课件9 ：链传动

1、广东交通职业技术学院 裴小英第九章第九章 链传动链传动 链传动是以链条作为中间链传动是以链条作为中间挠性件，依靠链轮轮齿与链节的挠性件，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力的一种啮合来传递运动和动力的一种啮啮合传动。合传动。 它同时具有刚、柔特点，即它同时具有刚、柔特点，即兼有带传动和齿轮传动的一些特兼有带传动和齿轮传动的一些特点。点。 链传动是应用较广的一种机械传动。链传动是应用较广的一种机械传动。 链传动由：链传动由： 主动链轮、主动链轮、 从动链轮、从动链轮、 中间挠性件（链条）组成。中间挠性件（链条）组成。链轮上制有特殊齿形的齿。链轮上制有特殊齿形的齿。与属于摩擦传动的带传动相比：

2、与属于摩擦传动的带传动相比：1、无弹性滑动和打滑现象，因而、无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比；能保持准确的平均传动比；2、磨擦损失小，传动效率高；、磨擦损失小，传动效率高；3、张紧力小，故对轴的径向压力、张紧力小，故对轴的径向压力小；小；4、在同样的使用条件下，结构紧、在同样的使用条件下，结构紧凑，承载能力大；凑，承载能力大；5、能在高温，油污、潮湿等恶劣、能在高温，油污、潮湿等恶劣环境及低速下工作；环境及低速下工作；6、安装精度要求高，制造费用高、安装精度要求高，制造费用高与属于啮合传动的齿轮传动相比：与属于啮合传动的齿轮传动相比：1、安装精度要求及制造费用低，、安装精度要求

3、及制造费用低，成本低廉；成本低廉；2、在远距离传动时，其结构比齿、在远距离传动时，其结构比齿轮传动轻便得多；轮传动轻便得多；主要缺点是：主要缺点是：1 1、在两根平行轴间只能用于同向、在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；回转的传动；2 2、运转时不能保证恒定的瞬时传、运转时不能保证恒定的瞬时传动比；动比；3 3、摩擦后易发生跳齿；、摩擦后易发生跳齿；4 4、不易在载荷变化很大和急速反、不易在载荷变化很大和急速反向的传动中应用；向的传动中应用；5、工作时有噪音；、工作时有噪音；6 6、不能象带传动那样起安全保护、不能象带传动那样起安全保护作用；作用；7 7、瞬时速度不均匀，具有多边形、瞬时速度

4、不均匀，具有多边形效应（或运动不均匀性）高速运效应（或运动不均匀性）高速运转不如带传动平转不如带传动平稳稳。 1 1、用于要求有准确的平均、用于要求有准确的平均传动比而对瞬时传动比无严格要传动比而对瞬时传动比无严格要求的场合；求的场合； 2 2、一般用于中心距较大的、一般用于中心距较大的两轴间的低速传动；两轴间的低速传动； 如：链传动广泛应用于如：链传动广泛应用于工工作条件较恶劣的作条件较恶劣的 农业机械、矿山机械、石农业机械、矿山机械、石油化工机械、冶金机械、油化工机械、冶金机械、 以及运输机械、机床传动、以及运输机械、机床传动、轻工机械等。轻工机械等。 链传动适用的一般范围为：链传动适用的

5、一般范围为： 传递功率传递功率: P 100KW 中心距中心距: a 56m 传动比传动比: i 8 链速链速: v 15m/s 传动效率为传动效率为: 0.95 0.98 按用途分为按用途分为 1、起重链、起重链 在起重机械中用以提升重在起重机械中用以提升重物。物。 如：如：链滑轮、铰车；链滑轮、铰车； 2、牵（曳）引链、牵（曳）引链 在各种输送装置和机械化装在各种输送装置和机械化装卸设备中，用以输送物品。卸设备中，用以输送物品。 如：如： 斗式提升机、斗式提升机、 链式输送机；链式输送机； 3、传动链、传动链 用于一般机械传动。用于一般机械传动。 如：摩托车、自行车。如：摩托车、自行车。

6、按结构分：按结构分： 1 1、滚子链、滚子链、 2 2、套筒链、套筒链、 3 3、齿形链（又称无声链）、齿形链（又称无声链）、 4 4、弯板链、弯板链、 5 5、销轴链，、销轴链， 最常用的是滚子链。最常用的是滚子链。 滚子链由：滚子链由： 滚子滚子1、 套筒套筒2、 销轴销轴3、 内链板内链板4、 外链板外链板5组成。组成。 内外链板交错联接而构成铰链。内外链板交错联接而构成铰链。 两片外链板与销轴采用过盈两片外链板与销轴采用过盈配合，构成配合，构成外链节外链节； 两片内链板与套筒也为过盈两片内链板与套筒也为过盈配合，构成配合，构成内链节内链节； 销轴穿过套筒，将内外链节销轴穿过套筒，将内外

