1、2.5链传动 2.5.1 链传动概述 链传动由两个链轮和绕在两轮上的中间挠性件链条所组成。靠链条与链轮之间 的啮合来传递两平行轴之间的运动和动力，属于具有啮合性质的强迫传动。其中，应用 最广泛的是滚子链传动。 图 链传动简图 图 链条实物 与带传动、齿轮传动相比，链传动的主要特点是：没有弹性滑动和打滑，能保持准 确的平均传动比，传动效率较高（封闭式链传动传动效率=0.950.98）；链条不需要象 带那样张得很紧，所以压轴力较小；传递功率大，过载能力强；能在低速重载下较好工 作；能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。但链传动也有一些缺点：瞬时 链速和瞬时传动比不为常数，工作中有冲击和噪声
2、，磨损后易发生跳齿，不宜在载荷变 化很大和急速反向的传动中应用。 图 滚子链结构 1 滚子链由内链板 1、外链板 2、销轴 3、套筒 4 和滚子 5 组成。销轴 3 与外链板 2、 套筒 4 与内链板 1 分别用过盈配合联接。而销轴 3 与套筒 4、滚子 5 与套筒 4 之间则为 间隙配合，所以，当链条与链轮轮齿啮合时，滚子与轮齿间基本上为滚动摩擦。套筒与 销轴间、滚子与套筒间为滑动摩擦。链板一般做成 8 字形，以使各截面接近等强度，并 可减轻重量和运动时的惯性。 链传动的使用范围是：传动功率一般为 100kW 以下，效率在 0.920.96 之间，传 动比 i 不超过 7，传动速度一般小于
3、15m/s。 滚子链是标准件，其主要参数是： 链节距 p，它是指链条上相邻两销轴中心间的距离。 GB1243.1-83规定滚子链分 A、 B 两个系列。 表中的链号数乘以 25.4/16 即为节距值， 表中的链号与相应的国际标准一致。 滚子链的标记方法为： 链号-排数链节数，标准编号。例如 16A-180 GB1243.1-83，即为按本标准制造 的 A系列、节距 25.4mm、单排、80节的滚子链。 链条除了接头和链节外，各链节都是不可分离的。链的长度用链节数表示，为了使 链条连成环形时，正好是外链板与内链板相连接，所以链节数最好为偶数。 表 滚子链的规格及主要参数(摘自 GB1243.1-
4、83) 链号 节距 p/mm 排距 p1/mm 滚子外 径 d1/mm 内链节 链宽 b1/mm 销轴直 径 d2/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/(k g/m) 05B 06B 08A 08B 10A 12A 16A 20A 24A 28A 32A 40A 48A 8.00 9.525 12.70 12.70 15.875 19.05 25.40 31.75 38.10 44.45 50.80 63.50 76.20 5.64 10.24 14.38 13.92 18.11 22.78 29.29 35.76 45.44 48
5、.87 58.55 71.55 87.93 5.00 6.35 7.95 8.51 10.16 11.91 15.88 19.05 22.23 25.40 28.58 39.68 47.63 3.00 5.72 7.85 7.75 9.40 12.57 15.75 18.90 25.22 25.22 31.55 37.85 47.35 2.31 3.28 3.96 4.45 5.08 5.94 7.92 9.53 11.10 12.70 14.27 19.24 23.80 7.11 8.26 12.07 11.81 15.09 18.08 24.13 30.18 36.20 42.24 48.
