1、1,第9章 链传动简介,9.1 链传动的组成、类型和应用特点 9.2 滚子链的结构和标准 9.3 链轮的结构 9.4 链传动的运动特性 9.5 链传动主要参数的选择 9.6 链传动的使用与维护,2,9.1 链传动的组成、类型和应用特点,9.1.1 链传动的组成及类型 9.1.2 滚子链传动特点,返回,下一页,3,9.1.1 链传动的组成及类型,链传动主要是由主动链轮1、从动链轮2及链条3组成，如图9-1所示。链传动与带传动有一定的相似之处，如链轮齿与链条的链节啮合，其中链条相当于带传动中的挠性带，但又不是靠摩擦力传动，而是靠链轮齿和链条之间的啮合来传动。因此，链传动是一种具有中间挠性件的啮合传
2、动。链的种类繁多，按用途不同，链可分为传动链、起重链和输送链3类。机械中传递运动和动力的传递链主要有滚子链和齿形链。,返回,下一页,4,图9-1 滚子链传动,返回,1主动链轮；2从动链轮；3链条,5,9.1.2 滚子链传动特点,(1) 主要优点：与摩擦型带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比，传动效率较高(效率约为97%98%)；在同样条件下，链传动的结构较紧凑；同时链传动能在温度较高、有水或油等恶劣环境下工作。与齿轮传动相比，链传动易于安装，成本低廉；在远距离传动时，结构更显轻便。 (2) 主要缺点：运转时不能保持恒定传动比，传动的平稳性差；工作时冲击和噪音较大；磨损
3、后易发生跳齿；只能用于平行轴间的传动。,返回,下一页,6,9.1.2 滚子链传动特点,目前，链传动广泛应用于矿山、农业、石油、机床、交通运输、冶金和建筑等各类机械中。 通常，链传动的传递功率P100kW，圆周速度v15m/s，传动效率=0.950.98，中心距a56m，传动比i8，常用的传动比范围是i=23.5。,返回,下一页,7,9.2 滚子链的结构和标准,9.2.1 滚子链的结构和规格 9.2.2 滚子链的标准表,返回,下一页,8,9.2.1 滚子链的结构和规格,如图9-2所示。它由内链板l、外链板2、销轴3、套筒4及滚子5所组成。销轴与外链板，套筒与内链板分别用过盈配合联接。滚子与套筒，
4、套筒与销轴之间为间隙配合。当内外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动，滚子活套在套筒上以减轻链轮齿廓的磨损。由于销轴与套筒的接触易于磨损，因此，内外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。为减轻重量和使链板各截面强度接近相等，链板制成“”字形。,返回,下一页,9,图9-2 滚子链,返回,1内链板；2外链板；3销轴； 4套筒；5滚子,10,9.2.1 滚子链的结构和规格,链条上相邻两销轴的中心距称为链的节距，用p表示，它是链传动的主要参数之一。传递功率较大时，可采用较大节距的链条或多排链(最常用的是双排链)，如图9-3所示。,返回,下一页,11,图9-3 双排链,返回,12,9.
