机械设计第八版第章链传动

第9章链传动§9-1链传动的特点及应用§9-2传动链的结构特点§9-6滚子链传动的计算§9-4链传动的运动特性§9-7链传动的布置、张紧和润滑§9-3滚子链链轮的结构和材料§9-5链传动的受力分析宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制§9-1链传动的特点和应用组成：链轮、环形链条作用：链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同向传动。宁夏大学专用作者：潘存云教授特点：与带传动相比1.

链轮传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；2.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

；3.结构紧凑；4.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单。缺点：

瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声。应用：

广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。宁夏大学专用作者：潘存云教授工作范围：传动比：i

≤8中心距：a≤5~6m传递功率：P

≤100kw圆周速度：v

≤15m/s传动效率：η

≈0.95~0.98

宁夏大学专用作者：潘存云教授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，并保持各横截面的强度大致相等§9-2传动链的结构特点一、链条类型滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。齿形链滚子链套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合潘存云教授研制销轴滚子外链板套筒内链板内链板紧压在套筒两端，称为内链节。潘存云教授研制宁夏大学专用作者：潘存云教授链条材料：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：潘存云教授研制滚子套筒销轴内链板外链板宁夏大学专用作者：潘存云教授链条的主要参数节距p：节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。p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：单排链和多排链。滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是A系列.p潘存云教授研制潘存云教授研制ppt双排滚子链宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制表9—1A系列滚子链的规格和主要参数48A76.2087.8347.6347.3523.8072.39500.422.60链号08A12.7014.387.957.853.9612.0713.80.60节距P排距pt滚子链节销轴链板极限载荷米长质量外径d1内宽b1直径d2高度h2

Q(单排)q(单排)/mm/mm/mm/mm/mm/mm/kN/(kg/m)10A15.87518.1110.169.405.0815.0921.81.0012A19.0522.7811.9112.575.9418.0831.11.5016A25.4029.2915.8815.757.9224.1355.62.6020A31.7535.7619.0518.909.5330.1886.73.8024A38.1045.4422.2325.2211.1036.20124.65.6028A44.4548.8725.4025.2212.7042.24169.07.5032A50.8058.5528.5831.5514.2748.26222.410.1040A63.5071.5539.6837.8519.8460.33347.016.1006B9.52510.246.355.723.288.268.90.4005B8.005.645.003.002.317.114.40.1808B12.7013.928.517.754.4511.8117.80.70宁夏大学专用作者：潘存云教授潘存云教授研制链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。若链节数为奇数时，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。潘存云教授研制滚子链的标记：标记实例：08A-1×87GB1243.1—83A系列，节距12.7mm,单排，87节链号国标号排数链节数×过渡链节宁夏大学专用作者：潘存云教授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。齿形链是由许多齿形链板用铰链连接而成。优点：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。缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。应用场合：多应用于高速（链速可达40m/s）或运动精度要求较高的场合。p潘存云教授研制直边直边O60˚

潘存云教授研制宁夏大学专用作者：潘存云教授应用用实实例例：：潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授(一一)基基本本参参数数及及主主要要尺尺寸寸滚子子链链链链轮轮的的参参数数齿面面圆圆弧弧半半径径：：re齿沟沟圆圆弧弧半半径径：：ri齿沟沟角角：：ααmin、αmax链轮轮的的节节距距：：p———弦长长分度度圆圆直直径径：：潘存云教授研制d1ddf=d-d1齿顶顶圆圆直直径径：：da齿根根圆圆直直径径：：各种种链链轮轮的的实实际际断断面面齿齿形形介介于于最最大大最最小小齿齿槽槽形形状状之之间间。。这这样样处处理理使使链链轮轮齿齿廓廓曲曲线线设设计计具具有有很很大大的的灵灵活活性性。。但但齿齿形形应应保保证证链链节节能能平平稳稳自自如如地地进进入入或或推推出出啮啮合合，，并并便便于于加加工工。。国标标规规定定最最大大值值和和最最小小值值：：链轮轮主主要要尺尺寸寸计计算算公公式式：：§9-3滚滚子子链链链链轮轮的的结结构构和和材材料料reriαdf360˚z

p宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授潘存云教授研制潘存云教授研制表9-2链轮毂孔最大许用直径dkmax/mm11131517192123258.0010131620252831349.525111520242933374212.70182228344147515715.875223037455159657319.05273646536272808825.4038516174849510912031.755064809310812213715238.1060799511212914816518444.45719111113215317519621750.808010512915217720022424963.5010313216319322425427831076.20127163201239276311343372zP/mm宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授潘存云教授研制表9-3链轮主要尺寸计算公式一览名称代号计算公式备注分度圆直径

d

d=p/sin(180/z)齿顶圆直径

da

damax=d+1.25p-d1

damin=d+(1-1.6/z)p-d1

da=p[0.54+cot(180/z)]若为三圆弧一直线齿形，则有：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：ha=0.27p

齿根圆直径

df

df=d-d1齿侧凸缘圆直径或排间槽dz

≤

pcot(180/z)-1.04h2-0.76mmdgh2——内链板高度ha是为简化放大齿形的绘制而引入的辅助尺寸hamin相应damin

hamax相应damax

可在damax、damin范围内任意选取，但选用damax时，应考虑才用展成法加工有发生顶切的可能性。注：da、dg取整数，其它尺寸精确到0.01mm宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授表9-4链轮的结构尺寸计算公式倒角宽

ba

ba=(0.1~0.15)p

倒角半径

rx

rx

≥

p

名称代号计算公式备注齿宽

双排、三排

bn0.91b10.93b1

单排0.93b10.95b1

四排以上0.88b10.93b1

链轮齿总宽

bfn

bfn

=(n-1)pt+bf1

倒角深

h

h=0.5p

齿侧凸缘（或排间距）圆角半径ra

ra

≈0.04

p

p≤12.7mmp≥12.7mmP>12.7mm时，经制造厂同意，也可以使用p≤12.7mm时的齿宽。b1为内链节内宽。仅适用于B型n——排数潘存云教授研制bf1bf2bf3ptptr5宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授潘存云教授研制潘存云教授研制d180˚z