6、26 60.33 72.39 4400 8900 13800 17800 21800 31100 55600 86700 124600 169000 222400 347000 500400 0.18 0.40 0.60 0.70 1.00 1.50 2.60 3.80 5.60 7.50 10.10 16.10 22.60 注：（1）极限拉伸载荷也可用 kgf表示，取 1kgf=9.8N； 2 （ 2）过渡链节的极限拉伸载荷按 0.8Q计算。 把一根以上的单列链并列、用长销轴联接起来的链称为多排链，链的排数愈多，承 载能力愈高，但链的制造与安装精度要求也愈高，且愈难使各排链受力均匀，将大大降
7、 低多排链的使用寿命，故排数不宜超过 4 排。当传动功率较大时，可采用两根或两根以 上的双排链或三排链。 为了形成链节首尾相接的环形链条，要用接头加以连接。链的接头形式见图 12.4。 当链节数为偶数时采用连接链节，其形状与链节相同，接头处用钢丝锁销或弹簧卡片等 止锁件将销轴与连接链板固定；当链节数为奇数时，则必须加一个过渡链节。过渡链节 的链板在工作时受有附加弯矩，故应尽量避免采用奇数链节。 图 链接头 链轮齿形必须保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，尽量减少啮合时的链节的冲 击和接触应力，而且要易于加工。 常用的链轮端面齿形见下图所示。 它是由三段圆弧 aa 、 ab、 cd 和一段直线
8、bc 构成， 简称三圆弧一直线齿形。齿形用标准刀具加工，在链轮工作图上不必绘制端面齿形，只 需在图上注明“齿形按 3R GBT 1244-1985 规定制造”即可，但应绘制链轮的轴面齿形， 见图，其尺寸参阅有关设计手册。工作图中应注明节距 p 、齿 数 z 、分度圆直径 d （链 轮上链的各滚子中心所在的圆）、齿顶圆直径 da、齿根圆直径 df 。 图 滚子链链轮端面齿形 图 滚子链轴面齿形 3 2.5.2 单排小链轮设计 根据表 2-1 和表 2-2 得到小链轮的设计数据：齿数 Z1=19、分度圆直径 d=77.16、分 度圆舷高取 3、齿根圆直径 df=69.21、齿侧凸缘直径 dg=62
9、.79、选用 08 A型链条，链条 节距 P=12.7、滚子最大外径 dr=7.95、内链节内宽最小 7.85。 表 2-1 链轮设计参数 表 2-2链轮设计数据 （1）建立新文件。单击标准工具栏上的“新建”图标按钮 “零件”“确定”。 （2）绘制草图 1。从特征管理器中选择 ，进入草图绘制界面。 用“圆” 工具绘制出三个同心圆，圆心与原点重合。用“构造几何线” 工具将三 个转换成构造线，如图 2-1 所示。用“中心线” 工具绘制出三条直线，他们的起点都 与原点重合，终点都与圆重合，右边的一条竖直约束，如图 2-2 所示。用“添加几何关4 系” 工具，将图 2-3 中箭头所指的二个点和直线作“
10、对称”约束。用“中心线” 工 具绘制三条直线，他们的起点终点都落在圆上，右边的直线作水平约束，如图 2-4 所示。 用“添加几何关系” 工具，将图 2-5中箭头所指的二条直线作“垂直”约束。用“添 加几何关系” 工具，将图 2-6 中箭头所指的二条直线作“相等”约束。用“添加几何 关系” 工具，将图 2-7 中箭头所指的二条直线作“垂直”约束。用“智能尺寸” 工 具标注出如图 2-48 所示的角度尺寸，在尺寸修改框中输入 360/19，然后单击确定按钮。 图 2-1绘制草图 1 图 2-2绘制三条构造线 图 2-3加入对称 约束 图 2-4绘制三条构造线 图 2-5加入垂直约束 图 2-6加入
