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[机械设计] 第九章 链传动

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机械设计作业集9答案河南科技大学

机械设计作业集9答案河南科技大学


C、 提高传动平稳性 D 、保证链轮轮齿的
强度。
9-6 滚子链传动中，应尽量避免使用过渡链节，这主要是因为
C
。
A 、制造困难 B 、装配困难 C、过渡链节的链板要承受附加弯曲载荷 9-7 若大链轮齿数超过极限值（ zmax =120 ），则 B 。
A 、链条的磨损快 B 、易发生脱链现象
C 、链传动的噪音大
9-19 链传动的 平均 传动比是不变的，而 瞬时 传动比是变化的。
9-20 在设计图纸上注明某链条的标记为： 16A-2 × 60 GB1243 〃1 – 1983 ，其中“ 16A ”
表示 A 系列、链节距为 25.4mm 。
9-21 链传动的润滑方式可根据 链节距 和 链速 来选择。
三、分析与思考题
=6826mm/s=6.826m/s
3 ）平均传动比 i
9-29
i 12 =n 1 /n 2 =z 2 /z 1 =69/17=4.06 单排滚子链传动， 小链轮为主动轮， 链轮齿数 z1=21 ，z2=105 ，链型号为 16A ， n 1=
600 r/min ，工况系数 K A=1.2 ，中心距 a=910mm ，试求此链传动允许传递的最大功率。
取 z1 ’=21
主动小链轮齿数由 25 降到 21 ，由表 9-10 知，齿形系数 K Z 减小，而其它参数不变，链条 所能传递的功率下降。
2. 若主动轮齿数不变，应将从动轮齿 数增加到多少？此时链条所能传递 的功率有何变化？
班级 姓名 学号
成
绩
任课教师
批改日期
机械设计作业集
答：主动小链轮齿数不变，从动轮齿数
9-13 链传动只能用于轴线 D 的传动。
A 、相交 90 o B、相交或任意交角 C 、空间 90 o 交错 D 、平行
《机械设计基础》第九章 带传动与链传动

《机械设计基础》第九章 带传动与链传动

松边拉力F2之间的关系满足欧拉公式，即 带与带轮间的摩擦因数
F1/F2=e fα
带轮上的包角 自然对数的底，e ≈ 2.718
联立上式，得
F Fe f F2 f F1 f e 1 e 1
1 F F1 F2 F1 (1 f ) e
由此可知，增大包角或增大摩擦因数，都可以提高带传动所 能传递的功率，因小带轮包角α1小于大带轮包角α2 ，故计算带圆 周力时应取α1 。
第九章 带传动与链传动
(belt drive and chain drive)
带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传 递运动和力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮 传动相比，具有结构简单、成本低廉、传动中心距较大 等优点。
§9-1 带传动的类型、特点
带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两带轮上的封闭环形带 组成。由于张紧，静止时带已受到预拉力，在带与带轮的接触面间 产生压力。当原动机驱动主动轮回转时，依靠带和带轮间的摩擦力 拖动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和力。
2、缺点：
通常，带传动适用于中小功率的传动，以V带传动应用最广，带速 v=5～25 m/s，传动比i≤7 效率η≈ 0.90～0.95
§9-2 带传动的受力分析和运动特性
一、带传动的受力分析
为使带和带轮接触面上产生足够的摩擦力，带必须以一定的 张紧力套在两带轮上。
F0
F0
n1 主动轮
F2
F2 n2
其降低率可用滑动率ε 来表示，即
v1 v2 d1n1 d 2 n2 d1n1 v1
因而得带传动的实际传动比 i＝n1/n2＝d2/d1（1－ε ） 一般ε ＝1％～2％，其值甚小，在一般传动计算中可不考虑。 例9－1 一平带传动，传递功率P＝15kW，v=15m/s；带在小轮上的 包角α1＝170 °，带的厚度δ＝4.8mm、宽度b＝100mm；带的密度ρ ＝1×10－3kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数f＝0.3。 求：（1）传递的圆周力； （2）紧边、松边拉力； （3）由于离心力在带中引起的拉力； （4）所需的预拉力； （5）作用在轴上的压力。
机械设计第09章链传动

机械设计第09章链传动


3.心柱形式：圆柱式、轴瓦式、滚柱式；
4.特点： 传动平衡、无噪声、承受冲击性能好， 工作可靠; 适用于高速传动、大传动比和中心距较 小、运动精度要求较高的场合; 结构复杂、价格高、制造困难;
§9-3 滚子链链轮的结构和材料
链轮是链传动的主要零件，链轮齿形已经标准 化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸，选择 材料和热处理方法。
一、链轮的基本参数及主要尺寸
分度圆直径d=p/sin(180° 分度圆直径d=p/sin(180°/z) d=p/sin(180
二、齿形
滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合 非共轭啮合，其链轮齿形 非共轭啮合 的设计可以有较大的灵活性； GB／T1244—1985中没有规定具体的链轮齿形 链轮齿形，仅 链轮齿形 仅规定了最大和最小齿槽形状及其极限参数，见 表9-5。
Z
P
KA--工作情况系数见表9－6 Kz—主动链齿数系数 图9-13 KP---多排链系数 P---传递的功率，kW
• 3 确定链条型号和节距p • 型号---查图9-11 • 链节距p---表9-1
4 计算链节数和中心距 链条长度以链节数Lp(节距p的倍数)来表示。
2a0 z1 + z2 z2 + z1 p Lp = + + p 2 π 2 a0
F = K f qa ×10
' f
−2
F f" = ( K f + sin α )qa × 10−2
松边：F2=FC+Ff 压轴力：
Fp ≈ KFp F e
KFp—压轴力系数 对于水平传动 KFp ＝1.15； 对于垂直传动KFp ＝1.05
§9-6 滚子链传动的设计计算
《机械设计》讲义(第八版)濮良贵(第9章)

