第八章 链传动

第八章链传动

教学目地：1了解链传动的特点、适用场合

2了解链传动的运动特性

3掌握链传动的设计计算方法

4熟悉链传动使用、维护方法

教学重点：1链传动的运动特性

2链传动的设计计算

教学难点：1链传动的运动特性

2链传动的设计计算

第八章链传动

8.1 链传动的特点和应用

8.1.1链传动结构和类型

链传动由两轴平行的大、小链轮和链条组成。链传动与带传动有相似之处：链轮齿与链条的链

节啮合，其中链条相当于带传动中的挠性带，但又不是靠摩擦力传动，而是靠链轮齿和链条之间的

啮合来传动。因此，链传动是一种具有中间挠性Array件的啮合传动。

链的种类繁多，按用途不同，链可分为：传

动链、起重链和输送链三类。

在一般机械传动装置中，常用链传动，根据

结构的不同，传动链又可分为：套筒链、滚子链、

弯板链和齿形链等等。在链条的生产和应用中传

动用短节距精密滚子链占有支配地位。

8.1.2链传动的特点和应用

主要优点：与摩擦型带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比（平

均传动比），传动效率较高（润滑良好的链传动的效率约为9798%）；又因链条不需要象带那样张

得很紧，所以作用在轴上的压轴力较小；在同样条件下，链传动的结构较紧凑；同时链传动能在温

度较高、有水或油等恶劣环境下工作。与齿轮传动相比，链传动易于安装，成本低廉；在远距离传

动时，结构更显轻便。

主要缺点：运转时不能保持恒定传动比，传动的平稳性差；工作时冲击和噪音较大；磨损后易

发生跳齿；只能用于平行轴间的传动。

链传动主要用在要求工作可靠,且两轴相距较远,以及其他不宜采用齿轮传动的场合，且工作条

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：i≤8(I=2~4)，P≤100KW，V≤12-15m/s，无声链V max=40m/s。（不适于在冲击与急促反

向等情况下采用）

8.2滚子链和链轮

8.2.1滚子链

套筒滚子链相当于活动铰链，由滚子；套筒；销轴；外链板；内链板组成。

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

p

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。

两销轴之间的中心距称为节距，用P表示。

外链片

销轴

滚子

d1

套筒

内链片

链条的节距越大，销轴的直径也可以做得越大，链条的强度就越大，传动能力越强。节距P 是链传动的一个重要参数。内外链板制成8字形，截面Ⅰ、Ⅱ强度大致相等，符合等强度设计原则，并减轻了重量和运动惯性。

链节数L P 常用偶数。接头处用开口销或弹簧卡固定。一般前者用于大节距，后者用于小节距。当采用奇数链节时，需采用过渡链节。过渡链节的链板为了兼作内外链板，形成弯链板，受力时产生附加弯曲应力，易于变形，导致链的承载能力大约降低20%。因此，链节数应尽量为偶数。滚子链的接头形式见图5—18。

滚子链标记：链号—排数×链节数 标准号

例如：节距为15.875mm, 单排，86节A 系列滚子链其标记为： 10A —1×86GB1243.1—83

套筒滚子链规格与主要参数见表5—11 8.2.2链轮

为了保证链与链齿的良好啮合并提高传动的性能和寿命，应该合理设计链轮的齿形和结构，适当地选取链轮材料。

1、链轮的尺寸参数 若已知节距P ，滚子直径和链轮齿数Z ，链

轮主要尺寸可接表计算。

2、链轮齿形

为了便于链节平稳进入和退出啮合，链轮应有正确的齿形。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。因此GB1244-85中没有规定具体的链轮齿形。在此推荐使用目前较流行的一种，即三园弧一直线

点形，如图所示。当采用这种齿形并用相应的标准刀具加工时，链轮齿形在工作图上可不画出，只需在图上注?quot;齿形按3R ，GB1244-85规定制造"即可。链轮轴面齿形尺寸见表，轴面齿形有园弧和直线两种。园弧形齿廊有利于链节啮入和啮出。