11、相等约束 图 2-7加入垂直约束 图 2-8 标注角度尺寸 用“智能尺寸” 工具标注出如图 2-9 所示的尺寸。用“圆” 工具绘制出一个圆，5 圆心落在直线的端点上，如图 2-10 所示。用“添加几何关系” 工具，将图 2-10 中箭 头所指的二个圆作“相切”约束。用“三点弧” 工具，绘制出一条圆弧，起点落在直 线的端点上，终点落在圆上，如图 2-11 所示。用“添加几何关系” 工具，将图 2-11 中箭头所指的圆弧和点作“重合”约束。用“添加几何关系” 工具，将图 2-12 中箭 头所指的圆和圆弧作“相切”约束。 图 2-9标注尺寸 图 2-10绘制圆 图 2-11加入重合约束 图 2-12
12、加入相切约束 图 2-13镜向草图 图 2-14修剪草图 选择图 2-13 中箭头所指的圆弧和直线，选择时按住“Ctrl”键，然后在工具栏中单6 击“镜向” 工具，将选中的草图镜向。用“剪裁实体” 工具修剪圆，修剪后的草图 如图 2-14 所示。用“三点弧” 工具，绘制出一条圆弧，圆弧的起点和落点分别落在 尺寸 11 直线的两端点上，如图 2-15所示。用“智能尺寸” 工具标注出分度圆的直径 从动尺寸 77.16，标注出齿顶圆的直径从动尺寸 83.16，这个数值在 85.08到 80.84 之间， 符合设计要求。标注链条滚子的最大外径从动尺寸 7.95，这个尺寸不能小于 7.95。如图 2-1
13、6 所示。单击图标 退出绘制草图。 图 2-15绘制图弧 图 2-16标注从动尺寸 图 2-12绘制草图 2 图 2-13镜向草图 图 2-14标注尺寸 （3）绘制草图 2。从特征管理器中选择 ，进入草图绘制界面。 用“中心线” 工具绘制出一条竖线和三线水平线，竖线的起点与原点重合，上面二水 平线的右端点与竖线重合，下面一条水平线的左端点与原点重合。用“直线” 工具绘 制出二条水平线和一条竖线，上面一条水平线右端点与竖线端点重合，下面一条水平线7 右端点与原点重合，左端点与竖线下端点重合。如图 2-12 所示。选择刚画的二条水平 线和一条竖线再加一条中心线，选择时按住“Ctrl”键，然后在工具
14、栏中单击“镜向” 工具，将选中的草图镜向。如图 2-13 所示。用“智能尺寸” 工具标注出如图 2-14 所 示的尺寸。 图 2-15标注尺寸 图 2-16绘制二条圆弧 用“智能尺寸” 工具标注出如图 2-15 所示的尺寸。用“三点弧” 工具，绘制出 二条圆弧，他们的起点和终点分别落在直线的端点上，如图 2-16 所示。用“添加几何 关系” 工具，将图 2-17 中箭头所指圆弧和点作“重合”约束。用“添加几何关系” 工具，将图 2-18 中箭头所指的二条圆弧作“相切”约束。绘制好的的草图 2 如图 2-19 所示。注意尺寸 7.5，这个尺寸不能大于内链节内宽值 7.85。单击图标 退出绘制草图
15、。 图 2-17加入重合约束 图 2-18加入相切约束 8 （4）建立“旋转 1”。在特征管理器中选择草图 2，然后在特征工具栏中单击“旋 转” 图标，系统弹出“旋转”属性管理器，在“旋转轴” 输入框中输入水平构造线 作为旋转轴，在“旋转类型” 选择框中选择“单向”，在“角度” 输入框中输入 360，其它采用默认设置如图 2-20 所示。单击“确定” 图标按钮完成建模。 图 2-19镜向草图 图 2-20旋转属性管理器 图 2-21切除拉伸 1属性管理器 9 （5）建立“拉伸切除 1”。在特征管理器选择草图 1，然后在特征工具栏中单击 “拉伸切除” 图标，系统弹出“拉伸切除”属性管理器，在“方
