第5章链传动课件

1、第第5章章 链传动链传动5-1 链传动的特点及应用链传动的特点及应用 5-2 传动链的结构特点传动链的结构特点 5-6 滚子链传动的计算滚子链传动的计算5-4 链传动的运动特性链传动的运动特性 5-7 链传动的布置、张紧和润滑链传动的布置、张紧和润滑 5-3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料 5-5 链传动的受力分析链传动的受力分析 潘存云教授研制潘存云教授研制5-1 链传动的特点和应用链传动的特点和应用组成：组成：链轮、环形链条链轮、环形链条作用：作用：链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同 向传动。向传动。特点：特点：与带传动相比1

2、. 链轮传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传链轮传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传 动比；动比；2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承 的摩擦损失的摩擦损失 ；3.结构紧凑；结构紧凑；4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；能在高温，有油污等恶劣环境下工作；与传齿轮动相比5.制造和安装精度较低，中心距较大时，其传动结构简制造和安装精度较低，中心距较大时，其传动结构简 单；单；缺点：缺点： 瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性性 较差，有一定的冲击和噪声。较差，有一定的冲击和噪声。

3、应用：应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机机 床及摩托车中。床及摩托车中。工作范围：工作范围：传动比：传动比： i 7;7; 中心距：中心距： a 556 m;6 m; 传递功率：传递功率： P 110 KW;110 KW; 圆周速度：圆周速度： v 15 m/s;15 m/s; 传动效率：传动效率： 0.920.920.96 0.96 潘存云教授研制潘存云教授研制销轴与外链板铆牢，分别称为内外链节。内外链节构成一个铰链。当链条啮入啮出时，内外链节作相对转动。同时滚子沿链轮链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均做成8字形，以减轻重量，

4、并保持各横截面的强度大致相等5 5-2 传动链的结构特点传动链的结构特点 一、一、 链条链条类型类型 滚子链的组成：滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。内链板、外链板。 齿形链齿形链滚子链滚子链套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合销轴销轴滚子滚子外链板外链板套筒套筒内链板内链板内链板紧压在套筒两端，称为内链节 。链条材料：链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。套筒滚子链的剖面结构：套筒滚子链的剖面结构：滚子滚子套筒套筒销轴销轴内链板内链板外链板外链板潘存云教授研制潘存云教授研制链条的主要参数节距链条的主

5、要参数节距p：节距节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。滚子链上相邻两滚子中心的距离。 p 越大，越大，链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。结构类型：结构类型：单排链和多排链。单排链和多排链。滚子链已标准化，分为滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是两个系列，常用的是A系列系列.pppt双排滚子链双排滚子链 潘存云教授研制表表51 A系列滚子链的规格和主要参数系列滚子链的规格和主要参数 48A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.80 72.39 500.4 22.60 链链 号号08A 12.70 14.38 7.95

6、7.85 3.96 12.07 13.8 0.60 节距节距P 排距排距pt 滚子滚子 链节链节 销轴销轴 链板链板 极限载荷极限载荷 米长质量米长质量 外径外径d1 内宽内宽b1 直径直径d2 高度高度h2 Q (单排单排) q(单排单排) mm mm mm mm mm mm KN kg/m10A 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

7、.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 06B 9.525 10.24 6.35 5.72 3.28 8.26 8.9 0.40 05B 8.

8、00 5.64 5.00 3.00 2.31 7.11 4.4 0.18 08B 12.70 13.92 8.51 7.75 4.45 11.81 17.8 0.70 潘存云教授研制潘存云教授研制链条长度以链节数表示。链节数最好取链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数偶数，以便链，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。条联成环形时正好是外链板与内链板相接。若链节数为若链节数为奇数奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。滚子链的标记：滚子链的标记：标记实例：标记实

9、例： 08A-1 88 GB1243.1-83 A系列，节距12.7mm,单排，87节链号链号国标号国标号排数排数链节数链节数过渡链节过渡链节潘存云教授研制齿形链板的两侧是直边，工作时链板的侧边与链轮齿廓相啮合。链板的成形孔内装入棱柱，两棱柱相互滚动，可减小摩擦和磨损。齿形链齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。是由许多齿形链板用铰链联接而成。优点：优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承 受冲击载荷的能力高。受冲击载荷的能力高。缺点：缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。结构复杂、价格较贵、比较重。应用场合：应用场合：多应用于高速（链速可达多应用于高

10、速（链速可达40 m/s）或运动）或运动 精度要求较高的场合。精度要求较高的场合。p直边直边O60 潘存云教授研制Zpd180sin( (一一) )基本参数及主要尺寸基本参数及主要尺寸 滚子链链滚子链链轮的参数轮的参数齿面圆弧半径：齿面圆弧半径：r re e 齿沟圆弧半径：齿沟圆弧半径： r ri i 齿沟角：齿沟角： minmin 、maxmax链轮的节距：链轮的节距：p -p -弦长弦长 分度圆直径：分度圆直径：d1ddf=d- -d1 齿顶圆直径：齿顶圆直径：daZctgpda18054.0齿根圆直径：齿根圆直径：各种链轮的实际断面齿形介于最大最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计

