1、第9 章 链传动9.1 链传动的基本知识9.2 链传动的运动特性9.3 滚子链传动设计9.4 链传动的布置与张紧9.1 链传动的基本知识一、链传动的构成?主动链轮、从动链轮、链条二、链传动的工作原理?靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力?有中间挠性件的啮合传动优点：?远距离传动?工作可靠, 效率较高?平均传动比恒定i = z2/z1 ?压轴力Fp小于带传动的缺点：?运动不均匀 (z小、 p大 不均匀)?瞬时传动比不恒定?传动平稳性差(冲击、振动大，噪音高动载荷 不宜高速传动)外廓尺寸大三、链传动的特点一、链?滚子链?齿形链二、链轮?传动链可分为：滚子链、齿形链滚子链齿形链四、滚子链和链轮配合状
2、况:?内链板、套筒之间过盈配合?外链板、销轴之间过盈配合?套筒、销轴之间间隙配合，使内外链板能相对转动?链板形状的特点等强度内链板 外链板 套筒 销轴 滚子1 滚子链（套筒滚子链）组成:?内、外链板，套筒，销轴，滚子参数?节距p相邻两销轴中心之距离?链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇数时，采用过渡链节?（用过渡链节联接）奇数（直接联接）偶数 pL滚子链的接头形式见下图。滚子链的接头形式见下图。 当链节数为当链节数为偶数偶数时时, 采用图采用图(a)所示的开口销或图所示的开口销或图(b)所示的弹簧卡来固定；所示的弹簧卡来固定；当链节数为当链节数为奇数奇数时时,
3、 需用一个过渡链节需用一个过渡链节, 如下图如下图(c)所所示。 由于过渡链节的弯链板工作时受到附加弯曲应力, 因此应尽量避免使用奇数链节。过渡链节过度链节连接滚子链有单排或多排结构, 如下图所示。 排数愈多, 承载能力愈高, 但制造、 安装误差也愈大, 各排链受载不均匀现象愈严重。 一般链的排数不超过4排。单排滚子链多排滚子链滚子链的标准滚子链的标准滚子链是标准件，其规格由链号表示，主要参数示例于下表滚子链是标准件，其规格由链号表示，主要参数示例于下表2 齿形链?无声链结构：?链板(带两个齿，交错并列铰接) 、导板(防侧向窜动)?由许多以铰链连接的齿形链板锁构成传动平稳，无声链；链板的齿形与
4、链轮轮齿互相啮合特点：?优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠?适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小?缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难（1）链轮的齿形链轮的齿形应能使链轮与链条接触良好, 受力均匀, 并使链节能顺利的进入和退出与轮齿的啮合。 链轮的齿形已有国家标准, 并用标准刀具以范成法加工。 根据GB 1244-85的规定, 链轮端面的齿形推荐采用“三圆弧一直线” 的形状(三段圆弧aa 、ab 、cd 和一段直线bc), 如下图所示。3 链轮（2 ）链轮的基本参数(见表9.2 、9.3)?基本参数：节距p、套筒外径d1、齿数z、排距p1?分度圆直径：被链轮
5、节距等分的圆，d=p/(sin180/z )?齿顶圆直径: da（3 ）链轮的 材料?材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度?小链轮材料好些?低碳钢(渗碳淬火)、中碳钢(表面淬火)、铸钢、夹布胶木(平稳、噪音小)链轮的几何参数和尺寸链轮的几何参数和尺寸链轮的几何参数和尺寸(续)（4）链轮的结构链轮的结构如图9.7所示,小直径链轮可做成 整体式(见图8(a)； 中等直径链轮多用孔板式(见图(b)； 大直径链轮可制成组合式(见图(c)、(d),此时齿圈与轮心可用不同材料制造。图9.7 链轮结构（a）（b）（c）（d）链轮结构实物图实心式孔板式孔板式齿圈组合式9.2 链传动的运动特性具有刚性链板的
6、链条呈多边形绕在链轮上如同具有柔性的传动带绕在正多边形的带轮上，多边形的边长和边数分别对应于链条的节距p和链轮的齿数z。一、链条速度一、链条速度1. 平均链速和平均传动比链轮回转一周, 链移动的距离为zp, 故链的平均速度v(m/s)为1000601000602211?pznpzn?式中, p为链节距, 单位为mm；z1、z2为主、 从动链轮的齿数；n1、n2为主、 从动链轮的转速, 单位为r/min。 由上式可得链传动的平均传动比1221zznni?只有在z1z2，且传动的中心距恰为节距p的整数倍时，传动比才可能在啮合过程中保持不变，恒为1。2. 瞬时链速和瞬时传动比如图,当主动链轮匀速转动
7、时，链条铰链A在任一位置（以在任一位置（以角度角度量）上的瞬时速度为链条前进分速度为：链条上下运动分速度：每一链节在主动链轮上对应中心角为角的变化范围为11AvR?11cosvR?11sinvR?01360z?1122?:3.链传动的运动不均匀性显然，当时，链速最小：2? ?1min11cos()2vR?0?当时，链速最大：max11vR?所以，主动链轮作等速回转时，链条前进的瞬时速度v周期性地由小变大，又由大变小，每转过一个节距就变化一次。与此同时，V的大小也在周期性的变化，使链节以减速上升，然后以加速下降。其链速经历然后以加速下降。其链速经历“最小最小-最大-最小最小”的周期性的周期性变化
