滚子链和链轮

滚子链和链轮一、滚子链的结构和规格滚子链由内链板1、套筒2、销轴3、外链板4和滚子5组成，如图9-3所示。

内链板和套筒、外链板和销轴用过盈配合固定，构成内链节和外链节。

销轴和套筒之间为间隙配合，构成铰链，将若干内外链节依次铰接形成链条。

滚子松套在套筒上可自由转动，链轮轮齿与滚子之间的摩擦主要是滚动摩擦。

链条上相邻两销轴中心的距离称为节距,用p表示，节距是链传动的重要参数。

节距p越大，链的各部分尺寸和重量也越大,承载能力越高，且在链轮齿数一定时，链轮尺寸和重量随之增大。

因此，设计时在保证承载能力的前提下，应尽量采取较小的节距。

载荷较大时可选用双排链（图9-4）或多排链，但排数一般不超过三排或四排，以免由于制造和安装误差的影响使各排链受载不均。

链条的长度用链节数表示，一般选用偶数链节，这样链的接头处可采用开口销或弹簧卡片来固定，如图9-5a、b）所示，前者用于大节距链，后者用于小节距链。

当链节为奇数时，需采用过渡链节如图9-5c）所示。

由于过渡链节的链板受附加弯矩的作用，一般应避免采用。

GB/T1243-97规定滚子链分为A、B系列，其中A系列较为常用，其主要参数如表9-1所示。

表中链号和相应的国际标准号一致，链号乘以25.4/16mm即为节距值。

a) b) c)图9-5 滚子链接头形式表9-1 A系列滚子链的基本参数和尺寸(GB/T1243-97)链号节距p(mm)排距P t(mm)滚子外径d1(mm)内链节内宽b1(mm)销轴直径d2(mm)内链板高度h2(mm)单排极限拉伸载荷F Q（KN）单排每米质量q(kg/m)08A 12.70 14.38 7.92 7.85 3.98 12.07 13.8 0.6010A 15.875 18.11 10.16 9.40 5.09 15.09 21.8 1.0012A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.96 18.08 31.1 1.5016A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.94 24.13 55.6 2.6020A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.54 30.18 86.7 3.8024A 38.10 45.44 22.23 25.22 11.11 36.20 124.6 5.6028A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.71 42.24 169.0 7.5032A 50.80 58.55 28.58 31.55 14.29 48.26 222.4 10.1040A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.85 60.33 347.0 16.1048A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.81 72.39 500.4 22.60 滚子链的标记为：链号—排数—链节数标准号。

例如：16A—1—82 GB/T1243—97表示：A系列滚子链、节距为25.4mm、单排、链节数为82、制造标准GB/T1243—97。

二、滚子链链轮图9-3滚子链图9-4 双排滚子链1.链轮的基本参数及主要尺寸链轮的基本参数为：链轮的齿数z 、配用链条的节距p 、滚子外径d 1及排距p t 。

链轮的主要尺寸及计算公式如表9-2所示。

表9-2 滚子链链轮主要尺寸 （mm ）名 称 代 号 计 算 公 式备 注分度圆直径dzp d ︒=180sin/齿顶圆直径a d1max a 25.1d p d d -+=1min a )6.11(d p zd d --+= 可在d a max 、d a min 范围内任意选取，但选用d a max 时，应考虑采用展成法加工时有发生顶切的可能性。

分度圆弦齿高a h 1max a 5.0)8.0625.0(d p zh -+= )(5.01mina d p h -=h a 是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助尺寸（见表9-3）h amax 相应于d a max h a min 相应于d a min齿根圆直径 fdd f = d －d 1齿侧凸缘（或排间槽）直径g d76.004.1180cot2--︒≤h zp d g h 2—内链板高度（见表9-1）注：d a 、d g 值取整数，其他尺寸精确到0.01mm .2.链轮的齿形链轮的齿形应能保证链节平稳而自由地进入和退出啮合，不易脱链，且形状简单便于加工。

GB/T1243-97规定了滚子链链轮的端面齿形（表9-3）和轴面齿形（表9-4），由于滚子表面齿廓与链轮齿廓为非共轭齿廓，故链轮齿形设计有较大的灵活性，即在最大、最小范围内均可使用。

若链轮采用标准齿形，在链轮工作图上可不绘制出端面齿形，只须注明按GB/T1243-97制造即可。

但为了车削毛坯，需将轴面齿形画出。

3.链轮的结构和材料链轮的结构如图9- 6所示。

直径小的链轮常制成实心式（图a ）;中等直径的链轮常制成辐板式（图b ）；大直径（ d >200mm ）的链轮常制成组合式，可将齿圈焊接在轮毂上（图d ）或采用螺栓联接（图c ）。