7、链节交替连接成交替连接成链条链条。 套筒、销轴间为间隙配合，套筒、销轴间为间隙配合，因而内外链节可相对转动。因而内外链节可相对转动。 滚子与套筒间也为间隙配合，滚子与套筒间也为间隙配合，使链条与链轮啮合时形成滚动摩使链条与链轮啮合时形成滚动摩擦，以减轻磨损。擦，以减轻磨损。 链板制成链板制成8字形，使链板各截字形，使链板各截面大致相等，并减轻重量。面大致相等，并减轻重量。 相邻两滚子轴线间的距离称相邻两滚子轴线间的距离称为为链节距链节距，用，用P表示，表示， 链节距是传动链的重要参数。链节距是传动链的重要参数。外链板与销轴内链板与套筒过盈配合套筒与滚子套筒与销轴间隙配合 其配合关系可总结为：其

8、配合关系可总结为： 当传递功率较大时，可采用当传递功率较大时，可采用双排链或多排链。双排链或多排链。 当多排链的排数较多时，各当多排链的排数较多时，各排受载不易均匀，因此实际运用排受载不易均匀，因此实际运用中排数一般不超过中排数一般不超过4。 链条在使用时封闭为环形。链条在使用时封闭为环形。 当链节数为偶数时，正好是当链节数为偶数时，正好是外链板与内链板相接，外链板与内链板相接， 可用开口销（用于大节距）可用开口销（用于大节距）或弹簧卡片（用于小节距）固定或弹簧卡片（用于小节距）固定销轴；销轴；滚子链接头滚子链接头开口销止锁固定销轴开口销止锁固定销轴弹簧卡片固定销轴弹簧卡片固定销轴 若链节数为

9、奇数，则需采用若链节数为奇数，则需采用过渡链接。过渡链接。 由于过渡链节的链板要受附由于过渡链节的链板要受附加的弯矩作用，一般应避免使用，加的弯矩作用，一般应避免使用，最好采用最好采用偶数偶数链节。链节。过渡链接过渡链接 我国目前使用的滚子链的标我国目前使用的滚子链的标准为准为GB 1243.183。 按极限拉伸载荷的大小分为按极限拉伸载荷的大小分为A、B两个系列，两个系列，A系列供设计和系列供设计和出口用，出口用，B系列主要供维修用系列主要供维修用常用的是常用的是A系列。系列。 其主要参数见下表。其主要参数见下表。链号节距p/mm排距P1/mm滚子外径d1/mm内链节内宽b1/mm销轴直径b

10、2/mm内链板高度h2/mm极限拉伸载荷（单排）Q/N每米质量（单排）q/(kg/m)08A12.714.387.957.853.9612.07138000.610A15.87518.1110.169.45.0815.0921800112A19.0522.7811.9112.575.9418.08311001.516A25.429.2915.8815.757.9224.13556002.620A31.7535.7619.0518.99.5330.18867003.824A38.145.4422.2325.2211.136.21246005.628A44.4548.8725.425.2212.7

11、42.241690007.532A50.858.5528.5831.5514.2748.2622240010.140A63.571.5539.6837.8519.8460.3334700016.148A76.287.8347.6347.3523.872.3950040022.6表7-10A系列滚子链基本参数和尺寸 链节距链节距 链条上相邻两滚链条上相邻两滚子轴线间的距离，用子轴线间的距离，用p表示。表示。 国际上链节距均采用英制单国际上链节距均采用英制单位，位， 我国标准中规定链节距采用我国标准中规定链节距采用米制单位（按转换关系从英制折米制单位（按转换关系从英制折算成米制）。算成米制）。 对

12、应于链节距有不同的链号，对应于链节距有不同的链号，用链号乘以用链号乘以25.4/16mm所得的数所得的数值即为链节距值即为链节距p(mm). 标记：标记： 链号链号 排数排数链节数链节数 标准代号标准代号 如如 ： 08A 288 GB1243.1 83 表示：表示：A A系列、节距为系列、节距为12.70mm12.70mm、双、双排、排、8888节的滚子链。节的滚子链。 又如：又如： A 系 列 滚 子 链 ， 节 距 为系 列 滚 子 链 ， 节 距 为19.05mm，双排，链节数为，双排，链节数为100，其标记方法为：其标记方法为： 12A2 100 GB1243.1 83 1、材质、材