16、向 1”栏的“终止条 件”选择框中选择“两侧对称”，在“深度” 输入框中输入 20，其它采用默认设置， 如图图 2-21所示。单击“确定” 图标按钮完成建模。 （6）建立“圆周阵列”。将特征尺寸显示出来。在特征工具栏中单击“圆周阵列” 图标，系统弹出“圆周阵列”属性管理器，在“旋转轴” 输入框中单击，输入框 变成红色，在绘图区选择角度尺寸 18.9，勾选“等间距”选项，在“阵列数” 输入框 中输入 19，在“要阵列的特征” 输入框中单击，输入框变成红色，在绘图区展开特 征树选择“切除拉伸 1”特征，其它采用默认设置。如图 2-22 所示。单击“确定” 图 标按钮完成圆周阵列。 图 2-22圆周
17、阵列属性管理器 图 2-23绘制草图 3 图 2-24加入相切约束 图 2-25标注尺寸 （7）绘制草图 3。从特征管理器中选择 ，进入草图绘制界面。 用“圆” 工具绘制出一个圆，圆心与原点重合。用“矩形” 工具绘制出一个矩形。 用“中心线” 工具绘制出一条水平线，水平线的起点和终点分别落在矩形竖边的中点 上。如图 2-23 所示。用“添加几何关系” 工具，将图 2-24 中箭头所指的水平线和圆 作“相切”约束。用“智能尺寸” 工具标注出如图 2-25 所示的尺寸。单击图标 退 出绘制草图。 10 图 2-26切除拉伸 2属性管理器 （8）建立“拉伸切除 2”。在特征管理器选择草图 3，然后在
18、特征工具栏中单击 “拉伸切除” 图标，系统弹出“拉伸切除”属性管理器，在“方向 1”栏的“终止条 件”选择框中选择“两侧对称”，在“深度” 输入框中输入 20，单击“所选轮廓” 输入框，输入框 变成红色，将鼠标移到圆轮廓上单击选中，再将鼠标移到矩形轮廓上 单击选中。其它采用默认设置，如图图 2-26 所示。单击“确定” 图标按钮完成建模。 图 2-27倒角属性管理器 （9）建立“倒角”。在特征工具栏中单击“倒角” 图标，系统弹出“倒角”属 性管理器，在“倒角参数”输入框中输入模型的 8 条边。选择倒角类型为“角度距离”， 在“距离 1” 输入框中输入 1，在“角度” 输入框中输入 45，其它采
19、用默认设置如 图 2-27 所示。单击“确定” 图标按钮。 图 2-28圆角属性管理器 11 图 2-29建好的小链轮模型 （10）建立“圆角”。在特征工具栏中单击“圆角” 图标，系统弹出“圆角” 属性管理器，选择“圆角类型”为“等半径”，在“圆角半径” 输入框中输入 0.5， 在“边线、面、特征和环” 输入框中输入模型的二条边，其它采用默认设置如图 2-28 所示。单击“确定” 图标按钮。建好的小链轮模型如图 2-29 所示。 2.5.3 单排大链轮设计 根据表 2-1 和表 2-2 得到大链轮的设计数据： 齿数 Z1=57、分度圆直径 d=230.54、 分度圆舷高取 3.5、齿根圆直径
20、df=222.59、齿侧凸缘直径 dg=216.88、选 用 08 A 型链条， 链条节距 P=12.7、滚子最大外径 dr=7.95、内链节内宽最小 7.85。 （1）建立新文件。单击标准工具栏上的“新建”图标按钮 “零件”“确定”。 （2）绘制草图 1。从特征管理器中选择 ，进入草图绘制界面。 草图 1 的绘制方法和小链轮草图 1绘制方法相同。在这里只说明一下不同的地方，标注 角度尺寸时在弹出的修改尺寸对话框中输入 360/57，如图 2-30 所示。分度圆舷高的尺 寸为 3.5，标注出三个从动尺寸：7.95，要求这个尺寸不能大于 7.95，这是链条滚子的最 大外径。分度圆尺寸 230.5