《机械设计》讲义(第八版)濮良贵(第9章)


§９—２ 传动链的结构特点： 一．滚子链： 1．结构： 1——滚子： 2——套筒： 3——销轴： 4——内链板 5——外链板
44
p
与 2 间隙配合。 与 3 间隙配合， 与 4 过盈配合。 与 5 过盈配合。
图9-2 滚子链的结构
b1
5 4 3 2 1
d2 d1
h2
《机械设计》 （第八版）濮良贵主编
《机械设计》 （第八版）濮良贵主编
第九章 链传动
第九章 链传动
§９—１ 链传动的特点及应用： 1．组成： 3．特点： 优： 链条，主、从动链轮，机架。 与带传动相比 1）平均传动比准确（∵无弹性滑动和打滑） ，效率较高（97～98%） 。 2）结构紧凑，压轴力 FP 小（∵无需张得很紧） 。 3）易安装，成本低，可远距传动。 （相对于齿轮） 4）可在高温、低速、多尘、润滑差的恶劣条件下工作。 缺： 4．适用： 5．分类： 1）只能用于平行轴间的同向传动。 2）瞬时传动比不恒定，冲击、噪音较大。 要求工作可靠，两轴相距较远，及其它不宜用齿轮传动处。 如： 农业、矿山、运输等机械中。 按用途不同可分三类： 又分： ①滚子链（主要介绍） ②齿形链 等几种。 2）输送链： 主要用于传送装置等（如：自动生产线的输送装置） 3）起重链： 主要用于起重机械中。 1）传动链： 使用最广，适用于： P＜100kw. v＜15m/s. i＜imax=8 的埸合。 P.165. 图 9-1. 2．工作原理： 靠链轮轮齿与链节的啮合传动。
50
p d sin(180 z)
（载荷平稳时，可达： i=10）
《机械设计》 （第八版）濮良贵主编
第九章 链传动
尽量选较小节距的单排链. ① 高速大功率：
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濮良贵《机械设计》(第9版)章节题库-第9章 链传动【圣才出品】

濮良贵《机械设计》(第9版)章节题库-第9章 链传动【圣才出品】

第9章　链传动一、选择题1．链条的节数宜采用（ ）。

A．奇数B．偶数C．奇数的整倍数D．以上三种均可以【答案】B【解析】链节数最好取为偶数，以便链条连成环形时正好是外链板与内链板相接，接头处可用开口销或弹簧夹锁紧。

若链节数为奇数时，则需采用过渡链节，在链条受拉力时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。

2．链传动的大链轮齿数不宜过多的原因是（ ）。

A．为减小速度波动B．为避免传动比过大C．避免磨损导致过早掉链D．避免附加弯矩【答案】C【解析】大链轮的齿数过多，链轮上一个链节所对的圆心角就越小，铰链所在的直径的增加量越大，铰链会更接近齿顶，从而增大了脱链和跳链的机会。

3．在一定转速下，要减轻链传动的速度不均匀性和动载荷，应（ ）。

A．增大链条的节距和链轮齿数B．增大链条的节距，减少链轮齿数C．减少链条的节距和链轮齿数D．减少链条的节距，增大链轮齿数【答案】D【解析】链的节距越大，由链条速度变化和链节啮入链轮产生的冲击所引起的动载荷越大，设计时应尽可能选用小节距的链。

链轮齿数过少，会增加运动的不均匀性和动载荷；链条在进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大；链传动的圆周力增大，从整体上加速铰链和链轮的磨损。

为改善链传动的运动不均匀性，可选用较小的链节距，增加链轮齿数和限制链轮转速。

4．链传动中，链节数取偶数，链轮齿数取奇数，最好互为质数，其原因是（ ）。

A．链条与链轮轮齿磨损均匀B．工作平稳C．避免采用过渡链节D．具有抗冲击力【答案】A【解析】链节数为偶数，是为了避免使用过渡链节，过渡链节的链板要受附加弯矩的作用，应该尽量避免。

齿数为奇数，并且互质，可以减少同一齿与同一链节的咬合次数，降低磨损，使链条磨损均匀，故选A项。

5．与带传动相比较，链传动的优点是（ ）。

A．工作平稳，无噪声B．寿命长C．制造费用低D．能保持准确的瞬时传动比【答案】D【解析】与摩擦型的带传动相比，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，能保持准确的平均传动比，传动效率较高；链条不需要张紧，作用于轴上的径向压力较小；在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；同时，链传动能在高温和潮湿的环境中工作。