13、质 链轮轮齿应有足够的接触强链轮轮齿应有足够的接触强度和耐磨性。度和耐磨性。 常用的材料为中碳钢（常用的材料为中碳钢（35、45）；）； 不 重 要 场 合 用不 重 要 场 合 用 Q 2 3 5 A 、Q275A钢；钢； 高速重载时采用合金钢，低高速重载时采用合金钢，低速时大链轮可采用铸铁速时大链轮可采用铸铁 注意：注意： 因为小轮啮合次数多而磨损，因为小轮啮合次数多而磨损，受冲击大，小链轮的材质应比大受冲击大，小链轮的材质应比大链轮材质的性能要好，并应进行链轮材质的性能要好，并应进行热处理。热处理。 由轮毂、轮辐、轮缘三部分组成。由轮毂、轮辐、轮缘三部分组成。 按直径大小可分别制成：按直

14、径大小可分别制成： 1、实心式、实心式 直径小时、直径小时、 2、腹板式、腹板式 中等直径时。中等直径时。 3、孔板式、孔板式 直径较大时、直径较大时、 4、轮辐式、轮辐式直径很大时、直径很大时、 5、组合式（或称齿圈式）：、组合式（或称齿圈式）： 大直径（大直径（200mm）的链）的链轮通常采用可更换的齿圈，轮通常采用可更换的齿圈， 用螺栓将齿圈联接在轮心上。用螺栓将齿圈联接在轮心上。 这种结构一是加工方便，这种结构一是加工方便，二是节省制造齿圈的金属材二是节省制造齿圈的金属材料。料。链轮齿形应满足要求：链轮齿形应满足要求：1、链条滚子能平稳、自由地进入、链条滚子能平稳、自由地进入啮合和退出

15、啮合；啮合和退出啮合；2、 啮合时滚子与齿面接触良好，啮合时滚子与齿面接触良好，不易脱链；不易脱链； 3、 允许链条节距有较大的增量；允许链条节距有较大的增量；4、 齿形简单便于加工。齿形简单便于加工。5、滚子链链轮端面齿形应符合国、滚子链链轮端面齿形应符合国家标准家标准GB1244-85。6、链轮的齿形用标准刀具加工，、链轮的齿形用标准刀具加工，在其工作图上一般不绘制端面齿在其工作图上一般不绘制端面齿形，只需注明按形，只需注明按GB1244-85齿形齿形制造和检验即可，但为了车削毛制造和检验即可，但为了车削毛坯，需将轴向齿形画出。坯，需将轴向齿形画出。 由于链条是以折线形状绕在由于链条是以折

16、线形状绕在链轮上，相当于链绕在边长为节链轮上，相当于链绕在边长为节距距p、边数为链轮齿数、边数为链轮齿数z的多边形的多边形上。上。 设两轮的转速分别为设两轮的转速分别为n2、n2(r/min) , ,则链的平均速度为：则链的平均速度为：1000601000602211pnzpnzv则链的平均传动比为：则链的平均传动比为：常数1221zznni 上面公式计算出来都是平均上面公式计算出来都是平均值，是不变的，但实际上链速和值，是不变的，但实际上链速和链传动比在每一瞬时都是变化的，链传动比在每一瞬时都是变化的，而且是按每一链节的啮合过程作而且是按每一链节的啮合过程作周期性变化。周期性变化。 假设链条

17、紧边处于水平位置，假设链条紧边处于水平位置，铰链铰链A已进入啮合。若主动轮以已进入啮合。若主动轮以等角速度等角速度 1回转，回转，其运动速度为：其运动速度为： 1112dv 将将1分解为沿链条前进方向分解为沿链条前进方向的的x1及垂直于链速的横向速度及垂直于链速的横向速度y1为为: sin2sincos2cos11111111dvvdvvyx 式中式中为啮合过程中链节铰为啮合过程中链节铰链中心在主动轮上的相位角，且：链中心在主动轮上的相位角，且： 2010180180zz 每一链节自啮入链轮后，在每一链节自啮入链轮后，在随链轮的转动沿圆周方向送进一随链轮的转动沿圆周方向送进一个链节的过程中，每

