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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】

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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。
返回目录 前一页 后一页 退 出
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
第九章 链传动

第九章 链传动

2 1
φ1
可见： 可见： ♦
n1 ↑— ω1 ↑ p↑ z1 ↓ a↑ 动载荷↑ 动载荷↑
机械设计
第九章 链传动
2）链条的垂直分速度 v ′ 周期性变化（大小、方向） 链条的垂直分速度 周期性变化（大小、方向） 链条横向振动。 链条横向振动。 3）链条进入链轮瞬间，产生冲击 链条进入链轮瞬间， 链条进入链轮瞬间
机械设计
第九章 链传动
链传动可广泛应用于工况较为恶劣、 链传动可广泛应用于工况较为恶劣、传动比精度要求不是 很高的农业、矿业、冶金、起重、运输、石油、化工、 很高的农业、矿业、冶金、起重、运输、石油、化工、森工和 环卫机械中。 环卫机械中。 一般： 100kW， 15m/s， 一般： P＜100kW， v ＜15m/s，i ＜8 不宜用于载荷变化大和急促反向的传动。 不宜用于载荷变化大和急促反向的传动。 用于中心距较大，要求平均传动比不变， 用于中心距较大，要求平均传动比不变， 而不宜采用齿轮或带传动场合。 而不宜采用齿轮或带传动场合。 自行车、摩托车 应用在 挖掘机（恶劣工作条件） 其它低速重载场合
≯3zp≯3-4
机械设计
第九章 链传动
× GB1243.1—1983 链节数 标准编号
滚子链已标准化：P167表9-1 滚子链已标准化 标准化：
名称 链号 排数
08A—1 例：滚子链 08A 1×88
GB2431—1983 GB2431 1983
A系列、节距p=12.7mm，单排，88节 系列、节距p=12.7mm，单排，88节 p=12.7mm
第九章 链传动
v 如图： v 如图： 、 ′ 均作周期性变化
转一个链节为周期 每转一个链节为周期
v —— “忽快忽慢 忽快忽慢” 忽快忽慢
机械设计基础试题09

机械设计基础试题09

第九章链传动一、填空题1.链传动的工作原理是靠链条与链轮之间的____来传递运动和动力。

2.链传动的平均传动比____，其值是____。

3.链传动的瞬时链速和瞬时传动比是____，传动平稳性____。

4.在套筒滚子链中，外链板与销轴是____配合，内链板与套筒是____配合，套筒与销轴是____配合，套筒与滚子是____配合。

5.在链传动中，链节数最好选____数，原因是链条联成环形时，正好是内外链节相接。

6.当链节数为____数时，链条必须采用____链节联接，此时会产生____。

7.由于多边形效应，链条沿前进方向和垂直于前进方向的速度量周期性变化，链条节距越____，链齿轮数越____，链速越____，变化越剧烈。

8.链条的节距越大，承载能力____。

9.在水平放置的链传动中紧边应设置为____，目的是____。

10.链轮齿数____，越易发生跳齿或脱链现象。

11.链传动张紧目的是____，带传动张紧的目的是____。

二、选择题1. 链传动设计中，一般链轮最多齿数限制为Z max＝120，是为了____。

（1）减小链传动的不均匀性（2）限制传动比（3）减少链节磨损后链从链轮上脱落下来的可能性（4）保证链轮轮齿的强度2. 链传动中，限制链轮最少齿数的目的之一是为了____。

（1）减少传动的运动不均匀性和动载荷（2）防止链节磨损后脱落（3）使小链轮轮齿受力均匀（4）防止润滑不良时轮齿加速磨损3. 链传动中，最适宜的中心距是____。

（1）（10-20）p （2）（20-30）p （3）（30-50）p （4）（50-80）p4. 设计链传动时，链节数最好取____。

（1）偶数（2）奇数（3）质数（4）链轮齿数的整数倍5. 下列链传动传动比的计算公式中，____是错误的。

（1）i=n1/n2 (2) i=d2/d1 (3) i=Z2/Z1 (4) i=T2/T1η6. 链传动中，链条的平衡速度v=____。

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)