第9章链传动

第9章链传动


荷，链节距越大，
链轮的转速越高，
则冲击越强烈。
现象：多边形效应
杜永平 链传动
链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则惯性 力就越大，相应的动载荷也就越大。
杜永平
链传动
五、链传动的受力分析 链的有效圆周力
链的紧边拉力 链的松边拉力 链的离心拉力
P Fe F1 F2 1000 v
F1 Fe Fc Ff F2 Fc F f
杜永平 链传动
链节数Lp0与中心距a0的关系
2a0 z1 z2 z2 z1 2 p Lp 0 ( ) p 2 2 a0
圆整，最好取偶数LP 链传动的理论中心距：
p z1 z2 z1 z2 2 z2 z1 2 a [(Lp ) ( Lp ) 8( ) ] 4 2 2 2
杜永平 链传动
杜永平 链传动
i＜1.5，a＞60p（i小a大场合） 两轮轴线在同一水平
面，松边应在下面，
否则下垂量增大后，
松边会与紧边相碰， 需经常调整中心距。
杜永平
链传动
i、a为任意值（垂直传动场合）
两轮轴线在同一铅垂面内，下垂量增大，会减
小下链轮的有效啮合齿数，降低传动能力。
为此应采用： 中心距可调；
杜永平
链传动
三、滚子链链轮的结构和材料
1. 链轮的主要尺寸和基本参数 链轮的基本参 数是配用链条的 节距 p、套筒最 大外径d1、排距 pt、齿数z
杜永平
链传动
链轮主要尺寸按公式计算（见表9-3）
分度圆d
齿顶圆da
齿根圆df
杜永平
齿侧凸缘直径dg
链轮毂孔直径dk
链传动
2. 链轮齿形 GB/T1243-1997没有规定具体的链轮齿
第9章 链传动1

第9章 链传动1


z1↓—
1
2
↑—
运动不均匀性↑
不平稳、有规律振动。
节距P 越大，齿数越少，β角的变化范围就越大，链速
的变化范围也就越大。
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从动轮：v R22 cos 2 2
2
v
R2 cos
2
2
(2
180 )
2
z2
∵ v、γ变化 ∴ω2变化
由 v R22 cos R11 cos
第四节 链传动的运动特性 一、链传动的运动不均匀性
1、平均传动比 ∵ 链轮转一周，链条转过长度为zp ∴ 平均链速：
v z1 pn1 z2 pn2 m / s 601000 601000
平均传动比： i n1 z2 d2 n2 z1 d1
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2、瞬时速度 假设紧边在传动时处于水平位置。
i瞬 时
1 2
R2 cos R1 cos
后果：1、i瞬时变化；
2、链速不均匀。
这种运动不均匀现象称之 为链传动的多边形效应。
使i瞬时=const的条件：
z1=z2
紧边长度为链 i瞬时=1
节距的整数倍
二、链传动的动载荷 1、链条前进的加速度引起的动载荷：
Fd 1
m ac
m dvx dt
a f1 p[2LP (Z1 Z2 )]
7、确定润滑方式(图9-14)
8、计算压轴力 若不计离心拉力和悬垂拉力，则链传动中的压轴力可近似
用下式计算
水平 KFP 1.05 垂直 KFP 1.15
（二）低速链传动的静强度计算（v<0.6m/s）
当 v 0.6m / s 时，低速传动：v↓→F1↑→过载拉断
机械设计基础 第2版 第9章 链传动

机械设计基础 第2版 第9章 链传动

四、链传动的应用特点
1.优点 1)能保证准确的平均传动比。 2)传动功率大。 3)传动效率高，一般可达0.95~0.98。 4)可用于两轴中心距较大的场合。 5)能在低速、重载、高温和有腐蚀等恶劣条件下工作。 6)作用在轴和轴承上的力小。
《机械设计基础》 第2版
第9章 链传动
四、链传动的应用特点
2.缺点 1)由于链节的多边形运动，瞬时传动比是变化的，瞬时链 速度不是常数，传动中会产生动载荷和冲击，因此不宜用 于要求精密传动的机械。 2)链条的铰链磨损后，使链条节距变大，传动中链条容易 脱落。 3)工作时有噪声。 4)对安装和维护要求较高。 5)无过载保护作用。
《机械设计基础》 第2版
第9章 链传动
二、链传动的张紧
常用的张紧方法有：移动链轮以增大两轮的中心距。但中心 距不可调时，也可以采用张紧轮张紧，张紧轮应装在靠近主动链 轮的松边上。不论是带齿的还是不带齿的张紧轮，其分度圆直径 最好与》 第2版
《机械设计基础》 第2版
第9章 链传动 一、链传动的布置原则
1.两链轮的回转平面应在同一垂直平面内，否则易使链条脱 落和产生不正常的磨损。
2.两链轮中心连线最好是水平的，或者与水平面成60°以下 的倾角。
3.尽量避免垂直布置，以免与下方链轮啮合不良或脱离啮合； 必须成垂直布置时，应采取中心距可调、设张紧装置或上、下两 轮偏置等措施。
一、滚子链
1．滚子链的标 记 滚子链是标准件，其标记为：链号一排数一链节数
标准编号
标记示例 ：
《机械设计基础》 第2版
二、齿形链
第9章 链传动
齿形链又称无声链，也属于传动链中的一种形式。它由一组带有 齿的内、外链板左右交错排列，用铰链连接而成，如图9-7所示。与 滚子链相比，其传动平稳性好、传动速度快、噪声较小、承受冲击 性能较好，但结构复杂、装拆困难、质量较大、易磨损、成本较高。
机械设计复习参考题(第9章链传动)