5、2.1 滚子链的结构和规格,当链节数为偶数时，链条的两端正好是外链板与内链板相联接，在此处可用弹簧卡片(如图9-4(a)所示)或开口销(如图9-4(b)所示)来固定。一般前者用于小节距，后者用于大节距；当链节数为奇数时，则需要采用过渡链节(如图9-4(c)所示)，过渡链节的链板受有附加弯矩，应尽量避免使用。,返回,下一页,13,图9-4 滚子链的接头型式,返回,14,9.2.2 滚子链的标准表,滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的A系列滚子链的主要参数和尺寸见表9-1。从表中可知链号数越大，链的尺寸就越大，其承载能力也就越高。,返回,下一页,15,表9-1 A系列滚子链的主要参数 (摘自
6、GBl243.183),返回,16,9.3 链轮的结构,9.3.1 链轮的结构 9.3.2 链轮的材料,返回,下一页,17,9.3.1 链轮的结构,链轮的齿形应保证在链条与链轮良好啮合的情况下，使链节能自由地进入和退出啮合，并便于加工。标准GB124485中规定了齿形，其端面齿形如图9-5所示。 目前最流行的齿形为三弧一直线齿形。当选用这种齿形时，链轮齿形在零件图上不画出，按标准齿形只需注明链轮的基本参数和主要尺寸，如齿数z、节距p、滚子直径d、分度圆直径d1、齿顶圆直径da及齿根圆直径df，并注明“齿形按3RGBl24485制造”。,返回,下一页,18,图9-5 滚子链链轮端面标准齿形,返回
7、,19,9.3.1 链轮的结构,链轮上能被链条节距p等分的圆称为链轮的分度圆。那么，链轮的分度圆直径(9-1) 常用链轮的结构如图9-6所示。小直径的链轮可制成整体式，如图9-6(a)所示；中等尺寸的链轮可制成孔板式，如图9-6(b)所示；大直径的链轮常采用可更换的齿圈，齿圈可以焊接(如图9-6(c)所示)或用螺栓联接(如图9-6(d)所示)在轮芯上。,返回,下一页,20,图9-6 链轮的结构,返回,21,9.3.2 链轮的材料,链轮材料应保证轮齿具有足够的耐磨性和强度。链轮常用的材料有碳素钢(20、35、45)、铸铁(HT200)和铸钢(ZG310-570)，重要场合采用合金钢(20Cr、4
8、0Cr、35SiMn)。,返回,下一页,22,9.4 链传动的运动特性,9.4.1 平均链速和平均传动比 9.4.2 瞬时链速,返回,下一页,23,9.4.1 平均链速和平均传动比,滚子链的结构特点是刚性链节通过销轴铰接而成，因此链传动相当于两多边形轮子间的带传动。链条节距p和链节数Lp分别为多边形的边长和边数。设n1、n2和z1、z2分别为主、从动链轮转速和链轮齿数，则链的平均速度为(9-2) 故平均传动比(9-3),返回,下一页,24,9.4.2 瞬时链速,如图9-7所示，假设链的主动边在传动中总是处于水平位置，绕在链轮上的链条只有其铰链销轴A的圆周速度vA=d11/2，水平方向的链速v=
9、vAcos，每一链节从进入啮合到脱离啮合，角在180/Z1间变化。故链速v是变化的，从而引起从动轮瞬时角速度2的变化。,返回,下一页,25,图9-7 链传动的速度分析,返回,26,9.4.2 瞬时链速,铰链A的速度vA在垂直方向的速度v=vAsin也是随着角的变化而变化。由此可知，在链传动中链条的运动是忽快忽慢、忽上忽下的。由于链速v的变化，使从动轮的瞬时角速度2也跟着变化。所以链传动的瞬时传动比i=1/2是变化的。瞬时链速及传动比的变化，引起链传动的不平衡性及附加动载荷，链轮齿数越少，节距越大，转速越高，其影响越大。,返回,下一页,27,9.5 链传动主要参数的选择,9.5.1 链传动的主要
10、失效形式 9.5.2 链传动主要参数的选择,返回,下一页,28,9.5.1 链传动的主要失效形式,9.5.1.1 链条疲劳破坏 9.5.1.2 销轴磨损与脱链 9.5.1.3 销轴和套筒的胶合 9.5.1.4 滚子和套筒的冲击破坏 9.5.1.5 链条的过载拉断,返回,下一页,29,9.5.1.1 链条疲劳破坏,链传动时，由于链条在松边和紧边所受的拉力不同，故其在运行中受变应力作用。经多次循环后，链板将发生疲劳断裂或套筒、滚子表面出现疲劳点蚀。在润滑良好时，疲劳强度是决定链传动能力的主要因素。,返回,下一页,30,9.5.1.2 销轴磨损与脱链,链传动时，销轴和套筒的压力较大，又有相对运动，若