3、链轮结构

小直径链轮可采用实心式；中等尺寸链轮可制成孔板式；大直径链轮可采用组合式结构，

4、链轮材料：一般链轮用碳钢、灰铸铁制作，重要的链轮用合金钢制造，齿面要经过热处理。小链轮的啮合次数多于大链轮，故小链轮的材料应优于大链轮。

链轮的结构有实心式、孔板式、组合式、和齿圈和轮心螺栓联结式几种。

8.3 链传动的运动特性

整根链条是可以曲折的挠性体，而每一链节则为刚性体。链轮可以看作一正多边形。因而链传动的运动情况和绕在多边形轮子上的带传动很相似，如动画所示，正多边形的边长即为节距P ，边数即为链轮齿数Z 。链轮每转一周，链条移动距离为ZP 。

设主、从动轮的转速分别为n 1、n 2则链的平均速度

V

链传动平均传动比为：i=n 1/n 2=z 2/z 1=常数

d 1

p r e

α

r i

p

r 2r 3

a

假设链的紧边在传动时始终处于水平位置。若主动链轮以等角速度回转时，链条铰链销轴A 的轴心作等速圆周运动，其圆周速度为V1=ωd1/2。V1可以分解为使链条沿水平方向前进的分速度Vx1

（链速）和使链上下运动的垂直分速度Vy1:

式中，β为啮合过程中链节铰链中心在主动轮上的相位角，β=-180/z1～＋180/ z1，同样每一链节在与从动链轮轮齿啮合的过程中，链节铰链中心在从动轮上的相位角γ在±180/ z1范围内不断变化。紧边链条沿x方向的分速度为V X2=d2ω2/2式中, ω2为从动链轮的角速度。不计链条变形,则有v x1=v x2于是得ω2=ω1d1cosβ/ d2cosγ。瞬时传动比为: i=ω1/ω2=d2 cosγ/ d1cosβ

通常β≠γ。显然，即使主动链轮以等角速度回转，瞬时链速、从动链轮的角速度和瞬时传动比等都是随β、γ作周期性变化。可见，由于绕在链轮上的链条形成正多边形，造成链传动运动的不均匀性。因此，这是链传动的固有特性。

由于链速和从动轮角速度作周期性变化，产生加速度a，从而引起动载荷。

链条垂直方向的分速度Vy也作周期性变化，使链产生横向振动。这是产生动载荷的重要原因之一。在链条链节与链轮轮齿啮合的瞬间，由于具有相对速度，造成啮合冲击和动载荷。链、链轮的制造、安装误差也会引起动载荷。由于链条松驰，在启动、制动、反转、载荷突变等情况下，产生惯性冲击，引起较大的动载荷。这些应引起注意。

8.4 滚子链传动的设计计算

8.4.1传动的主要失效形式

链传动的失效主要表现为链条的失效。链条的失效形式主要有：

1.链条疲劳破坏:

链传动时，由于链条在松边和紧边所受的拉力不同，故链条工作在交变拉应力状态。经过一定的应力循环次数后，链条元件由于疲劳强度不足而破坏，链板将发生疲劳断裂，或套筒、滚子表面出现疲劳点蚀。在润滑良好的链传动时，疲劳强度决定链传动能力的主要因素。

1、链条冲击破断：

对于因张紧不好而有较大松边垂度的链传动，在反复起动、制动或反转时所产生的巨大冲击，将会使销轴、套筒、滚子等元件不到疲劳时就产生冲击破断。

2、链条铰链的魔损:

链传动时，销轴与套筒的压力较大，彼此又产生相对转动，因而导致铰链摩损，使链的实际节距变长。铰链磨损后，增加了各链节的实际节距的不均匀性，使传动不平稳。链的实际节距因磨损而伸长到一定程序时，链条与轮齿的啮合情况变坏，从而发生爬高和跳齿现象，磨损是润滑不良的开式链传动的主要失效形式。造成链传动寿命大大降低。

４、链条铰链的胶合：

在高速重载时，销轴与套筒接触表面间难以形成润滑油膜，金属直接接触导致胶合。胶合限制了链传动的极限转速。

５、链条的过载拉断：

低速重载的链传动在过载时，因静强度不足而被拉断。

8.4.2功率曲线图

在规定试验条件下，把标准中不同节距的链条在不同转速时所能传递的功率，称为额定功率P0，