机械设计复习参考题(第9章链传动)

9-30．链传动张紧的目的是________。采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在________边，靠近________轮，从________向________张紧。
三、简答题
9-31．套筒滚子链已标准化，链号为20A的链条节距p等于多少？有一滚子链标记为：10A-2×100GB1243.1-83，试说明它表示什么含义？
平均链速：v =
n 1z 1p 970×23×19. 05
==7. 083 m/s
60×100060000
p 19. 05
小链轮半径：r 1===69. 951 mm
180°180°2sin 2sin
z 123
小链轮角速度：ω1=则最大链速：
最小链速：
长沙大
πn 1π×970
==101. 5782 3030v min =ω1r 1cos
2
180°
=19
9. 4737°n 1z 1p 960×19×12. 7
平均链速：v ===3. 86m/s
60×100060000
得到：
z 1=
v max =ω1r 1=101. 5782×69. 951=7105mm/s =7.105 m/s
180°180°
=7. 105cos =7. 039 m/s z 123
长沙大
5
学
的节距。
9-35．链传动计算时，在什么条件下按许用功率曲线选择传动链？在什么工作条件下应进行链的静强度较核？9-36．为什么链传动的平均运动速度是个常数，而瞬时运动速度在作周期性变化。这种变化给传动带来什么影响？如何减轻这种影响？9-37．为什么链轮的节距越大、齿数越少链速的变化就越大？9-38．链传动设计中，确定小链轮齿数时考虑哪些因素？9-39．链传动产生动载荷的原因是什么？为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距？9-40．链传动张紧的主要目的是什么？链传动怎样布置时必须张紧？四、参考答案9-1 9-6 9-11 9-16 D；B；C；9-2 9-7 9-12 C；D；A；9-3 9-8 9-13 A；B；学9-4 9-9上下小外1．选择题C；D；9-5 9-10 9-15 9-20 A；B；A；B；长沙大C；9-17 A；9-18 B；大弯曲应力较多少较小磨损均匀链条不能顺利啮出而咬死大初拉力松单松多6 9-14 D；9-19 C；B；2．填空题9-21 9-22 9-23 9-24 9-25 9-26 9-27 9-28 9-29 9-30高奇节距多功率接头方便紧小较小松边垂度过大相互摩擦调整松边链条的悬垂量里3．简答题9-31 ~ 9-40：参考答案从略，可参考本章内容寻找答案。
机械设计第9讲(链传动)

机械设计第9讲(链传动)


o2 d r3 o3 c o1 b r1 a
z
r2 a
180°
图中，齿廓上的 线段为三段圆弧， 图中，齿廓上的a-a、a-b、c-d线段为三段圆弧，半径依次为 r1、r2和 线段为三段圆弧 r3；b-c线段为直线段。 线段为直线段。 线段为直线段
3 链轮的式链轮
铰链中心位置与垂直线之间夹角β的变化 β范围
− ϕ
1
2
， ϕ +
1
2
其中
ϕ 1 = 360 ° z
1
v x = v1 cos β = R1ω 1 cos β
β =± ϕ1
2
vx = v x min = R1ω1 cos
180 z1
0
慢 — — 快 慢
β =0
vx = v x max = R1ω1
ω
链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。 链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。
结论： 结论：链传动多边形效应引起运动不 均匀性和产生动载荷——固有特性。 固有特性。 均匀性和产生动载荷 固有特性
措施：较小 ，较多Z， 措施：较小P，较多 ，限制 ω 1
3 链传动的受力分析
⑴ 紧边拉力 Fe---有效圆周力 有效圆周力 ⑵ 松边拉力
由上述分析可知，链速变化的程度与主动链轮的转速 由上述分析可知，链速变化的程度与主动链轮的转速ω1和 齿数z 有关，转速越高、齿数越少，则链速变化范围越大。 齿数 1有关，转速越高、齿数越少，则链速变化范围越大。
在同一时刻， 对从动轮： 在同一时刻，链条水平运动速度也为 vx
水平链速
v x = R1ω1 cos β = R2ω 2 cos γ
双 排 链
机械设计第九版链传动资料重点