21、4，齿顶圆尺寸 237.54（要求在 238.47 到 234.93 之间），符 合设计要求。如图 2-31所示。单击图标 退出绘制草图。 图 2-30标注角度尺寸 12 图 2-31绘制好的草图 1 （3）绘制草图 2。从特征管理器中选择 ，进入草图绘制界面。 草图 2 的绘制方法与小链轮草图 2的绘制方法相同在这里不再叙述。用“智能尺寸” 工具标注出如图 2-32 所示的尺寸。单击图标 退出绘制草图。 图 2-32绘制好的草图 2 （4）建立“旋转 1”。其方法和小链轮一样。 （5）建立“切除拉伸 1”。参照小链轮建模。 （6）建立“圆周阵列”。将特征尺寸显示出来。在特征工具栏中单击“圆周
22、阵列” 图标，系统弹出“圆周阵列”属性管理器，在“旋转轴” 输入框中单击，输入框 变成红色，在绘图区选择角度尺寸 6.3，勾选“等间距”选项，在“阵列数” 输入框 中输入 57，在“要阵列的特征” 输入框中单击，输入框变成红色，在绘图区展开特 征树选择“切除拉伸 1”特征，其它采用默认设置。如图 2-33 所示。单击“确定” 图 标按钮完成圆周阵列。 13 图 2-33圆周阵列属性管理器 （7）绘制“草图 3”。方法和绘制小链轮草图 3一样。 （8）建立“切除拉伸 2”。 参照小链轮建模。 （9）建立“倒角 1”。参照小链轮建模。 （10）建立“圆角 1”。参照小链轮建模。 建好的大链轮模型如
23、图 2-34 所示。图 2-35 是链轮的标注。 图 2-34建好的大链轮模型 14 图 2-35链轮的标注 2.5.4 链条的建模 滚子链的结构由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。在 SolidWorks中，分别 将这几个零件单独建立模型，然后再进行装配。 如图所示，新建零件，在前视面上绘制图示草图，根据 08 A 型链条，链条节距 P=12.7mm。建立拉伸特征。拉伸高度为 1mm，得到内链板零件。 图 内链板拉伸草图 图 建立拉伸特征 15 依次绘制外链板，销轴，套筒和滚子等零件，这些零件的建模过程比较简单，均采 用拉伸特征即可。在此略过介绍建模过程。零件尺寸可以查阅相关机械手册。
24、图 导入装配体环境 新建一个装配体文件，导入两套零件（即组成一个链节）。“内链板”与“外链板” 的相应孔为同轴心装配关系。在本例中，利用 SolidWorks 2006 新增加的宽度配合，能 够使各个零件的装配更为便捷。如图所示。滚子位于两块内链板的中间对称位置，选择 两块内链板面作为“要配合的实体面”，滚子的两个端面作为“标签面”。 图 建立宽度配合 图 装配好的链节 装配好的单个链节如图所示。部分关键尺寸见图。 16 图 部分关键尺寸 下面介绍链条的整体装配。 链条的整体装配需要很高的精度，将所有的链节导入装配体环境后，整个机构具有 大量自由度，各个链节的空间位置不容易控制。此时可以采用导
25、入一个辅助零件帮助链 节的定位。 如图所示新建一个零件，在前视面上绘制草图，这个草图的尺寸按照实际链条装配 后的运动轨迹而得，注意执行“套合样条”的命令，使所有的圆弧段组成一条样条曲线。 拉伸之后得到一个单面。按照设计要求，链条的滚子沿着这条轨迹进行运动。 图 绘制草图 图 拉伸曲面 新建一个装配体。导入该“链条轨迹”零件，将其设置为固定。导入一个“链节” 子装配体。将链节子装配体的前视面和新建装配体的前视面设置为重合。 17 打开“销轴”零件，在“销轴”的端面绘制一个草图点。如图所示。这个点的位置 位于端面圆的圆心。点在拉伸曲面上，通过设置“点重合在面上”的装配关系，能够使 “链节”良好地进
26、行定位。 图 面面重合 图 绘制点草图 转入装配体环境。选择“销轴”上的草图点与“链条轨迹”的拉伸曲面，设置其为 “重合”的装配关系。这样，各个链节的空间位置就能根据设计要求来确定。此时若用 鼠标拖动各个链节，可以看到链节沿着既定的轨迹进行移动。 图 设置重合的装配关系 18 注意，在设置点与面重合的装配关系之前，还需要将“链节”子装配体设置为灵活， 即使原先装配体中存在的自由度仍然有效。 右键单击装配体设计树中的“滚子链节”，选择“零部件属性”，在弹出的对话框 中，如图所示，选择求解为“灵活”。设计树中“滚子链节”前的图标也变为 。如图 所示。 图 灵活子装配体 图 设计树中的图标变化 在装