11、再润滑不良，就会导致销轴、套筒严重磨损，链条平均节距增大。达到一定程度后，将破坏链条与链轮的正确啮合，发生跳齿而脱链。这是常见的失效形式之一。开式传动极易引起铰链磨损，急剧降低链条寿命。,返回,下一页,31,9.5.1.3 销轴和套筒的胶合,在高速重载时，链节所受冲击载荷、振动较大，销轴与接触表面间难以形成连续油膜，导致摩擦严重且产生高温，在重载作用下发生胶合。胶合限定了链传动的极限传速。,返回,下一页,32,9.5.1.4 滚子和套筒的冲击破坏,链传动时不可避免地产生冲击和振动，以致滚子、套筒因受冲击而破坏。,返回,下一页,33,9.5.1.5 链条的过载拉断,低速重载的链传动在过载时，链条
12、易因静强度不足而被拉断。,返回,下一页,34,9.5.2 链传动主要参数的选择,设计链传动时，一般已知传递的功率P、小链轮转速n1、大链转速n2或传动比i、载荷情况和使用条件等。必须确定链号(节距)、链轮的齿数z1、z2、链节数Lp、中心距a，以及链轮发机构尺寸和传动润滑方式等。主要参数对传动的影响和选择方法如下。 9.5.2.1 齿数z1、z2和传动比I 9.5.2.2 链的节距p 9.5.2.3 中心距a和链节数Lp,返回,下一页,35,9.5.2.1 齿数z1、z2和传动比I,小链齿数z1少，动载荷增大，传动平稳性差，链条很快磨损。因此要限制小链轮的最少齿轮数zmin，一般zmin17。
13、链速很低时，z1可少至9。z1亦不可过多，否则传动尺寸太大，推荐按z12129选取。 z2和z1的关系式为z2=iz1，应使z2zmax=120。z2过多，磨损后的链条更易从轮上脱落。 由于链节数常为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数，并优先选用数列17、19、21、23、25、38、57、76、85、114中的数。通常，链传动的传动比i6，推荐按i=23.5选取。,返回,下一页,36,9.5.2.2 链的节距p,p是链传动最主要的参数，决定链传动的承载能力。在一定条件下，p越大，承载能力越高，但引起的冲击、振动和噪声也越大。为使传动平稳和结构紧凑，应尽量选用节距较小的
14、单排链。在高速、大功率时，可选用小节距多排链。,返回,下一页,37,9.5.2.3 中心距a和链节数Lp,中心距大时则链长，单位时间内链节应力循环次数少，磨损慢，链的使用寿命长。而且小链轮上包角较大，同时啮合数较多，对传动有利。但中心距过大，链条的松边易上下颤动。最大中心距amax=80p。最小中心距应保证小链轮上包角不小于120。初定中心距a0时，可在(3050)p间选取。 链条的长度常用链节数Lp表示，链条总长为L=pLp。(9-4),返回,下一页,38,9.5.2.3 中心距a和链节数Lp,计算出的Lp应圆整成相近的偶数。 根据Lp计算理论中心距a(9-5)为保证链条松边有合适的垂度f=
15、(0.010.02)a，实际中心距a要比理论中心距a小。a=a-a。通常a=(0.0020.004)a，中心距可调时，取较大值，否则取较小值。,返回,下一页,39,9.6 链传动的使用与维护,9.6.1 链传动的张紧 9.6.2 链传动的润滑,返回,下一页,40,9.6.1 链传动的张紧,链传动正常工作时，应保持一定张紧程度。链传动的张紧程度，合适的松边垂度推荐为f=(0.010.02)a，a为中心距。对于重载，经常起动、制动、反转的链传动，以及接近垂直的链传动，松边垂度应适当减少。,返回,下一页,41,9.6.1 链传动的张紧,链传动的张紧可采用如下方法。 (1) 通过调整两链轮中心距控制张
16、紧程度。 (2) 中心距不能调整时，可采用张紧轮装置，张紧轮应装在链条松边的内侧(如图9-8(a)所示)或外侧(如图9-8(b)所示)。张紧轮可利用螺旋和偏心等装置定期张紧(如图9-8(c)所示)，也可利用弹簧(如图9-8(d)所示)和吊重(如图9-8(e)所示)等装置自动张紧。 (3) 从链条中拆除12个链节，缩短链长使链条张紧。,返回,下一页,42,图9-8 链传动的张紧装置,返回,43,9.6.2 链传动的润滑,链传动的工作能力和寿命与润滑状况密切相关。润滑良好可减少铰链磨损，缓和冲击，延长使用寿命。推荐的常用润滑油有L-AN32、L-AN68和L-AN100等机械油，一般根据环境温度及承受载荷大小来选用。环境温度高或载荷大时宜选用黏度较大的润滑油，反之选用黏度较小的；对于工作条件恶劣的开式或低速链传动，当不便使用润滑油时可采用润滑脂，但需定期清洗与涂抹。常用润滑方式见表9-2(参见教材P149页)。 为保证工作安全，防止灰尘侵入，减少噪音及润滑需要等原因，链传动常采用护罩或链条箱等。,返回,