机械设计第九版链传动资料重点


d1
见P170表9-3
关键尺寸是分度圆，其关系为： d p / sin(180 / z)
二.滚子链链轮的齿形:
端面齿形为三圆弧一直线， 采用标准刀具加工（只需给出基
本参数 z, p,d 1, d , pt ）
轴面齿形应在零件工作图 上画出。轴向齿廓尺寸见P170 表9-4。
三.链轮材料: • 一般采用中碳钢制造，表面最好硬化； • 载荷和速度较大时，可采用中碳合金钢经表面硬化； • 冲击较大时，最好采用低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火
第九章 链传动
基本要求： 1）熟悉链传动的工作原理、传动特点及应用范围； 2）熟悉滚子链的结构、规格及链轮的结构特点； 3）掌握“多边形效应”所引起的运动不均匀性及其所产生
的冲击载荷和动载荷，掌握改善措施； 4）了解链传动的失效形式，掌握滚子链传动承载能力计
算的方法； 5）掌握链传动主要参数对传动性能的影响及其选择原则； 6）了解链传动的张紧方式、润滑方法。
③合宜的张紧，亦可减少动载荷。
三. 链传动的受力分析：
链传动的张紧
张紧力的获得： 通过使链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得。 （此张紧力比带传动小得多）
张紧的目的： 使松边不致太松，以免影响链条的正常啮入(出)和产生振动、 跳齿、脱链现象。
在不考虑动载荷的情况下，链在工作时承受的作用力有：
1.有效（工作）拉力 Fe 1000 P / v N
大传动比。
注 意：
链条已标准化（尺寸和材料要求详见有关的国家标 准），其几何尺寸根据等强度原则确定。因此，只要抗 拉强度足够，销轴的剪切强度、销轴和套筒间的挤压强 度就足够。
§9－3 滚子链链轮的结构和材料
一.链轮的基本参数及主要尺寸：

【机械设计】第9章 链传动


— 垂直分速度,使链条上下移动,忽上忽下，消耗功率。
1 1
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退出
常用“三圆弧一直线”。 三圆弧一直线齿形（凹齿形）
三圆弧：
一直线： bc
设计时，不需要画端面齿形图，但 需画轴向齿形图，以便切削毛坯。同 时，还必须注明基本参数、主要尺寸 以 及 齿 形 按 3RGBl244—85 制 造 的 字 样。
滚子链链轮轴面齿形
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二、 链轮的基本参数和主要尺寸 链轮的齿形已经标准化。链轮设计主要内容是： ◆确定其结构及尺寸； ◆选择材料和热处理方式；
3、滚子链标记 链号— 排数—链节数 标准编号
滚子链规格和主要参数见表9-1
第三节 滚子链链轮的结构和材料 一、链轮的齿形 国家标准GB1244—85规定滚子链：
齿面圆弧半径 re
齿沟圆弧半径
ri
最大值和最小 值
齿沟角α
其余各段设计者自行设计。因此，链轮的 齿形设计有较大的灵活性。
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内、外链板呈“8”字形：? 链板各横截面的抗拉强度相近，又减少链条的重量和惯性力。
滚子则沿链轮齿廓滚动，旨在减少相互之间的摩擦磨损。
2、基本参数：
p ——节距 d1——滚子直径 Lp——链长（链节数）
bl——内链节内宽 pt——多排链排距
Zp——链排数
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(1)链长：以节数来表示，一般为偶数。
与滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声承受冲击性能好，工作可靠， 多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中——“无声链”。
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一、滚子链

机械设计第9章 链传动设计 PPT课件

2
从动轮节圆上圆周速度：
v2

v cos


v1 cos cos

R11 cos cos

R2 2
3.
链传动的瞬时传动比i瞬 ——
i瞬
1 2

R2 cos R1 cos
的变化范围为：180 , 的变化范围为：180
z1
z2
一般情况下 ，故i瞬 常数
内链板 外链板 销轴
套筒 滚子
一）滚子链结构分析——滚子链由内链板、外链板、销轴、
套筒和滚子组成。
销轴与外—链—板用过盈
配合连接，称为外链节。
h2
套筒与内—链—板用过盈
p
配合连接，称为内链节。
销轴与套筒—之—间间隙配 合，当链条与链轮轮齿啮合 时，内、外链相对转动。
内链板
外链板 销轴
套筒 滚子
滚子链的结构分析图
180 z1


R11
180 cos
z1
垂直方向分速度：
v1'
R11
sin

180 z1


R11
sin 180 z1
相位角β变化：由 180 / z1 0 180 / z1
前进方向分速度：
每啮进一 个链节时，
由R11
cos
击载荷时承受较大的动载荷，经过多次冲击，滚子表面产 生点蚀，且滚子、套筒和销轴会产生冲击断裂。
4. 销轴与套筒的胶合 由于套筒和销轴间存在相对运动，在变载荷的作用
下，润滑油膜难以形成，当转速过高时，套筒与销轴间产 生的热量导致套筒与销轴的胶合失效。
5. 过载拉断
在低速重载的传动中或者链传动严重过载时，链元 件被拉断。

链传动

机械设计
北京石油化工学院 机械设计教研室 徐林林 2002.9
第九章 链传动
一、概述
1．链传动的组成
由链条和主、从动链轮所 组成。靠链节的啮合来传递运 动和动力。
2．链传动的特点
链传动的优点：传动的中心距大；链与链轮之间无弹性滑动，能保 持准确的平均传动比；张紧力小，作用在轴上的载荷小；工作可靠， 可在高温高湿的环境下使用；效率较高。 链传动的缺点：只能用于平行轴之间的同向运动传动；瞬时速度不 均匀，高速时不如带平稳；磨损后易发生跳齿；工作时有噪音。

z2pn2
60 1000
n1 n2

z2 z1
C
链传动的平均传动比为常数
链传动
按任意键继续
可见: v x在 v x
在主动轮销轴A处
v 1 1R 1
v x v 1 c o s 1R 1 c o s
1
360

