升本章节练习题(含答案)——链传动
第12章链传动【思考题】12-1 与带传动相比，链传动有哪些优缺点？12-2 滚子链是如何构成的？其最主要的参数是什么？对传动有何影响？12-3 为什么一般链节数选偶数，而链轮齿数多取奇数？12-4 链传动中为什么小链轮的齿数不宜过少？而大链轮的齿数又不宜过多？12-5 何谓链传动的多边形效应？如何减轻多边形效应的影响？12-6 在什么条件下链传动瞬时传动比为恒定？此时链速是否也恒定？A级能力训练题1.滚子链标记：08A-1×100表示。
2.在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是______。
能缓冲减振，并能起到过载安全保护作用的是______。
（1）带传动（2）链传动（3）齿轮传动3.链传动与带传动相比较，其优点是______。
与齿轮传动相比，其重要优点是______。
（1）寿命长（2）可用于中心距较大的场合（3）安装精度要求不高（4）平稳无噪音、能保持准确的传动比4.链轮的节圆是______所构成的圆。
链条的基本参数是______。
（1）齿廓曲率中心，销轴直径（2）销轴中心，销轴长度（3）齿高中点，链板厚度（4）销轴中心，节距5.套筒滚子链中，滚子的作用是______ 。
（1）缓和冲击（2）减轻套筒与轮齿间的磨损（3）提高链的破坏载荷（4）保证链条与轮齿间的良好啮合6.由于受到链条在小链轮上的包角不能太小的限制，因而在一般链速下，链传动的传动比i______。
（1）≤6 （2）≤8 （3）≤10 （4）≤127.链传动的中心距过小的缺点是______。
（1）链条工作颤动、运行不平稳（2）链条运动不均匀性和冲击作用增强（3）容易发生“脱链”现象（4）链条的磨损快、小链轮上包角小8.链传动瞬时传动比也是常数必须具备的条件：链传动的传动比______。
（1）i=1 （2）i＞1 （3）i＜19.链条中应尽量避免使用过渡链节，所以在一般情况下最好不用奇数链节。
这主要是因为______ 。
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一、链传动的运动不均匀性const z z n n i ===1221平均1 平均传动比平均i 2 瞬时传动比瞬时
i 设：主动边处于水平位置，主动轮上A 点速度11ωr v A =⎩⎨⎧====上下链速
水平链速 sin sin ' cos cos 1111βωββωβr v v r v v v A A
A 均匀性
均匀性11360z =φ单个链节对应中心角：链速变化规律：'max
'max min
max min 11 0 ' 20 2 v v v v v v v -−→−−→−−→−−→−-−→−−→−+：铅垂速度：水平速度：销轴位置角ϕϕ
β（由几何关系）
高速时选小节距链。
速度波动大，角的变化范围越大，小）大、大（不恒定，同周期波动
与水平链速从动轮角速度变化
链速对应一个链节周期即使结论：瞬时 ,)3()2(,)1(121z p i v C φωω=β
γωωγωβωcos cos cos cos 12212211r r i r r v ====瞬时
瞬时传动比：瞬时链速：均匀性
二、链传动的动载荷
N dt
v 1d M F d =1 链条速度波动引起动载
2 从动轮角速度波动引起动载
N dt 222ωd r J F d =3 链条与链轮绕入冲击动能
J mv 2120=E kg) (紧边链条质量-M )
(上的等效转动惯量从动系统转化到从动轴-J 的动载荷(m-链节质量)
链传动的多边形效应—链传动的固有属性多边形效应：传动中，链与轮啮合呈正多边形运动，导致
链速及瞬时传动比周期变化，引起动载、冲击。
影响因素：p 大、z 少、v 大，多边形效应明显的动载荷。