18、一铰链转过个链节的过程中，每一铰链转过3600/z。 当铰链中心转至链轮的垂直当铰链中心转至链轮的垂直中心线位置时，其链速达到最大中心线位置时，其链速达到最大值值:111max2dvv 当铰链处于当铰链处于-1800/z和和+1800/z时链速为最小时链速为最小:1011101min180cos2180coszdzvv 由此可见，链轮每送进一个由此可见，链轮每送进一个链节，其链速链节，其链速v经历经历“最小最小最最大大最小最小”的周期性变化。这种的周期性变化。这种由于链条在链轮上形成多边形啮由于链条在链轮上形成多边形啮合传动而引起传动速度不均匀的合传动而引起传动速度不均匀的现象，称为现象，称为

19、多边形效应多边形效应。 当链轮齿数较多，当链轮齿数较多，的变化范的变化范围较小，其链速的变化范围也较围较小，其链速的变化范围也较小，多边形效应相应减弱。小，多边形效应相应减弱。 此外，链条垂直方向上的分此外，链条垂直方向上的分速度也作周期性变化，使链条上速度也作周期性变化，使链条上下抖动。下抖动。 另外，链节与轮齿啮合的瞬另外，链节与轮齿啮合的瞬间，由于具有相对硬度，也会产间，由于具有相对硬度，也会产生冲击和振动。可见，链传动不生冲击和振动。可见，链传动不可避免地产生动载荷，使传动不可避免地产生动载荷，使传动不平稳。平稳。 所以，链传动工作时不可避所以，链传动工作时不可避免地会产生振动、冲击，

20、引起附免地会产生振动、冲击，引起附加的动载荷，加的动载荷， 因此链传动不适用于高速传因此链传动不适用于高速传动。动。 同样，从动轮上紧边链条沿同样，从动轮上紧边链条沿x方向的分速度为：方向的分速度为：cos2222dvx 不计链条变形则有：不计链条变形则有：v vx1x1 = v = vx2x2 于是得到瞬时传动比为于是得到瞬时传动比为 ：coscos1221ddi 通常通常 。 所以，即使主动轮以等角速所以，即使主动轮以等角速度回转，瞬时链速、从动轮的角度回转，瞬时链速、从动轮的角速度和瞬时传动比都是作周期性速度和瞬时传动比都是作周期性变化，从而引起动载荷。变化，从而引起动载荷。 设计注意设

21、计注意: 1、尽量选择较小的链条节距、尽量选择较小的链条节距、较多的链轮齿数、适宜的转速；较多的链轮齿数、适宜的转速； 2 2、链传动安排在低速级。、链传动安排在低速级。 9-4 滚子链传动的滚子链传动的 设计计算设计计算 1、链轮齿数、链轮齿数Z1、Z2 由分析知：齿数愈少，瞬时由分析知：齿数愈少，瞬时链速度变化愈大，传动的不均匀链速度变化愈大，传动的不均匀性及冲击也愈大；若传递载荷一性及冲击也愈大；若传递载荷一定时，齿数愈少，链条链轮齿受定时，齿数愈少，链条链轮齿受力愈大，铰链的磨损也愈快。力愈大，铰链的磨损也愈快。 因此要限制小链轮的最少齿因此要限制小链轮的最少齿数，小链轮齿数一般为：数

22、，小链轮齿数一般为： Zmin 17 链速很低时，齿数可少至链速很低时，齿数可少至9。 但齿数也不能过多，齿数但齿数也不能过多，齿数太多，在链条发生磨损后，容易太多，在链条发生磨损后，容易脱链，脱链， 并且传动尺寸太大，并且传动尺寸太大， 推荐小链轮齿数：推荐小链轮齿数：Z Z1 1 29 29-21-21， 大链轮齿数大链轮齿数 Z Z2 2 = iZ = iZ1 1，Z Z2 2120120注意：注意：链轮取奇数链节取偶数为了使磨损均匀 传动比传动比 i 6齿数z131272523211717表7-12小链轮齿数Z1与传动比iz19111315171921Kz0.4460.5540.664

23、0.7750.8871.001.11z123252729313335Kz1.231.341.461.581.701.811.94表7-14小链轮齿数系数Kz 链节距是决定链传动的工链节距是决定链传动的工作能力、链及链轮尺寸的重要参作能力、链及链轮尺寸的重要参数，愈大，承载能力也愈高，数，愈大，承载能力也愈高，但传动速度的不均匀性，冲击，但传动速度的不均匀性，冲击，噪音也愈大。噪音也愈大。 因此在保证承载能力的条件因此在保证承载能力的条件下，它尽量选用较小链节距。下，它尽量选用较小链节距。 为了控制链传动的冲击，振为了控制链传动的冲击，振动和噪音，故应控制其速度。动和噪音，故应控制其速度。 中心