相位角
max
vx
min
之间变化.
v x 1R 1 c o s
链传动
链传动
链轮的材料
返回 链传动
链传动的运动特性
链传动的运动分析
链的运动情况相当于 将链条绕在多边形的 轮子上，多边形的边 长为链的节距p，边 数为链轮的齿数z。 链轮每转一周，链条 转过的长度为zp。 链的运动速度 于是
i
vx
Vx
p
p
n1 n2
O2
O1
R2
R2
z1pn1
60 1000
链传动
计算压轴力
F p K F p Fe
式中：Fe——链传递的有效圆周力，单位为N。 KFp——压轴力系数，对于水平传动 KFe =1.15; 对于垂直传动 KFe =1.05。

第九章 链传动



2、滚子链的接头形式：为了得到环形链条，采用不同接头 偶数链节时：用弹簧卡片或钢丝锁销固定。 奇数链节时：用过渡链节。 滚子链连接形式 3、链长：用链节数表示，链条节数尽可能取偶数。 4、滚子链和链轮啮合的基本参数：P、d1、b1。 节距 P：滚子链的主要参数，节距越大，传递的功率越大。
◆按用途不同：传动链 - 常用在一般机械传动 起重链 - 起重机和运输机械 输送链 / (其他类型) 详细说明
◆特点和应用 与带传动相比： 优点：1)能保持准确的平均传动比； 2)传动效率高 - 可达 = 0.95～0.98%； 3)作用在轴上的压力较小 – 不需要很大的张紧力； 4)相同条件下结构紧凑； 5)能在高温、低速重载等恶劣环境条件下工作。 缺点：瞬时速度不均匀，传动平稳性较差，有噪声。 与齿轮传动相比： 优点：1)制造和安装精度要求不高； 2)成本低，适于远距离传动； 3)结构简单。 缺点：不能保持恒定传动比，传动中有周期性动载菏，啮合冲击 ，急速反向转动性能差。 ◆应用：广泛应用于各种机械动力传动。最大功率达3600kw ，最高速度达到40m/s，最大传动比达到15，最大中心距达到8m. 一般的链传动：传递功率<100kw,速度<12-15m/s,传动比<8。
◆特点:与滚子链相比，工作平稳，噪声较小，允许链速较 高，承受冲击载荷能力较好和轮齿受力较均匀。但结构复杂，装 拆困难，价格较高，重量较大。
§9-3 滚子链链轮的结构和材料
链轮是链传动的主要零件，链轮齿形已经标准化。链轮设计 主要是确定其结构及尺寸，选择材料和热处理方法。 （一）链轮的基本参数、主要尺寸 基本参数：配用链条的节距p、滚子外 径d1、排距p1、内链节内宽b1和链轮齿数z。 链轮的主要尺寸见下图，链轮毂孔的直 径应小于其最大许用直径dkmax →表9-4。主 要尺寸→根据表9-3的计算公式计算。

09 机械设计作业_链传动答案

链 传 动1、与带传动相比，链传动有哪些优缺点？【答】与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保证准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样的条件下，链传动结构较为紧凑。

同时链传动能在高温和低温的情况下工作。

2、何谓链传动的多边形效应？如何减轻多边形效应的影响？【答】链传动运动中由于链条围绕在链轮上形成了正多边形，造成了运动的不均匀性，称为链传动的多边形效应。

这是链传动固有的特性。

减轻链传动多边形效应的主要措施有：1） 减小链条节距；2） 增加链轮齿数;3） 降低链速。

3、简述滚子链传动的主要失效形式和原因。

【答】滚子链传动的主要失效形式和原因如下：1）链的疲劳破坏：链在工作时，周而复始地由松边到紧边不断运动着，因而它的各个元件都是在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将会出现疲劳断裂，或者套筒、滚子表面将会出现疲劳点蚀（多边形效应引起的冲击疲劳）。

2）链条铰链的磨损：链条在工作过程中，由于铰链的销轴与套筒间承受较大的压力，传动时彼此又产生相对转动,导致铰链磨损,使链条总长伸长,从而使链的松边垂度变化,增大动载荷,发生振动,引起跳齿,加大噪声以及其它破坏,如销轴因磨损削弱而断裂等。

3）链条铰链的胶合：当链轮转速高达一定数值时，链节啮入时受到的冲击能量增大，销轴和套筒间润滑油被破坏，使两者的工作表面在很高的温度和压力下直接接触，从而导致胶合。

因此，胶合在一定程度上限制了链的传动的极限转速。

4）链条静力拉断：低速（6.0<υm/s ）的链条过载，并超过了链条静力强度的情况下，链条就会被拉断。

4、在如图所示链传动中，小链轮为主动轮，中心距p a )5030(～=。

问在图a 、b 所示布置中应按哪个方向转动才合理？两轮轴线布置在同一铅垂面内（图c ）有什么缺点？应采取什么措施？a ）b ）c ）题 4 图【答】a ）和b ）按逆时针方向旋转合理。