8、。这种由于链条绕在链轮上形成多边形啮合传动而引起的传动速度不均匀的现象，称为多边形效应。当链轮齿数较多， 的变化范围较小时，其链速的变化范围也较小，多边形效应相应减弱。同样地传动比也在周期性变化，只有在z1z2，且传动的中心距恰为节距p的整数倍时，传动比才可能在啮合过程中保持不变，恒为1。?二、链轮齿数二、链轮齿数?表9.9 ，小链轮齿数选用奇数，这是因为链条的链节数一般用偶数小链轮齿数 z1愈多，传动愈平稳，动载荷减小通常取 z1 17 ，且传动比 i 越小， z1越多大链轮齿数 z2 i z1，常取 z2 120，以防止脱链三、链节距三、链节距p p最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离
9、?节距 p 越大，承载能力越大?但 p 过大，运动越不均匀，冲击越大，且结构庞大?所以，高速重载时，宜选小节距多排链?低速重载时，宜选大节距单排链四、中心距和链条长度四、中心距和链条长度中心距一般取a80p 或a=(3050)p链条长度常以链节数表示，链节数最好取偶数，避免过渡链节9.3 滚子链传动设计一、链传动的失效形式?1. 链的疲劳破坏在链传动中, 由于松边和紧边的拉力不同, 使得链条所受的拉力是变应力, 当应力达到一定数值, 且经过一定的循环次数后, 链板、 滚子、 套筒等组件会发生疲劳破坏。这种疲劳破坏是闭式链传动的主要失效形式。链板疲劳断裂2.铰链磨损链节在绕上链轮时，销轴与套筒之
10、间产生相对滑动，链节在绕上链轮时，销轴与套筒之间产生相对滑动，在不能保证充分润滑的条件下，将引起铰链的磨损。磨在不能保证充分润滑的条件下，将引起铰链的磨损。磨损导致链轮损导致链轮节距节距增加，链与链轮的啮合点外移，最终将增加，链与链轮的啮合点外移，最终将产生跳齿或脱链而使传动失效。铰链磨损是产生跳齿或脱链而使传动失效。铰链磨损是开式链传动开式链传动的主要失效形式。的主要失效形式。3.滚子和套筒的冲击疲劳破坏由于链传动的特点，链条工作滚子、套筒和销轴受到较由于链传动的特点，链条工作滚子、套筒和销轴受到较大的冲击载荷，经过一定次数的冲击，最后产生冲击断裂。它的应力总循环次数一般在104以内，它的载
11、荷一般较疲劳以内，它的载荷一般较疲劳破坏允许的载荷要大，但比一次冲击破坏载荷要小。滚子疲劳滚子疲劳?4. 链条铰链的胶合?高速+冲击? 油膜破坏? 温度 ? 胶合（冷焊接）在链轮转速过高时，润滑条件恶化，套筒与销轴间发生金属直接接触而产生很大摩擦力，其产生的热量导致套筒与销轴的胶合。?5. 链条静力拉断?低速（v0.6ms）过载 ? 断裂在低速重载的传动中或者链突然承受很大的过载时，链条静力拉断，承载能力受到链元件的静拉力强度的限制。链板静力拉断销轴断裂销轴断裂二、滚子链传动的设计和参数选择二、滚子链传动的设计和参数选择?由失效形式 ? 极限功率曲线围成的封闭区即表示一定条件下链传动允许传递功
12、率的范围 ? 链的型号及尺寸?链的润滑方式根据节距及链速选用?设计思路：已知条件 ? 链的型号、节距、尺寸（p、z、Lp、a、d） ? 验算9.4 链传动的布置与张紧一、链传动的布置?要求：?两轮共面?两轮中心连线尽量水平 (45)?松边在下合理布置不合理布置两链轮的中心线最好在水平面内, 若需要倾斜布置时, 倾角应小于45(见下图(a), 应避免垂直布置(见下图(b), 因为过大的下垂量会影响链轮与链条的正确啮合, 降低传动能力。不合理布置二、链传动的张紧二、链传动的张紧链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象；同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。当链传
13、动的中心距可调整时，可通过调整中心距张紧；当中心距不可调时，可通过设置张紧轮张紧。张紧轮一般压在松边靠近小轮处。张紧轮可以是链轮，也可以是无齿的辊轮。张紧轮的直径应与小链轮的直径相近。辊轮的直径略小，宽度应比链约宽5mm，并常用夹布胶木制造。张紧轮有自动张紧式和定期张紧两种。前者多用弹簧、吊重等自动张紧装置；后者用螺栓、偏心等调整装置。另外，还有用托板、压板张紧。如图9.10所示。方法：?调整中心距；?取掉一两个链节；?用张紧轮（紧压松边靠近小链轮）链传动的张紧装置二、链传动的润滑二、链传动的润滑链传动的良好润滑能缓和冲击、 减小摩擦、 减轻磨损； 不良的润滑会降低链的使用寿命。链传动的润滑方
14、式可根据图9.11选取。 具体润滑装置见图9.12。 润滑时应设法在链活动关节的缝隙中注入润滑油, 并均匀地分布在链宽上。 常用的润滑油有L-AN32、L-AN46、L-AN68、L-AN100等。689.52512.715.87519.0525.431.7538.7544.4550.851.7563.5114.3101.688.976.263.50.20.3 0.40.50.6 0.8 12345 6810链条节距p / mm链条速度 / (ms 1)用油刷或油壶人工定期润滑滴润滑油浴或飞溅润滑油泵压力喷油图9.11 链传动润滑方式的选择图9. 12 链传动的润滑人工定期润滑滴油润滑油浴飞溅润滑压力喷油润滑