24、距过小，小链轮上的包中心距过小，小链轮上的包角角 就小，同时啮合的齿数也少，就小，同时啮合的齿数也少，轮齿受力增大，民至磨损加剧，轮齿受力增大，民至磨损加剧，且易产生跳齿、脱链等现象；且易产生跳齿、脱链等现象； 同时，当链轮转速一定时链同时，当链轮转速一定时链条的绕转次数增多，加速了链条条的绕转次数增多，加速了链条的疲劳磨损，从而影响链条的寿的疲劳磨损，从而影响链条的寿命。命。 但中心距过大，则链传动的但中心距过大，则链传动的结构大，且因松边链条下垂过大，结构大，且因松边链条下垂过大，而产生颤动，使传动不平稳。而产生颤动，使传动不平稳。 一般中心距取一般中心距取 a 80p,a 80p, 大多

25、数情况下取大多数情况下取 a = (3050)pa = (3050)p 链条长度用链节数链条长度用链节数表示，表示，因链节距是标准长度为因链节距是标准长度为 注意：注意：应圆整为偶数。应圆整为偶数。 所以所以Lp可按下式计算：可按下式计算：apzzzzpapLLp21221)2(22实际中心距的计算公式为：实际中心距的计算公式为：)2( 8)2()2(422122121zzzzLzzLpapp 注意：注意： 一般情况下中心距设计成可一般情况下中心距设计成可调节的，若中心距不可调节，则调节的，若中心距不可调节，则实际安装中心距应比计算值小实际安装中心距应比计算值小25mm。 1、链条疲劳破坏；、

26、链条疲劳破坏； 2、销轴磨损与脱链；、销轴磨损与脱链； 3、销轴和套筒的胶；、销轴和套筒的胶； 4 4、滚子和套筒的冲击破坏；、滚子和套筒的冲击破坏； 5 5、链条的过载拉断。、链条的过载拉断。 传递的功率值（计算功率传递的功率值（计算功率值）小于许用值，即：值）小于许用值，即：PcP内燃机液力传动电动机或气轮机内燃机机械传动平稳载荷离心式压缩机、鼓风机；液体搅拌机；发动机；均匀负载输送机；自动电梯1.01.01.2中等冲击多缸往复压缩机；半液体搅拌机；不均匀负载输送机；金属切削机床；纺织机械，食品机械1.21.31.4严重冲击单双缸往复压缩机；挖掘机；往复式、振动式输送机；破碎机；锻压机械；

27、石油钻机1.41.51.7载荷性质输送动力9-5 链传动的布置、链传动的布置、 张紧及润滑张紧及润滑 最好两轮轴线布置在同一水最好两轮轴线布置在同一水平面内，或两轮中心连线与水平平面内，或两轮中心连线与水平面成面成4545以下的倾斜角；以下的倾斜角； 应尽量避免垂直传动，若必应尽量避免垂直传动，若必须采用垂直传动时，可采取如下须采用垂直传动时，可采取如下措施：措施： 中心距可调整；中心距可调整； 设张紧装置；设张紧装置； 上下两轮错开，使两轮轴线上下两轮错开，使两轮轴线不在同一铅垂面内。不在同一铅垂面内。 主动链轮的转向应使传动的主动链轮的转向应使传动的紧边在上。紧边在上。两链轮的轴线应平行。

28、两链轮的轴线应平行。安装时应使两轮宽度中心平面的安装时应使两轮宽度中心平面的轴向位置误差小于或等于轴向位置误差小于或等于0.002a（a为中心距），两轮的旋转平为中心距），两轮的旋转平面 间 的 夹 角 应 小 于 或 等 于面 间 的 夹 角 应 小 于 或 等 于0.006rad。 链传动的垂度：链传动的垂度： 链传动松边的垂度可近似认链传动松边的垂度可近似认为是两轮公切线与松边最远点的为是两轮公切线与松边最远点的距离。距离。 合适的松边垂度推荐为合适的松边垂度推荐为 f = (0.01 f = (0.01 0.02 0.02)amm)amm a a为中心距。为中心距。 张紧的目的主要是：张紧的目的主要是： 为了避免链条在垂