机械设计9-链传动详解

与带传动相比，链传动能保持准确平均传动比；没 有弹性滑动和打滑；需要张紧力小；能在温度较高，有 油污等环境下工作。
与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较 低；成本低廉；能实现远距离传动；但瞬时速度不均匀， 瞬时传动比不恒定；传动中有一定的冲击和噪音。
链传动的传动比 i ≤ 8；中心距 a ≤ 5~6m；传递功
链传动的传动比
i n1 z2 n2 z1
由以上两式求得的链速和传动比均为平均
值。实际上，由于多边形效应，瞬时链速和瞬ν θ A
B
时传动比都是变化的。
为了便于分析，设链的主动
边（紧边）处于水平位置，主动
链轮以角速度1回转，当链节与
链轮轮齿在A点啮合时，链轮上该
ω1
点的圆周速度的水平分量即为链
节上该点的瞬时速度，其值为
d c ba a 180˚ Z
滚子链链轮端面齿形
轴面齿形 ：圆弧+直线
b
gg
便于进入或退出啮合
b
B3 B2
(h)
直线
r4 r5
r5
pt
pt
单排链轮
多排链轮
轴面齿形
轴面齿形
指采用标准刀具加工
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。
9.2 链传动工作情况分析
9.2.1 链传动的运动特性
链条绕上链轮后形成折 线，因此链传动相当于一对
ν
多边形轮子之间的传动。设
z1、z2为两链轮的齿数，p为 节距（mm），n1、n2为两链轮
的转速（r/min），则链条线
速度（简称链速）为
A
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链传动的运动特性
二、链传动的附加动载荷
• 影响因素
链条的变速运动，引起附加动载荷 链的加速度：
z↓导致 , ( p )
变化范围↑
附加动载荷↑
a
dv dt
R11 sin
d
dt
R112 sin
链轮转速↑
1 时：
2
a 随变化
• 设计中应选用多齿数链轮，
小链节链条，限制转速
amax
R112
sin
多边形效应
v′变化 上下抖动
链传动的运动不均匀性—多边形效应
◆ 从动轮：
轮圆周速度 v R v / cos
其中： 2 2
2
2
2
360 z2
— 9-5
2
R2
v
cos
由 v R22 cos R11 cos
瞬时传动比 i 1 R2 cos 2 R1 cos
— 9-7
瞬时速比变化 主动轮等速，从动轮周期变速
外链板
滚子
外链板
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间 内链板
（即内外链板之间）有相对运动
滚子
套筒
销轴
那里有相对
运动？
滚子链有单排链、双排链、多排链。
多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的 影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多， 一般不超过4排
复习
传动链的结构特点2
2、链条接头处的固定形式有：
于开 大口 节销 距固 偶定 数， 链多 节用
A系列、节距 p = 12.7mm，单排，86节
传动链的结构特点
二、齿形链
适用于高速或运动精度要求较高的场合传动链的结构特点3
由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而成； 工作时链板齿与
链轮相啮合传递运动。 又称无声链。
啮合
传动链的结构特点
传动链的结构特点3
链条链轮齿形相同，相对速度 不变，噪声小。
于开 大口 节销 距固 偶定 数， 链多 节用
于弹 小簧 节卡 距片 偶固 数定 链， 节多
用
用过
于渡
奇 数 链 节
链 节 固 定 ，
过渡链节
外链板
外链板
设计中，链节数取偶数，以避免
内使链板用过渡链节；因过渡链节使左右拉
滚子
力滚不子共线，链板受附加弯矩，承载能 力下降。
套筒
销轴
传动链的结构特点
链板为8字形的好处：
多边形效应造成
v
v R11 cos
链传动的运动不均匀性—多边形效应
◆ 小结
运动不均匀性
v 变化 前后冲击 v′变化 上下抖动
瞬时速比变化
主动轮等速 链条变速 从动轮变速
多边形效应
v R11 cos v R sin
v R v / cos
i 1 R2 cos 2 R1 cos
于弹 小簧 节卡 距片 偶固 数定 链， 节多
用
用过
于渡
奇 数 链 节
链 节 固 定 ，
过渡链节
外链板
外链板
设计中，链节数取偶数，以避免
内使链板用过渡链节；因过渡链节使左右拉
滚子
力滚不子共线，链板受附加弯矩，承载能 力下降。
套筒
销轴
复习
链板为8字形的好处：
传动链的结构 特点2
各截面等强度； 总量轻 成本低，运动惯性力小
1、链轮齿数 1）不宜过少
z↓导致 、 变化范围↑
— 自运行动车不脱均链匀常性发和附加动载荷↑ 生在哪个链轮上？
z↓导致 同时啮合齿数↓ — 磨损↑
2）不宜过多
z1↑导致z2↑
— 跳齿、脱链↑
链节磨损后增长△p， →链条外移
选择
由
d
sin
p 180
z
→链条外移
d
p
sin
180 z
相同Δp下：z↑导致Δd↑
