09 第9章链传动.pptx

第1页：第9章 链传动

第9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

第2页：链传动的特点和应用组成

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。

第3页：链传动的特点

链传动的特点：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。

第4页：工作范围

工作范围：传动比：i≤8中心距：a≤5~6 m传递功率：P≤100 kw圆周速度：v≤15 m/s传动效率：η≈0.95~0.98

第5页：销轴与外链板铆牢

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。

第6页：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。套筒滚子链的剖面结构：滚子套筒销轴内链板外链板

第7页：链条的主要参数节距p

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.pppt双排滚子链

第8页：表9-1 A系列滚子链的规格和主要参数

表9-1 A系列滚子链的规格和主要参数

注：原表首行48A数据位于表头之前，此处已按链号顺序重排；原文末尾另含05B、06B、08B三行B系列数据，未列入本表。

和主要参数48A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.80 72.39 500.4 22.60链号08A 12.70 14.38 7.95 7.85 3.96 12.07 13.8 0.60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h2Q(单排)q(单排)/ mm / mm /mm /mm /mm /mm / kN /(kg/m)10A 15.875 18.11 10.16 9.40 5.08 15.09 21.8 1.0012A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.94 18.08 31.1 1.5016A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.92 24.13 55.6 2.6020A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.53 30.18 86.7 3.8024A 38.10 45.44 22.23 25.22 11.10 36.20 124.6 5.6028A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.70 42.24 169.0 7.5032A 50.80 58.55 28.58 31.55 14.27 48.26 222.4 10.1040A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.84 60.33 347.0 16.1006B 9.525 10.24 6.35 5.72 3.28 8.26 8.9 0.4005B 8.00 5.64 5.00 3.00 2.31 7.11 4.4 0.1808B 12.70 13.92 8.51 7.75 4.45 11.81 17.8 0.70

第9页：链条长度以链节数表示

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。滚子链的标记：标记实例：08A-1×87 GB1243.1—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

第10页：齿形链板的两侧是直边

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40 m/s）或运动精度要求较高的场合。p直边直边O60˚

第11页：应用实例

应用实例

第12页：链轮的基本参数

链轮的基本参数：滚子链链轮的参数齿面圆弧半径：re齿沟圆弧半径：ri齿沟角：ααmin、αmax链轮的节距：p——弦长分度圆直径：d1ddf=d-d1齿顶圆直径：da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：链轮主要尺寸计算公式：§9-3滚子链链轮的结构和材料reriαdf360˚zp

第13页：链轮毂孔最大许用直径

链轮毂孔最大许用直径：表9-2链轮毂孔最大许用直径dkmax/ mm11 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 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

本页含数据表，原文数值粘连严重，未能安全切分为标准表格，需对照原课件图片人工还原。

第14页：链轮主要尺寸的计算公式

链轮主要尺寸的计算公式：计算公式一览名称代号计算公式备注分度圆直径dd=p/sin(180/z)齿顶圆直径dadamax=d+1.25p-d1damin=d+(1-1.6/z)p-d1da=p[0.54+ cot(180/z)]若为三圆弧一直线齿形，则有：分度圆弦齿高hahamax=(0.625-0.8/z)p-0.5d1hamin=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dfdf=d-d1齿侧凸缘圆直径或排间槽dz≤pcot(180/z)-1.04h2-0.76 mmdgh2——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daminhamax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0.01 mm

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第15页：链轮的结构尺寸计算公式

链轮的结构尺寸计算公式：尺寸计算公式倒角宽baba=(0.1~0.15)p倒角半径rxrx≥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bfnbfn=(n-1)pt+bf1倒角深hh=0.5p齿侧凸缘（或排间距）圆角半径rara≈0.04pp≤12.7 mmp≥12.7 mmP>12.7 mm时，经制造厂同意，也可以使用p≤12.7 mm时的齿宽。

b1为内链节内宽。仅适用于B型n——排数bf1bf2bf3ptptr5

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第16页：链轮的端面齿形

链轮的端面齿形：d180˚z滚子链链轮端面齿形（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：三圆弧一直线

第17页：链轮的轴面齿形

链轮的轴面齿形：bg(h)r5gbB2B3ptptr5轴面齿形：圆弧+直线便于进入或退出啮合单排链轮轴面齿形多排链轮轴面齿形零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。材料与热处理：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。直线指采用标准刀具加工r4

第18页：链轮的结构实心式

链轮的结构实心式：——小直径

第19页：孔板式——中等直径链轮的结构

孔板式——中等直径链轮的结构：实心式——小直径

第20页：组合式——大直径

组合式——大直径：齿圈可更换。孔板式——中等直径链轮的结构实心式——小直径

第21页：链轮的材料

链轮的材料：应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，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。材料热处理热处理后硬度应用范围15、20 50~60HRCz<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、20Cr 50~60HRC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260~280 HBSz>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