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


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：

链传动

则其标记方法为：16A-2×88 GB1243.1-83
第九章 链传动 3. 链轮
为了保证链条平稳、顺利地进入和退出啮合，并使链 条受力均匀，不易脱链。链轮的齿形应简单且易于加工。 图 7-20 所示为国家标准 (GB1244-85 附录 D) 规定的滚 子链链轮端面齿形，由aa、ab和cd三段圆弧和一段直线bc 构成，简称“三圆弧一直线”齿形。这种齿形可用标准 刀具以范成法加工， 其断面齿形无需在工作图上画出， 只需注明“齿形按 3R GB1244-85 制造”即可。这种齿 形具有接触应力小，磨损轻，冲击小， 齿顶较高不易跳 齿和脱链。
2 2 p z1 z2 z1 z2 z2 z1 a Lp Lp 8 4 2 2 2
一般情况下，a和a0相差很小，亦可由下式近似计算
a a0
Lp Lp 0 2
p
PC＜[ P ]
第九章 链传动 表9.4 工作情况系数
第九章 链传动 式中： P—— KA——工况系数， 见表9.4； Kz——小链轮齿数系数，见表9.5；
Kp——多排链系数，见表9.8。
第九章 链传动 2、低速链传动(v≤0.6m/s) 对于低速链传动主要失效形式是链条的过载拉断，因 此应进行静强度计算。校核其静强度安全系数S
z1 pn1 z2 pn2 v m/s 60 1000 60 1000
故平均传动比
n1 z2 i n2 z1
第九章 链传动 2 瞬时链速
图9-9 链传动的速度分析
第九章 链传动
9.4 滚子链传动的设计计算
9.4.1 链传动的主要失效形式 链轮和链条相比，链轮的强度高，使用寿命较长，所以链 传动的失效，主要是链条的失效，其主要失效形式是： (1) 链条疲劳破坏。 链条各元件在变应力作用下，经过一定 循环次数，链板发生疲劳断裂，滚子、套筒表面出现疲劳点蚀

第9章链传动

速 v(12~15)m/，s以控制链传动噪声。
3.链的节距
链条节距越大，链条与链轮尺寸则越大，承载能力越高。但传动速度的不 均匀性、动载荷和噪声也随之增大。在满足承载能力条件下，应选择小节距， 尤其是高速重载时，宜优选小节距多排链。
4.链传动的中心距和链节数
中心距小：结构紧凑；但包角小，同时啮合的齿数少，磨损严重，易产生 脱链。 在同一转速下，绕转次数增加，易产生疲劳损坏。 中心距大：对传动 有利；但结构过大，链条抖动加剧。所以，一般取：a(30~5)0p，amax80p 链条长度以链节数 L p 表示，仿照带传动求带长公式有链条节数：
（b） （c） 图9-4 链轮的结构
（d）
7
高职高专“十一五”规划教材
9.4链传动的运动分析和受力分析
为了便于对链传动的运动状况进行定性分析，我们忽略链及其它元件 的柔性及制造误差等因素来分析链传动的平均传动比和瞬时传动比。
9.4.1平均传动比
在工作时，传动链绕在链轮上，由于啮合作用，啮合区段的链 条将曲折成正多边形的一部分，多边形的边长等于节距p，边数等 于链轮齿数Z。所以，当链轮转过一周，随之转过的链长为Zp，故 链条的平均速度为：
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
两轮轴线在同一铅垂面内， 下垂量增大会减少下面链轮有 效啮合齿数，降低传动能力， 为此，应采取以下措施①中心 距可调；②设张紧装置；③上 下两轮错开，使两轮轴线不在 同一铅垂面内
13
高职高专“十一五”规划教材
见
再
15
3
高职高专“十一五”规划教材
9.2 链条
9.2.1链条的种类
按用途不同链条可分为传动链、起重链和曳引链。