11、具有很大的灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如地进入或推出啮合，并便于加工。国标规定最大值和最小值：国标规定最大值和最小值： 链轮主要尺寸计算公式：链轮主要尺寸计算公式：5-3 滚子链链轮的结构和材料滚子链链轮的结构和材料 reridf360360 Z Z p潘存云教授研制表表5-2 链轮毂孔最大许用直径链轮毂孔最大许用直径 dkmax(mm)11 13 15 17 19 21 23 258.00 10 13 16 20 25 28 31 349.525 11 15 20 24 29 33 37 4212.70 18 22 28 34 41 47 51 5715.875 22 30 37 45

12、51 59 65 7319.05 27 36 46 53 62 72 80 8825.40 38 51 61 74 84 95 109 12031.75 50 64 80 93 108 122 137 15238.10 60 79 95 112 129 148 165 18444.45 71 91 111 132 153 175 196 21750.80 80 105 129 152 177 200 224 24963.50 103 132 163 193 224 254 278 31076.20 127 163 201 239 276 311 343 372ZP/mm表表5-3 链轮主要尺寸

13、计算公式一览链轮主要尺寸计算公式一览 名名 称称 代号代号 计算公式计算公式 备备 注注 分度圆直径分度圆直径 d d=p/sin(180/Z) 齿顶圆直径齿顶圆直径 da damax=d+1.25p-d1 damin=d+(1-1.6/z)p-d1 da=p0.54+ ctg(180/z) 若为三圆弧一直线齿形，则有：若为三圆弧一直线齿形，则有：分度圆弦齿高分度圆弦齿高 ha hamax=(0.625-0.8/z)p-0.5d1 hamin=0.5 (p-d1) z 若为三圆弧一直线齿形，则有：若为三圆弧一直线齿形，则有：ha=0.27 p 齿根圆直径齿根圆直径 df df =d-d1 齿侧

14、凸缘圆直齿侧凸缘圆直径或排间槽径或排间槽dz pctg(180/z)-1.04h2-0.76 mmdgh2-内链板高度内链板高度 ha是为简化放大齿形的绘制而是为简化放大齿形的绘制而引入的辅助尺寸引入的辅助尺寸hamin相应相应damin hamax相应相应damax 可在可在damax、damin 范围内任范围内任意选取，但选用意选取，但选用damax时，时，应考虑才用展成法加工有应考虑才用展成法加工有发生顶切的可能性。发生顶切的可能性。注：注：da 、 dg取整数，其它尺寸精确到取整数，其它尺寸精确到0.01 mm表表5-4 链轮的结构尺寸计算公式链轮的结构尺寸计算公式 倒角宽倒角宽 ba

15、 ba=(0.10.15)p 倒角半径倒角半径 rx rx p 名名 称称 代代 号号 计计 算算 公公 式式 备备 注注 齿宽齿宽 双排、三排双排、三排 bn 0.91b1 0.93b1 单排单排 0.93b1 0.95b1 四排以上四排以上 0.88b1 0.93b1 链轮齿总宽链轮齿总宽 bfn bfn = = (n-1)pt+bf1 倒角深倒角深 h h=0.5 p 齿侧凸缘（或排间距）齿侧凸缘（或排间距）圆角半径圆角半径ra ra 0.040.04 p p 12.7 mm p 12.7 mm P 12.7 mm时，经时，经制造厂同意，也可制造厂同意，也可以使用以使用p 12.7 mm

16、时的齿宽。时的齿宽。b1为内为内链节内宽。链节内宽。 仅适用于仅适用于B型型 n-排数排数 bf1bf2bf3ptptr5潘存云教授研制d180180 Z Z 滚子链链轮端面齿形滚子链链轮端面齿形（二）链轮齿形（二）链轮齿形 这种三圆弧一直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围，且具有较好的啮合性能，并便于加工。r2bdcr3r1aa端面齿形端面齿形 ：三圆弧一直线三圆弧一直线 潘存云教授研制bg(h)r5gbB2B3ptptr5轴面齿形轴面齿形 ：圆弧圆弧+ +直线直线 便于进入或退出啮合单排链轮单排链轮轴面齿形轴面齿形多排链轮多排链轮轴面齿形轴面齿形零件工作图：零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘

17、制端面齿形。只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。材料与热处理：材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。 齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。直线指采用标准刀具加工r4链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径孔板式孔板式-中等直径中等直径潘存云教授研制链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径潘存云教授研制潘存云教授研制组合式组合式-大直径，齿圈可更换。大直径，齿圈可更换。孔板式孔板式-中等直径中等直径链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径潘存云教授研制链轮的材料链轮的材料 链轮的材料应能保证轮齿具

18、有足够的链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性耐磨性和和强度强度，由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。通常采用较好的材料制造。材材 料料 热处理热处理 热处理后硬度热处理后硬度 应用范围应用范围 15、20 5060HRC Z25 的链轮的链轮40、50、ZG310-570 淬火、回火淬火、回火 4050HRC 无剧烈振动及冲击的链轮无剧烈振动及冲击的链轮15Cr、20Cr 5060HRC渗碳、淬渗碳、淬火、回火火、回火有动载荷及传递角大功率的重有动载荷及传递角大功率的重要链轮要链轮Z50的从动链轮的从动链轮渗碳、

19、淬渗碳、淬火、回火火、回火功率小于功率小于6KW、速度较高、要、速度较高、要求传动平稳和噪声小的脸轮求传动平稳和噪声小的脸轮夹布胶木夹布胶木潘存云教授研制smpnzz/10006060221一、链传动的速度分析一、链传动的速度分析 10006011pnzv1221zznni链条的平均线速度：链条的平均线速度：平均传动比为：平均传动比为：R1 11分度圆瞬时线速度：分度圆瞬时线速度：链条的瞬时线速度沿链条的瞬时线速度沿AB方向，方向，111RvAABcos11Rv 链条进入链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮之间的传动。其大小为：其大小为：5-4 链传动的运动特性链传动的运动特性 R1s

20、in111Rv链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：潘存云教授研制:18010时当z为相位角：为相位角：10101800180zz1:0 时当链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。由此可知，当链轮等速回转时，瞬时链速和顺时传动比都作周期性变化。变化范围xAB180z1R1R1 1111min180coszRvv11maxRvv0min11 vv111max11180sinzRvv11111180cosRvzR1111180sin0zRv链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。链速分量链速分量:1180z1潘存云教授研制同理，对于从动轮，也有：同理，对于从动轮

21、，也有：xAB180z1180z1R1R1 1上式表明，当主动链轮作等速转上式表明，当主动链轮作等速转动时，从动链轮随动时，从动链轮随、的变化的变化作周期性的变速转动。作周期性的变速转动。cos22Rv cos22Rv链传动的瞬时传动比：链传动的瞬时传动比：coscos1221RRit链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。由于链速是变化的，链传动在工作时，会产生振动和动载荷！链传动在工作时，会产生振动和动载荷！只有当只有当Z1=Z2时，才有时，才有: i=1这种特性被称为链传动的这种特性被称为链传动的多边形效应多边形效应。1tJJdd2二、链传动的动载荷二、链传动的动载荷 链传动中的多边形

22、效应造成链条和链轮都是周期链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷。性的变速运动，从而引起动载荷。链条前进的加速度引起的动载荷为：链条前进的加速度引起的动载荷为：c1dmaF从动链轮的角加速度引起的动载荷为：从动链轮的角加速度引起的动载荷为：JM2d2180211pzsincos21111RRdtddtdvac:18010时当z1211max180sinzRaccos11Rdtd n 、p 、z1 , 则则Fd1 tRJRMFddd22222d冲击力为：潘存云教授研制 v n 、p , 则则相对冲击动载荷相对冲击动载荷d当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直当链节啮上链轮

23、轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度线运动的链节铰链和以角速度作圆周作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。受到冲击，并产生附加动载荷。d 为保证松边垂度不至过大，安装链传动时，应为保证松边垂度不至过大，安装链传动时，应:y作用在链作用在链上的力有上的力有圆周拉力圆周拉力: 离心拉力离心拉力:悬垂拉力悬垂拉力:F = 1000P/ v NFc= qv2 NFy=Ky qag N q为米长质量为米长质量a-为中心距，为中心距，Ky -为垂度系数为垂度系数其值与链轮中心线

24、与水平夹角有关,见下页适当张紧适当张紧 n1n2-有效拉力有效拉力 5-5 链传动的受力分析链传动的受力分析 a潘存云教授研制0.3 0.5 1 1.5 2 3 5 10 302015105321.51 0.5 0.3y / %Ky Ff” aFfy 紧边拉力为：紧边拉力为：F1 = F + Fc + Fy N松边拉力为：松边拉力为：F2 = Fc + Fy Nn1n2F1F1F2F280 60 =0 20 40 70 垂度系数垂度系数Ky 取值取值潘存云教授研制实际使用区域实际使用区域5-6 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算一、失效形式一、失效形式1.1.链板疲劳破坏；链板疲劳破坏；