第22页：链传动的速度分析

链传动的速度分析：平均传动比为：R1ω1ω1分度圆瞬时线速度：链条的瞬时线速度沿AB方向，νAB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：§9-4链传动的运动特性R1链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：

第23页：β为相位角

β为相位角：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ββνxAB180˚z1180˚z1R1R1ω1链速分量作周期性变化，从而使链条上下抖动。

链速分量:ω1

第24页：从动链轮的瞬时速度

从动链轮的瞬时速度：ββνxAB180˚z1180˚z1R1R1ω1上式表明，当主动链轮作等速转动时，从动链轮随γ、β的变化作周期性的变速转动。链传动的瞬时传动比：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！只有当z1=z2时，才有:i=1这种特性被称为链传动的多边形效应。ω1

第25页：速度不均匀系数

速度不均匀系数：z11413121110987654321051015202530354045δ/(%)链速不均匀系数变化曲线ββνxAB180˚z1180˚z1R1R1ω1链轮齿数越少，→δ↑，速度波动越明显。

动画演示ω1

第26页：链传动的动载荷链传动

链传动的动载荷链传动：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。链条前进的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：n↑、p↑、z↓,则→Fd1↑冲击力为：

第27页：链传动的动载荷

链传动的动载荷：↑d当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度ω作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。dω

第28页：为保证松边垂度不至过大

为保证松边垂度不至过大：f作用在链上的力有圆周拉力:离心拉力:悬垂拉力:F =1000P/ vNFc= qv2NF’f=Kfqa×10-2Nq——米长质量a——为中心距，Kf——为垂度系数其值与链轮中心线与水平夹角有关,见下页适当张紧n1n2——有效拉力§9-5链传动的受力分析F”f=(Ky+sinα)qa×10-2NFf=[F’fF”f]maxF’fF”fαa

第29页：松边垂度与中心距控制

松边垂度与中心距控制：3 0.5 1 1.5 2 3 5 10302015105321.510.50.3f /α/(%)KfFf”aF’ffα紧边拉力为：F1= F+ Fc+ FfN松边拉力为：F2= Fc+ FfNn1n2F1F1F2F280˚60˚α=0˚20˚40˚70˚垂度系数Kf取值

第30页：实际使用区域

实际使用区域

§9-6滚子链传动的设计计算一、失效形式1.链板疲劳破坏；

2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏；

3.销轴与套筒铰链的胶合；

4.链条铰链磨损；

5.过载拉断。

二、功率曲线图4321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1

正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；

曲线2

链板疲劳强度限定的极限功率；

曲线3

滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；

曲线4

铰链胶合限定的极限功率。

其极限功率急剧下降；

密封润滑不良其极限功率急剧下降；

第31页：滚子链传动的功率曲线

滚子链传动的功率曲线：10152040608010015020040060080010001500200040006000小链轮转速n1 /(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率P0/kW48A单排A系列滚子链的功率曲线链号节距08A 12.710A 15.87512A 19.0516A 25.420A 31.7524A 38.128A 44.4532A 50.840A 63.548A 76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A

第32页：上述功率曲线的特定条件

上述功率曲线的特定条件：两轮共面;2.小链轮的齿数z1=193;链节数Lp=100;4.载荷平稳;7.链条因磨损而引起的相对伸长量不大于3%。5.按推荐的润滑方式;6.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ΠШ—油浴或飞溅润滑ШⅣ—压力喷油滑润Ⅳ

第33页：表9-5 小链轮的齿数z1

表9-5 小链轮的齿数z1

注：原文链速分档粘连为“0.63~3 3~8>8 >25”，此处按“0.6~3、3~8、>8、>25”四档切分。

链轮的齿数和传动比大链轮的齿数:z2=i z1p+∆p链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向齿顶移动。∆p一定时:z↑→ ∆d’↑→越容易发生跳齿和脱链现象。一般取：z2≤120因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。d分度圆直径节距增长量,节圆外移量d’180˚zp三、滚子链传动的设计步骤和方法表9-5小链轮的齿数z1链速v/ (m/s) 0.63~3 3~8≥8 >25齿数z1≥17≥21≥25≥35z1过少→运动不平稳↑；z1过大→结构尺寸和质量↑d’+∆d′

第34页：链节数与链轮齿数

链节数与链轮齿数：均匀，链轮齿数最好取与链节数互为质数的奇数。优选数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95, 114传动比：i≤6——一般情况下2≤i≤3.5——推荐值6≤i≤10——当v<2m/s且载荷平稳时传动比过大时，由于链条在小链轮上的包角过小，将减少啮合齿数，因而易出现跳齿或加速齿的磨损，故应采用二级或二级以上的传动。