第9章 链传动
§9.1 概述 §9.2 滚子链链轮的结构及材料 §9.3 链传动的运动特性 §9.4 滚子链传动的设计计算 §9.5 链传动的布置、张紧及润滑
链传动的特点及应用
链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力
带传动是有中间挠性件的摩擦传动，链传动是有中间挠形件的啮合传动
链传动的特点及应用
链传动的运动不均匀性—多边形效应
两个特殊位置：
1 时：
2 v m in
R cos
z
vm a x
R sin
z
0 时：
vmax R11 v1
vmin
从前一个滚子开始啮合到后一个滚子也进入
啮合 的变化范围 是 1
2
1
360 z1
— 链节距对 应的中心角
主动轮等速 链条变速
v 变化 前后冲击
1
2
R112
sin
180 z1
12
2
p
⇒ 惯性力（式9-8；9-9）
注：
▪ 链传动不宜用于对运动精度有
∵ 多边形效应
较高要求的场合
运动不均匀性
∴
链传动的固有特性
附加动载荷
▪ 多级传动时，链传动尽量放在 低速级
链传动的受力分析
受力分析1
• 也需张紧
但张紧的目的与带传动 不？同
∴张紧力比带传动小得多
◆与带传动相比：啮合传动无弹滑和打滑，能保持准确的平均传动比； 初拉力小即径向压轴力小；结构尺寸比带传动小 可用于高温或灰尘大的场合
◆ 与齿轮传动相比：制造和安装精度较低，成本低； 可远距离传动；重量轻 ◆ 主要缺点：不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易跳齿；工作中有噪声；
不宜用于载荷变化大和急速反向的场合。 不能用于两轴交叉传动 ◆ 主要用途：适宜用在转速不高，且两轴相距较远的场合及低速重载、环境
供油量→表9-9，润滑油牌号→P183
链传动的张紧
弹
重
簧
力
自
自
动
动
张
张
紧
紧
托
张
架
紧
定
轮
期
定
张
期
紧
张
紧
链传动的润滑
人
飞
工
溅
定
润
期
滑
润
滑
油浴润滑
压力喷油润滑
滴油润滑
复习
滚子链 1、结构
◆ 内链板与套筒之间、外链板 与销轴之间为过盈联接；
◆ 滚子与套筒之间、套筒与销 轴之间均为间隙配合。
形滚成子链与条链弯轮折齿是之间 那是个滚相动对？运滑动动? ？
尽量保持两个链轮共面，否则工作中容易脱链
二、链传动的张紧
避免链条的垂度过大时产生啮合不良 张紧目的 和链条的振动现象
增加链条与链轮的啮合包角
张紧方法
三、链传动的润滑 销轴与套筒之间产生磨损，链节伸长 →抖动、掉链、 噪声等，这是影响传动寿命的主要因素
润滑方法
良好的润滑可减轻磨损、缓和冲击，是延长链传动寿命 的最有效的方法，对高速重载链传动尤为重要
由滚子、套筒冲击 疲劳强度限定
由链板疲劳强度限定
由销轴和套筒胶合限定
小链轮转速n1 /(r/min)
转速越高，承载能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。
2、图9-11 定量分析—设计依据
额定功率曲线
图9-11定量的表达了允许的转速和可传动的功率 — 确定链号的依据
滚子链传动的设计计算
三、主要参数选择
小节距、多排链：用于重载、a 小、i 大； 大节距、单排链：用于轻载、v小、a 大、i 小；
滚子链传动的设计计算
四、设计方法和步骤
1、 选择链轮齿数z1、z2
按 z1 ≥ 17， z2 ≤ 120 ，奇数；i ≤6 等原则选择确定
2．确定计算功率Pca
Pca
K Akz kP
P
3．确定链条型号和节距 p
6．计算链传动作用在轴上的压轴力FP — 式9-18
作业 必作 9-1，9-2，9-3，9-4，9-15，9-21 思考 9-6，9-8，9-10，9-11
例题（自学）
链传动的布置、张紧和润滑
一、链传动的布置
布置张紧和润 滑1
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
紧边在上方或在下方都可以，但在上方好一些
表 9-4
滚子链链轮的结构和材料
三、链轮结构

链轮的结构和材 料1
整体式链轮
孔板式链轮
组合式链轮
◆ 小直径的链轮可制成整体式； ◆ 中等尺寸的链轮可制成孔板式； ◆ 大直径的链轮可制成组装式。
自行车？
滚子链链轮的结构和材料
四、链轮的材料
低速轻载
中碳钢
中速中载
中碳钢淬火
高速重载
低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火 中碳钢或中碳合金钢表面淬火
滚子链链轮的结构和材料
一、链轮齿形 — 按表9-2设计
链轮的结构和材料2
在已知p、z、d、df、da的前提下，只要控制好re、ri、a 就能
保证链轮齿形
——齿形设计要点
ri re
a
滚子链链轮的结构和材料
二、链轮主要尺寸
链轮的结构和材 料1
径
向 尺
d dg dk df da dg
寸
表 9-3
轴 向 尺 寸
• 受力与带传动相似
— 防止松边过松，以免跳齿、脱链
链的紧边拉力为：
F Fe Fc Ff
Ff"
其中：F e为有效圆周力： Fe Pv
Fc为离心力引起的拉力：
Ff 为悬垂拉力:
Fc qv2
( Ff max F'f , F"f ⇒ P175