滚子子链链链链轮轮端端面面齿齿形形（二二））链链轮轮齿齿形形这种种三三圆圆弧弧一一直直线线齿齿形形基基本本上上符符合合标标准准齿齿槽槽形形状状范范围围，，且且具具有有较较好好的的啮啮合合性性能能，，并并便便于于加加工工。。r2bdcr3r1aa端面面齿齿形形：：三圆圆弧弧一一直直线线宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授潘存云教授研制bg(h)r5g潘存云教授研制bB2B3ptptr5轴面面齿齿形形：：圆弧弧+直直线线便于于进进入入或或退退出出啮啮合合单排排链链轮轮轴面面齿齿形形多排排链链轮轮轴面面齿齿形形零件件工工作作图图：：只绘绘制制轴轴面面齿齿形形，，不不用用绘绘制制端端面面齿齿形形。。材料料与与热热处处理理：：碳素素钢钢、、铸铸铁铁、、重重要要链链轮轮可可用用合合金金钢钢。。齿齿面面需需经经热热处处理理以以提提高高接接触触强强度度和和耐耐磨磨性性。。直线指采采用用标标准准刀刀具具加加工工r4宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授潘存存云云教教授授研研制制链轮轮的的结结构构实心心式式———小直直径径潘存云教授研制宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授孔板板式式———中等等直直径径潘存云教授研制潘存云教授研制链轮轮的的结结构构实心心式式———小直直径径潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授潘存存云云教教授授研研制制组合合式式———大直直径径，，齿齿圈圈可可更更换换。。潘存云教授研制孔板板式式———中等等直直径径链轮轮的的结结构构实心心式式———小直直径径潘存云教授研制潘存云教授研制宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授链轮轮的的材材料料链轮轮的的材材料料应应能能保保证证轮轮齿齿具具有有足足够够的的耐磨磨性性和强度度，由由于于小小链链轮轮的的工工作作情情况况较较大大链链轮轮的的恶恶劣劣些些，，故故小小链链轮轮通通常常采采用用较较好好的的材材料料制制造造。。材料热处理热处理后硬度应用范围15、2050~60HRCz<25，有冲击载荷的主从动轮35正火160~200HBS在正常工作条件下，齿数Z>25的链轮40、50、ZG310-570淬火、回火40~50HRC无剧烈振动及冲击的链轮15Cr、20Cr50~60HRC渗碳、淬火、回火有动载荷及传递角大功率的重要链轮Z<25Q235、Q23735SiMn、焊接后退火140HBS中等速度、传递较大功率的链轮35SiMn、40Cr35CrMo淬火、回火40~50HRC使用优质链条、重要的链轮灰铸铁(HT150以上)淬火、回火260~280HBSz>50的从动链轮渗碳、淬火、回火功率小于6kW、速度较高、要求传动平稳和噪声小的脸轮夹布胶木宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授β一、、链链传传动动的的速速度度分分析析链条条的的平平均均线线速速度度：：平均均传传动动比比为为：：R1ω1ω1分度度圆圆瞬瞬时时线线速速度度：：链条条的的瞬瞬时时线线速速度度沿沿AB方方向向，，νAB链条条进进入入链链轮轮后后形形成成折折线线，，因因此此链链传传动动相相当当于于一一对对多多边边形形轮轮之之间间的的传传动动。。其大大小小为为：：§9-4链链传传动动的的运运动动特特性性潘存云教授研制R1链条条的的瞬瞬时时线线速速度度沿沿垂垂直直方方向向的的分分量量为为：：宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授β为相相位位角角：：链轮轮每每转转过过一一齿齿，，链链速速时时快快时时慢慢变变化化一一次次。。由由此此可可知知，，当当链链轮轮等等速速回回转转时时，，瞬瞬时时链链速速和和顺顺时时传传动动比比都都作作周周期期性性变变化化。。变化化范范围围ββνxAB180˚z1180˚z1潘存云教授研制R1R1ω1链速速分分量量作作周周期期性性变变化化，，从从而而使使链链条条上上下下抖抖动动。。链速速分分量量:ω1宁夏夏大大学学专专用用作作者者：：潘潘存存云云教教授授同理理，，对对于于从从动动轮轮，，也也有有：：ββνxAB180˚z1180˚z1潘存云教授研制R1R1ω1上式式表表明明，，当当主主动动链链轮轮作作等等速速转转动动时时，，从从动动链链轮轮随随γ、、ββ的变化化作周周期性性的变变速转转动。。链传动动的瞬瞬时传传动比比：链速分分量作作周期期性变变化，，从而而使链链条上上下抖抖动。。由于于链速速是变变化的的，链传动动在工工作时时，会会产生生振动动和动动载荷荷！只有当当z1=z2时，才才有:i=1这种特特性被被称为为链传传动的的多边形形效应应。ω1宁夏大大学专专用作作者者：潘潘存存云教教授潘存云云教授授研制制速度不不均匀匀系数数：z11413121110987654321051015202530354045δ/(%)链速不均匀系数变化曲线ββνxAB180˚z1180˚z1R1R1ω1链轮齿齿数越越少，，→δ↑，速速度波波动越越明显显。动画演演示ω1宁夏大大学专专用作作者者：潘潘存存云教教授二、链链传动动的动动载荷荷链传动动中的的多边边形效效应造造成链链条和和链轮轮都是是周期期性的的变速速运动动，从从而引引起动动载荷荷。链条前前进的的加速速度引引起的的动载载荷为为：从动链链轮的的角加加速度度引起起的动动载荷荷为：：n↑、p↑、z↓,则→Fd1↑冲击力力为：：宁夏大大学专专用作作者者：潘潘存存云教教授ω