第35页：表9-6 工况系数KA液体搅拌机

表9-6 工况系数KA液体搅拌机：Pca=KAP，KA为工况系数，P为名义传递功率。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1.0 1.0 1.21.2 1.3 1.41.4 1.5 1.7

本页含数据表，原文数值粘连严重，未能安全切分为标准表格，需对照原课件图片人工还原。

第36页：链的节距选择

链的节距选择：高，但啮合瞬间的冲击也越大。ω-ωp（2）高速重载时，应选用小节距多排链。链的节距越大，其承载能力越高。根据相对原理，当链轮以ω运动时，链节以－ω进入轮齿而产生冲击。d1确定节距的原则：（1）为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选用较小节距的单排链；（3）中心距小，传动比大时，应选用小节距多排链。

从经济上考虑（4）中心距大，传动比小时，应选用大节距单排链。允许采用的节距可根据功率P0和小链轮转速n1确定。当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正.

第37页：表9-8 多排链系数Km

表9-8 多排链系数Km

注：本页原文同时出现表9-7修正系数Kz与KL的曲线说明，其数值以线图形式给出，无法安全切分为表格，待人工还原。

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

第38页：小链轮齿数系数Kz与链长系数KL

小链轮齿数系数Kz与链长系数KL：一般取：a=(30~50)p4.中心距和链节数a过小→α↓→同时啮合的齿数↓，在相同速度下，循环次数增多，容易疲劳和磨损。a过大→链条容易抖动。amax= 80p链条节数：中心距：计算结果应圆整，并取偶数！

为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。按带传动公式导出此式若中心距不能调整，而又没有张紧装置时，应将计算中心距减小2~5mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。

第39页：小链轮毂孔的最大直径

小链轮毂孔的最大直径：根据小链轮的节距和齿数确定链轮毂孔的最大直径dkmax，若dkmax小于安装链轮处的轴径，则应重新选择链传动的参数。11 13 15 17 19 21 23 258.0 10 13 16 20 25 28 31 349.25 11 15 20 24 29 33 37 4212.7 18 22 28 34 41 47 51 5715.875 22 30 37 45 51 59 65 7319.05 27 36 46 53 62 72 80 8825.4 38 51 61 74 84 95 109 12031.75 50 64 80 93 108 122 137 15238.1 60 79 95 112 129 148 165 18450.8 80 105 129 152 177 200 224 24944.45 71 91 111 132 153 175 196 21763.5 103 132 163 193 224 254 278 31076.2 127 163 201 239 276 311 343 372p/mmz

第40页：低速链传动的静力强度

低速链传动的静力强度：计算对于链速v＜0.6m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。计算安全系数：n——链的排数单排链的极限拉伸载荷/kN链号05B 06B 08B 08A 10A 12A 16A 20A 24A 28A 32A 40A 48AFlim4.4 89 17.8 13.8 21.8 31.1 55.6 86.7 124.6 169.0 222.4 347.0 500.4Flim——单排链的极限拉伸载荷Fl——链的紧边工作拉力，单位NKA——链传动的工况系数

第41页：链传动的布置布置原则

链传动的布置布置原则：链传动一般应布置在铅垂面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。§9-7链传动的布置、张紧和润滑(2)中心线一般宜水平或接近水平布置，链传动的紧边在上方或在下方都可以，但在上方好一些。

(3)链传动的两轴应平行，应尽量保持链传动的两个链轮共面，否则工作中容易脱链。

第42页：表9-9 链传动的布置

表9-9 链传动的布置

注：本表原文分两页列出，此页为前半部分，后半部分见下一页；原表“正确布置/不正确布置”两列为图示，未提取到文字。

i>2a< 30p两轮轴不在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后链条与链轮容易卡死。传动参数正确布置不正确布置说明i>2a=(30~50)p两轮轴在同一水平面，紧边在上、在下均能正常工作。表9-9链传动的布置

第43页：表9-9 链传动的布置（续）

表9-9 链传动的布置（续）

注：本页为表9-9的续页，原表“正确布置/不正确布置”两列为图示，未提取到文字。

i、a为任意值两轮轴在同一铅垂面内，下垂量增大会减少下链轮的有效啮合齿数，降低传动能力，为此应采用：(1)中心距可调；(2)设张紧装置；(3)上下两轮错开。传动参数正确布置不正确布置说明i< 1.5a> 60p两轮轴在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后松边与紧边相碰，须经常调整中心距。表9-9续

第44页：调整位置

调整位置：张紧装置弹簧力重力调整位置

第45页：链传动的润滑润滑方式

链传动的润滑润滑方式：人工给油2.油杯滴油3.油浴润滑、飞溅给油4.用油泵强制润滑和冷却润滑油牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN48环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取低的。甩油环