25、2.2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏；滚子、套筒的冲击疲劳破坏；3.3.销轴与套筒铰链的胶合；销轴与套筒铰链的胶合；4.4.链条铰链磨损；链条铰链磨损；5.5.过载拉断。过载拉断。二、功率曲线图二、功率曲线图4321极限功率曲线极限功率曲线n1P对应每种失效形式，可得出一个极限功率表达式。常用线图表示。曲线曲线1 1-正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；曲线曲线2 2-链板疲劳强度限定的极限功率；链板疲劳强度限定的极限功率；曲线曲线3 3-滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；曲线曲线4 4-铰链胶合限定

26、的极限功率；铰链胶合限定的极限功率；其极限功率急剧下降；密封润滑不良密封润滑不良其极限功率急剧下降；潘存云教授研制1015 20406080 100150 200400 600800100015002000 40006000小链轮转速小链轮转速n1(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率功率p0(kw)48A单排单排A系列系列滚子滚子链的链的功率功率曲线曲线 链号 节距08A 12.710A 15.87512A 19.0516A 25.420A 31.7524A 38.128A 44.4532A 50.840A 6

27、3.548A 76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A潘存云教授研制上述功率曲线的特定条件上述功率曲线的特定条件: 1.两轮共面两轮共面;2. 小链轮的齿数小链轮的齿数z1=19 3. 链节数链节数 Lp=1004.载荷平稳载荷平稳;7. 链条因磨损而引起的相对伸长量链条因磨损而引起的相对伸长量3%5. 按推荐的润滑方式按推荐的润滑方式 6. 工作寿命为工作寿命为15000 h当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将P0值降低。值降低。链速链速 v m/s1.5vv7 而又润滑不当而又润滑不当P0降低降低3060%传动不可靠！传

28、动不可靠！1.5 71530%推荐的润滑方式推荐的润滑方式0.20.3 0.40.6 0.8 12345681020链速链速v(m/s)50.844.4538.131.7525.419.0515.87512.7链链节节距距p(mm)人工定期润滑人工定期润滑滴油润滑滴油润滑油浴或油浴或 飞溅润滑飞溅润滑压力喷压力喷 油滑润油滑润 表表 5-4 修正系数修正系数kz和和kL小链轮齿数系数小链轮齿数系数Kz位于功率曲线顶点左侧时位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳）（链板疲劳）链长系数链长系数KL位位 置置位于功率曲线顶点右侧时位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）（滚子套筒冲击疲劳）表表 5-5

29、多排链系数多排链系数KP排排 数数1234 56KP1.01.72.53.34.04.6 PLzKKKP00P 许用功率：许用功率：19z11.0819z11.5100Lp0.26100Lp0.5zKPKLK当实际工作条件与特定条件不同时，应对当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正值加以修正.单排链所能传递的功率按下式确定：单排链所能传递的功率按下式确定：式中：式中：KA为工作情况系数，为工作情况系数，P为为名义传递功率。名义传递功率。PLzAPLzCKKKPKKKKPP0表表 5-3 工作情况系数工作情况系数KA液体搅拌机，中小型离心式鼓风机，发电液体搅拌机，中小型离心式鼓风机，

30、发电机离心式压缩机，谷物机械，均匀载荷输机离心式压缩机，谷物机械，均匀载荷输送机，均匀载荷不反转一般机械。送机，均匀载荷不反转一般机械。半液体搅拌机，三缸以上往复压缩机，大半液体搅拌机，三缸以上往复压缩机，大型或不均匀载荷输送机，中型起重机和升型或不均匀载荷输送机，中型起重机和升降机，重载天轴传动，金属切削机床，食降机，重载天轴传动，金属切削机床，食品机械，木工机械，印染纺织机械，大型品机械，木工机械，印染纺织机械，大型风机，中等载荷不反转一般机械。风机，中等载荷不反转一般机械。船用螺旋桨，单、双缸往复压缩机，挖掘船用螺旋桨，单、双缸往复压缩机，挖掘机，振动式输送机，破碎机，重型起重机，机，振

31、动式输送机，破碎机，重型起重机，石油钻井机械，锻压机械，线材拉拔机械，石油钻井机械，锻压机械，线材拉拔机械，冲床，严重冲击、有反转的机械。冲床，严重冲击、有反转的机械。严重严重冲击冲击中等中等冲击冲击平稳平稳载荷载荷工工 况况 原动机种类原动机种类 电动机电动机 汽轮机汽轮机 无流体机构无流体机构1.0 1.0 1.2 1.3 1.2 1.4 1.5 1.4 1.7内燃机内燃机 带流体机构带流体机构潘存云教授研制p与与d 之间的关系：之间的关系：1 1、链轮的齿数和传动比、链轮的齿数和传动比 大链轮的齿数大链轮的齿数: z2 =i z1P+pzpd180sin 得：链条铰链磨损后，节距将变长，链轮节圆将向齿顶移动。