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。
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§9-4 链传动的工作情况分析
二、链传动的动载荷 1、产生原因：由于链速是变化的，必然有加速度，引起
动载荷。 2、动载荷大小 链速变化引起的惯性力： 式中：m—紧边链条的质量，kg； ac—链条变速运动的加速度，m/s2。 主动轮匀速回转，则：
当 1 180 时
2
Z1
(ac )max
R112
链节数为奇数时：接头采用过渡链节。由于过渡链 节的链板要受附加弯，可采用双排链或多 排链，但不宜过多。
7、基本参数：节距p、滚子外径d1、内链板内宽b1，排 距Pt 。节距P大，各零件尺寸大，传递功率大。各元件均 需热处理，以提高其强度、耐磨性和耐冲击性。
2、讨论 1) β: -φ1/2≤β≤φ1/2; 2) 当β=±φ1/2时:
3) 当β=0时:
4) vx1：(vx1)min→(vx1)max→(vx1)min，呈周期性变化； vy1：(vy1)max→(vy1)min→(vy1)max，呈周期性变化。 可见，链条作忽上忽下、忽快忽慢的运动，工作不
二、链轮的基本参数和主要尺寸
基本参数：配用链条参数--节距p、套筒外径d1、排 距pt和齿数z，表9-3，和表9-4。
主要尺寸：
滚子链链轮轴向齿廓尺寸：表9-4
三、链轮结构 小直径：整体式； 中等尺寸：孔板式； 大直径：将齿圈用螺栓连接或焊接在轮毂上
四、链轮的材料 链轮的材料要求：足够的耐磨性和强度。 由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合
sin( 180) Z1
mR112
sin 180 Z1
m12 p
2
从动链轮因角加速度引起的惯性力：
Fd 2
J R2
d2
dt
式中：J—从动链轮转化到从动链轮轴上的转动惯 量，kg.m2；
ω2—从动链轮角速度，rad/s。
造），结构紧凑，承载能力大，功率大，P≤100KW， 可达数千KW；
4）中心距远，可达10m； 5）可在高温和潮湿条件下工作。
缺点： 1）制造较困难，成本高（对比对象不同，有不同的 结果）； 2）瞬时传动比不是常数； 3）磨损后，易跳齿和掉链； 4）只能实现平行轴间链轮的同向传动； 5）不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动 中。
8、国家标准GB/T1243-1997（表9-1） 单位：英制换算成米制； 节距值：p=链号数乘25.4/16mm； 系列：A-适用于以美国为中心的西半球区域； B-适用于欧洲区域；我国用A系列。 标记示例：链号--排数—整链链节数—标注编
号；08A－1－88 GB/T1243-1997。
二、齿形链 由一组齿形链板按一定顺序交错连接而成，传递平
机械设计
第九章：链传动
主讲老师：吴克勤
第九章 链传动
§9-1 链传动的特点及应用
1、组成：链条和链轮（大链轮和小链轮）组成。 2、工作原理：依靠链条链节与链轮轮齿啮合来传递运动 和动力，它实质是中间挠性件的啮合传动。
3、链传动的优缺点 优点： 1）平均传动比准确（与带传动比较，因为不存在弹
性滑动和打滑），i≤8； 2）无初拉力（与带传动比），轴上的径向拉力小。 3）同样条件下，比带传动整体尺寸小（金属材料制
平稳，有规律的振动。
3、从动轮铰链中心B运动分析：
从动轮在链条的牵引下，以角速度ω2转动，链轮 半径R2，链条销轴B以R2ω2 作圆周运动。同理链条的 水平速度和垂直速度分别为：
4、瞬时传动比 链条沿水平运动方向不能伸长，故vx1=vx2，有 或 瞬时传动比：
随着γ和β的不断变化，链传动的瞬时传动比也 是不断变化的。当主动链轮以等角速度回转时，从动 链轮的角速度将周期性地变动，导致运动不均匀，当 p↑、z↓、n↑时，运动不均匀↑。
平均传动比： 链传动是啮合传动，链轮与链条之间没有相对滑动， 平均链速和平均传动比为常数。
二、瞬时转速 1、主动轮铰链中心A点速度分析 假定：主动边始终处于水平位置，链节对应的中心角
为φ1， φ1=360º/z1。主动轮以等角速度ω1转动，链轮半 径R1，链条销轴A以R1ω1 作等速圆周运动。链条运动由销 轴A牵引，且其水平速度和垂直速度分别为：
稳、寿命长，但成本高、重量大、结构复杂，一般只适 宜于高速场合。
§9-3 滚子链链轮的结构和材料
组成：轮齿、轮缘、轮辐和轮毂。 设计：选择结构和尺寸，选择材料和热处理方法。 一、链轮齿形
链传动是非共轭啮合，齿形设计比较灵活，取决于 加工轮齿的刀具和加工方法。国家标准只规定最小和最 大齿槽形状及其极限参数，表9-2。
一般不超过15m/s，常用在传动系统的低速级，推荐使用 的最大传动比imax=8。
传动链分类：滚子链和齿形链等。 滚子链：使用最广，本章讨论； 齿形链：使用较少，不讨论。
§9-2 传动链的结构特点
一、滚子链 1、结构：滚子、套筒、
销轴、内链板和外链板。 2、连接： 过盈配合：外链板与
销轴；内链板与套筒。 间隙配合：滚子与套
4、应用 1) 要求工作可靠、平均传动比精确，瞬时传动比不精 确的场合； 2) 平行两轴，中心距a较大场合； 3) 不宜用带传动和齿轮传动的场合，如摩托车； 4) 用于低速重载和恶劣的工作条件，如挖掘机。
5、传动链的种类 按用途分类:传动链、输送链和起重链。 输送链：用于运输机械; 起重链：用于起重机械; 传动链：常用，传递的功率一般在100KW以下，链速
筒；套筒与销轴。
3、运动：当内外链板相对挠曲时（转动），套筒可绕 销轴自由转动。滚子活套在套筒上，工作时，可沿链轮 齿廓滚动，减轻齿廓磨损。内外链板间留少许间隙，便 于润滑油渗入套筒和销轴之间，减轻其磨损。
4、链板设计成“8”字型：等强度设计，σ=F/A。 5、接头形式
链节数为偶数时：接头可用开口销（大节距）； 弹簧卡片（小节距）；
次数多，所受冲击也较严重，故小链轮应采用较好的 材料制造。
链轮常用的材料和应用范围表9-5。
§9-4 链传动的工作情况分析
一、链传动的运动特性 1、平均传动比：链节距p、链轮齿数z，则链轮每转一圈，
链条走zp长，所以链的平均速度v
式中：n1、n2主、从动链轮转速rpm； z1、z2主、从动链轮齿数。