vn↑、p↑,则→相对冲冲击动动载荷荷↑d当链节节啮上上链轮轮轮齿齿的瞬瞬间，，作直直线运运动的的链节节铰链链和以以角速速度ωω作圆圆周运运动的的链轮轮轮齿齿，将将以一一定的的相对对速度度突然然相互互啮合合，从从而使使链条条和链链轮受受到冲冲击，，并产产生附附加动动载荷荷。潘存云教授研制dω

宁夏大大学专专用作作者者：潘潘存存云教教授为保证证松边边垂度度不至至过大大，安安装链链传动动时，，应:f潘存云教授研制作用在在链上上的力力有圆周拉拉力:离心拉拉力:悬垂拉拉力:F=1000P/vNFc=qv2NF’f=Kfqa×10-2Nq——米长质质量a——为中心心距，，Kf——为垂度系数数其值与链轮轮中心线与与水平夹角角有关,见见下页适当张紧n1n2——有效拉力§9-5链链传动的受受力分析F”f=(Ky+sinα)qa×10-2NFf=[F’fF”f]maxF’fF”fαa宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授潘存云教授研制0.30.511.523510302015105321.510.50.3f/α/(%)KfFf”aF’ffα

紧边拉力为为：F1=F+Fc+FfN松边拉力为为：F2=Fc+FfNn1n2F1F1F2F280˚

60˚

α=0˚

20˚

40˚

70˚

垂度系数Kf取值宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授潘存云教授研制实际使用区域§9-6滚滚子链传动动的设计计计算一、失效形形式1.链板疲劳破破坏；2.滚子、套筒筒的冲击疲疲劳破坏；；3.销轴与套筒筒铰链的胶胶合；4.链条铰链磨磨损；5.过载拉断。。二、功率曲曲线图4321极限功率曲线n1P对应每种失失效形式，，可得出一一个极限功功率表达式式。常用线线图表示。。曲线1——正常润滑条条件下，链链条铰链磨磨损限定的的极限功率；曲线2——链板疲劳强强度限定的的极限功率率；曲线3——滚子、套筒筒的冲击疲疲劳强度限限定的极限限功率；曲线4——铰链胶合限限定的极限限功率。其极限功率率急剧下降降；密封润滑不良其极限功率率急剧下降降；宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授潘存云教授研制10152040608010015020040060080010001500200040006000小链轮转速n1/(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率P0/kW48A单排A系列滚子链链的功率曲曲线链号节距08A12.710A15.87512A19.0516A25.420A31.7524A38.128A44.4532A50.840A63.548A76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授上述功率曲曲线的特定定条件:1.两轮共面;2.小链轮的齿齿数z1=193;链节数Lp=100;4.载荷平稳;7.链条因磨损损而引起的的相对伸长长量不大于3%。5.按推荐的润润滑方式;6.工作寿命为为15000h；当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将p0值降低。链速v/(m/s)≤1.5v>7

而又润滑不当p0降低30%~60%传动不可靠！1.5~715%~30%推荐的润滑方式0.20.30.40.60.812345681020链速v/(m/s)50.844.4538.131.7525.419.0515.87512.7链节距p/mmΙ—人工定期润滑ΙΠ—滴油润滑Π潘存云教授研制Ш—油浴或飞溅润滑ШⅣ—压力喷油滑润Ⅳ

宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授∆p与∆d’之间的关系系：1.链轮的的齿数和传传动比大链轮的齿齿数:z2=iz1p+∆p链条铰链磨磨损后，节节距将边长长，链轮节节圆将向齿齿顶移动。。∆p一定时:z↑→∆d’↑→越容易发生生跳齿和脱脱链现象。。一般取：z2≤120因为多边形形效应，为为使链传动动运动平稳稳，小链轮轮齿数不宜宜过少。d分度圆直直径节距增长量量,节节圆外移移量潘存云教授研制d’180˚zp三、滚子链链传动的设设计步骤和和方法表9-5小链轮的齿数z1链速v/(m/s)0.63~33~8≥8>25齿数z1≥17≥21≥25≥35z1过少→运动动不平稳↑；z1过大→结构尺寸和和质量↑d’+∆d′宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授一般链节数为偶偶数，为使使磨损均匀，，链轮齿数最最好取与链链节数互为为质数的奇数。优选数列：：17、19、21、23、、25、38、57、76、、95,114传动比：i≤6——一般情况下下2≤i≤3.5——推荐值6≤i≤10——当v<2m/s且载载荷平稳时时传动比过大大时，由于于链条在小小链轮上的的包角过小小，将减少少啮合齿数数，因而易易出现跳齿齿或加速齿齿的磨损，，故应采用用二级或二二级以上的的传动。宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授2.确定定计算功率率计算功率：：Pca=KAP，KA为工况系数数，P为名义传递递功率。表9-6工况系数KA液体搅拌机，中小型离心式鼓风机，发电机离心式压缩机，谷物机械，均匀载荷输送机，均匀载荷不反转一般机械。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，挖掘机，振动式输送机，破碎机，重型起重机，石油钻井机械，锻压机械，线材拉拔机械，冲床，严重冲击、有反转的机械。严重冲击中等冲击平稳载荷工况输入动力种类内燃机--液力机械电动机或汽轮机内燃机--机械传动1.01.01.21.21.31.41.41.51.7宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授3.链的节节距节距越大，，承载能力力高，但啮合瞬间的的冲击也越越大。ω-ωp（2）高速重载时时，应选用用小节距多多排链。链的节距越越大，其承承载能力越越高。根据据相对原理理，当链轮轮以ω运动时，链链节以－ω进入轮齿而而产生冲击击。潘存云教授研制d1确定节距的的原则：（1）为使传动结结构紧凑，，寿命长，，应尽量选选用较小节节距的单排排链；（3）中心距小，，传动比大大时，应选选用小节距距多排链。从经济上考考虑（4）中心距大，，传动比小小时，应选选用大节距距单排链。允许采用的的节距可根根据功率P0和小链轮转转速n1确定。当实际工作作条件与特特定条件不不同时，应应对P0值加以修正正.宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授表9-7修正系数Kz和KL小链轮齿数系数Kz位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳）链长系数KL位置位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）表9-8多排链系数Km排数123456Km1.01.72.53.34.04.6许用功率：：19z11.0819z11.5100Lp0.26100Lp0.5宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授一般取：a=(30~50)p4.中心距距和链节数数a过小→α↓→同时啮合的的齿数↓，在相同速度度下，循环环次数增多多，容易疲疲劳和磨损损。a过大→链条容易抖抖动。amax=80p链条节数：：中心距：计算结果应应圆整，并取偶数！！为便于安装装和调节张张紧程度，，中心距一一般应设计计成可调节节的。按带传动公公式导出此此式若中心距不不能调整，，而又没有有张紧装置置时，应将将计算中心心距减小2~5mm,这这样可使链链条有小的的初垂度，，保持莲传传动的张紧紧。宁夏大学专专用作作者者：潘存存云教授5．小链轮轮毂孔最大大直径根据小链轮轮的节距和和齿数确定定链轮毂孔孔的最大直直径dkmax，若dkmax小于安装链链轮处的轴轴径，则应应重新选择择链传动的的参数。潘存云教授研制11131517192123258.010131620252831349.25111520242933374212.7182228344147515715.875223037455159657319.05273646536272808825.438516174849510912031.755064809310812213715238.1607995112