27、配体中导入所有的“链节”，按照同样的方法进行装配。装配完成的链条如图 所示。在装配的过程中，必要时可以将部分装配关系进行压缩，以减少程序的计算量。 图 链条整体 19 装配完成后的链条如图所示。在本例中，省去了链节头的制作。 图 装配完成的链条 链条的整体装配关系较为复杂，本例中采取了导入全部链节进行装配，这种方式要 求计算机具有较高的硬件配置，且操作比较繁复。容易出现装配关系过定义的情况。 在建模过程中，对于这类标准件，可以忽略链条的一些细节。装配链节中的部分零 部件可以整合在一起，例如套筒和销轴，或者也可以将链条作为一个零件，在绘制一个 链节单元后，采用曲线阵列的方法，对此有兴趣的读者可以
28、自行尝试。 20 链条型号及其识别 字体大小：大 | 中 | 小 2010-05-14 09:02 - 阅读：14 - 评论：0 大多数链条已列为国际标准，发达国家国家标准或中国国家标准，这些链条的链号 标识，不难从标准中查到。然而在链条国际贸易交往中，常常流行着美国、日本、德国、 意大利、比利时等国家的链条企业链号，使得我们的链条企业家们望之茫然无对，束手 无策。故笔者就此做些引导，对于从事链条贸易的诸位，或许稍有裨益。 1、带有 前缀的链号 （1）RS 系列 直板滚子链 RRoller SStraight 例如：RS40 即 08A 滚子链 （2）RO 系列 弯板滚子链 RRoller O
29、Offset 例如：R O60 即 12A 弯板链 （3）RF 系列 直边滚子链 RRoller FFair 例如：RF80 即 16A 直边滚子链 （4）SC 系列 齿形链（无声链）SSilent CChain 来自 ANSI B29.2M齿形链和链轮标准。 例如：SC3即 CL06齿形链，节距为 9.525 （5）C系 列 输送链 CConveyor 例如：C2040 即 08A 双节距输送链 C2040 SL SLSmall roller 小滚子 C2060L LLarge roller 大滚子 CA650 CConveyor AAgriculture,农机输送链小滚子型 Smali r
30、oller type 大滚子型 Large roller type （6）L系列 板式链 LLeaf chain 例如 AL422即A型板式链， 节距 12.7，组合 22 美国链号 1975 年取消 BL546 即 B 型板式链，节距 15.875， 组合 46 美国链号 LH0822 即 BL422， HHeavy 重型 ISO链号 LL1044， LLight 轻型 ISO链号 （7）M系列 公制链条 MMetric measure 例如：M20内节内 宽为 1530mm的滚子链，有 7种公制节距。 （8）W系列 焊接链 WWelded 例 如：W78 即节距 66mm 焊接链，WH 为窄系列，WD 为宽型 （9）HyVo 系列 高速21 22 齿形链 HyHeavy duty, Hight Speed VoInvolute （10）PIV系列 齿链 式无级变速链 （11）ST 系列 自动扶梯梯级链 STStep chain 例如：131 即 节距 131.33梯级滚子链 （12） PT系列 自动人行道输送链 PPassenger TStep chain （13）MR系列 可锻铸铁滚子链 Mmalleable RRoller chain 1 2