表9-3 滚子链链轮的齿槽尺寸计算公式名 称单 位计 算 公 式最 大 齿 槽 形 状最 小 齿 槽 形 状齿面圆弧半径r e mm )180(008.021min +=z d r e)2(12.01max +=z d r e齿沟圆弧半径r imm 311max 069.0505.0d d r i ⨯+=1d .r i 5050min =齿沟角α(°)z90120min -=α z90140max-=α 注：链轮的实际齿槽形状，应在最大齿槽形状和最小齿槽形状范围内表9-4滚子链链轮轴向齿廓尺寸名 称 代 号计 算 公 式备 注p ≤12.7p >12..7 齿 宽单排双排、三排 四排以上 b f1 0.93 b 1 0.91 b 1 0.88 b 1 0.95 b 1 0.93 b 1 0.93 b 1 P >12.7时，经制造厂同意亦可使用P ≤12.7时的齿宽。

b 1—内链节内宽（见表9-1）倒 角 宽 倒 角 半 径 倒 角 深 圆 角 半 径 链 轮 齿 总 宽 b a r x h r a b fmb a = (0.1～0.15) p r x ≥ p h = 0.5 p r a ≈ 0.04 pb fm = ( m － 1) p t + b f1 m —排数仅适用于B 型链轮的材料应有足够的强度和耐磨性，齿面要经过热处理。

由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多，受冲击也比较大，因此所用材料应优于大链轮。

链轮所用材料及热处理工艺见表9-5。

表9-5 链轮材料及热处理材 料 热 处 理 齿 面 硬 度 应 用 范 围 15、20 渗碳淬火、回火 50～60HRC z ≤25有冲击载荷的链轮 35 正 火 160～200HBS z >25的主、从动链轮 45、50 45Mn 、ZG310-570 淬火、回火 40～50HRC无剧烈冲击振动和要求耐磨的主、从动链轮 15Cr 、20Cr 渗碳淬火、回火 55～60HRC z < 30传递较大功率的重要链轮 40Cr 、35SiMn 、35CrMo 淬火、回火 40～50HRC 要求强度较高又要求耐磨的重要链轮Q235-A 、Q275 焊接后退火 140HBS 中低速、功率不大的较大链轮灰铸铁（不低于HT200） 淬火、回火 260～280HBSz >50的从动链轮及外形复杂或强度要求一般的链轮夹布胶木P < 6KW, 速度较高，要求传动平稳和噪声小的链轮a) b) c) d)图9-6 链轮的结构链传动的传动比及运动的不均匀性链传动的运动情况和绕在多边形轮子上的带很相似，如图9-7所示。

多边形边长相当于链节距p,边数相当于链轮的齿数z 。

链轮每转过一周，链条转过的长度为p z ，当两链轮的转速分别为n 1和n 2时，链条的平均速度为：1000601000602211⨯=⨯=pnz pn z v （m/s ） (9-1)由上式得链传动的平均传动比为：122112z z n n i ==(9-2) 虽然链传动的平均速度和平均传动比不变，但它们的瞬时值却是周期性变化的。

为便于分析，设链的紧边（主动边）在传动时总处于水平位置，图9-7a ）中铰链已进入啮合。

主动轮以角速度ω1回转，其圆周速度v 1=r 1ω1，将其分解为沿链条前进方向的分速度v 和垂直方向的分速度v '则：11111cos cos βωβr v v == (9-3) 11111sin sin βωβr v v ==' (9-4)式中：β1为主动轮上铰链A 的圆周速度方向与链条前进方向的夹角。

当链节依次进入啮合时β1角在±180°/z 1范围内变动，从而引起链速v 相应作周期性变化。

当β1=±180°/ z 1时图9-7b 、d ）链速最小，)180cos(111min z r vω=;当β1=0°时（图9-7C ）链速最大，v max =r 1ω1。

故即使ω1为常数，链轮每送走一个链节，其链速v 也经历“最小-最大-最小”的周期性变化。

同理链条在垂直方向的速度v '也作周期性变化，使链条上下抖动。

（图9-7b 、c 、d ）。

用同样的方法对从动轮进行分析可知，从动轮角速度ω2也是变化的，故链传动的瞬时传动比（i 12=ω1/ω2）也是变化的。

链速和传动比的变化使链传动中产生加速度，从而产生附加动载荷、引起冲击振动，故链传动不适合高速传动。

为减小动载荷和运动的不均匀性，链传动应尽量选取较多的齿数z 1和较小的节距p （这样可使β1减小），并使链速在允许的范围内变化。

a ）b) c) d)图9-7 链传动运动分析滚子链的额定功率曲线链传动的工作能力受到链条各种失效形式的限制。

通过试验可获得链条在一定条件下所能传递的功率P0。

图9-8所示的A系列滚子链额定功率曲线图制定条件为：z1=19；L p=100节；i = 3；a = 40p；满负荷连续运转寿命为15000h；两轮端面共面；采用推荐的润滑方式润滑。

当链传动不能按推荐的方式润滑时，图中规定的功率P0应降低取下列数值：v≤1.5m/s时,取(0.3～0.6)P0；1.5m/s<v<7m/s时,取(0.15～0.3)P0；v>7m/s润滑不良时传动不可靠，不宜采用。

当要求实际工作寿命低于15000h时，可按有限寿命设计，此时允许传递的功率高些。

图9-8 A系列滚子链额定功率曲线设计计算步骤链传动设计计算的原始条件为：①传动的工作情况，原动机、工作机的种类；②传递的功率P；③主、从动轮的转速n1、n2或传动比i；④中心距大小，传动的布置等。