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1、模块4 链传动机械设计基础（第四版）机械设计基础（第四版）模块模块4 4 链链 传传 动动模块模块4 4 链传动链传动4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮4.3 4.3 链传动链传动的工作的工作能力能力4.4 4.4 链传动的设计计算链传动的设计计算4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求4.1 4.1 概述概述 链传动是由装在平行轴上的主动链轮链传动是由装在平行轴上的主动链轮1 1、从动链轮、从动链轮2 2和绕在链和绕在链轮上的环形链条所组成，轮上的环形链条所组成，如图如图4-14-1所示。以链条作为中间挠性件，所示。以链条作为中间
2、挠性件，靠链条靠链条与与链轮轮齿的链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。啮合来传递运动和动力。.图图4-1-14-1-1 链传动简图链传动简图1234.1 4.1 概述概述一、链传动的类型一、链传动的类型（1 1）链条按用途不同可以分为：链条按用途不同可以分为： 1 1）传动链）传动链 常用于一般机械传动。常用于一般机械传动。 2 2）输送链）输送链 在各种输送装置和机械化装卸设备中，在各种输送装置和机械化装卸设备中， 主要用于输送物料。主要用于输送物料。 3 3）拽引链）拽引链 主要用于拉曳和起重的链条。主要用于拉曳和起重的链条。 4 4）专用特种链）专用特种链 主要用于专用机械装置上的、具有特殊
3、主要用于专用机械装置上的、具有特殊 功能和结构的链条。功能和结构的链条。 4.1 4.1 概述概述(a) (a) 自行车中的传动链自行车中的传动链 (b) (b) 输送链输送链 (c) (c) 曳引曳引链链 (d) (d) 专业特种链专业特种链图图4-1-24-1-2 链传动的类型链传动的类型( (按用涂分按用涂分) )4.1 4.1 概述概述一、链传动的类型一、链传动的类型（2 2）链条按链条按结构结构不同可以分为：不同可以分为： 短节距精密滚子链（简称滚子链）、套筒链、弯板链、短节距精密滚子链（简称滚子链）、套筒链、弯板链、齿形链等多种。齿形链等多种。 最常用的是滚子链。最常用的是滚子链。
4、4.1 4.1 概述概述(a) (a) 滚子链滚子链 (b) (b) 套筒链套筒链(c) (c) 弯板链弯板链(d) (d) 齿形链齿形链图图4-1-34-1-3 链传动的类型链传动的类型( (按结构分按结构分) )4.1 4.1 概述概述二、链传动的特点和应用二、链传动的特点和应用 1 1）链传动是啮合传动，无弹性滑动和打滑现象。）链传动是啮合传动，无弹性滑动和打滑现象。 2 2）链传动的承载能力大，效率高，能保持准确的平均传）链传动的承载能力大，效率高，能保持准确的平均传动比，工作可靠，过载能力强。动比，工作可靠，过载能力强。 3 3）链传动所需张紧力小，作用在传动轴上的径向压力小。）链传
5、动所需张紧力小，作用在传动轴上的径向压力小。 4) 4) 链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传链条采用金属材料制造，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。动的整体尺寸较小，结构较为紧凑。 5)5) 在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境下工作。在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境下工作。（1 1）优点）优点与摩擦型带传动相比与摩擦型带传动相比4.1 4.1 概述概述二、链传动的特点和应用二、链传动的特点和应用 1 1）制造与安装精度要求较低，成本也低。）制造与安装精度要求较低，成本也低。 2 2）在远距离传动时，结构比齿轮传动轻便得多。）在远距离传动时，结构比齿轮传动
6、轻便得多。（2 2）优点）优点与齿轮传动相比与齿轮传动相比（3 3）缺点）缺点1 1）仅能用于两平行轴之间的同向传动。）仅能用于两平行轴之间的同向传动。2 2）易磨损，磨损后易发生跳齿。）易磨损，磨损后易发生跳齿。3 3）工作时冲击和噪声较大。）工作时冲击和噪声较大。4 4）运转时不能保持恒定传动比，传动平稳性较差。）运转时不能保持恒定传动比，传动平稳性较差。5 5）不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中。）不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中。4.1 4.1 概述概述（4 4）应用）应用二、链传动的特点和应用二、链传动的特点和应用 链传动在矿山、冶金、轻工、化工、运输等机械设备
7、中链传动在矿山、冶金、轻工、化工、运输等机械设备中应用广泛。主要用于要求工作可靠，低速重载两轴中心距较应用广泛。主要用于要求工作可靠，低速重载两轴中心距较大，只要求平均传动比准确和工作环境恶劣的传动。大，只要求平均传动比准确和工作环境恶劣的传动。图图4-1-44-1-4 链传动的应用链传动的应用4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮一、滚子链的结构与标准一、滚子链的结构与标准 滚子链由内链板滚子链由内链板1 1、外链板、外链板2 2、销轴、销轴3 3、套筒、套筒4 4和滚子和滚子5 5组成。组成。图图4-2-14-2-1 滚子链的结构滚子链的结构 （1 1）滚子链的结构）滚子链的结构4.2
8、4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮一、滚子链的结构与标准一、滚子链的结构与标准滚子滚子套筒套筒销轴销轴内链板内链板外链板外链板图图4-2-24-2-2 滚子链的剖面结构滚子链的剖面结构 （1 1）滚子链的结构）滚子链的结构4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮一、滚子链的结构与标准一、滚子链的结构与标准图图4-2-34-2-3 当传递大功率时，可采用双排链当传递大功率时，可采用双排链 （1 1）滚子链的结构）滚子链的结构(a) (a) 单排单排(b) (b) 双排双排4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮一、滚子链的结构与标准一、滚子链的结构与标准 （2 2）滚子链的标准）滚子链的标准 滚子
9、链已滚子链已标准化标准化。1 1）主要参数）主要参数节距节距p p滚子链上相邻两销轴中心的距离。滚子链上相邻两销轴中心的距离。 p p越大，链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。越大，链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。 链条长度以链节数链条长度以链节数X X表示。链节数最好取表示。链节数最好取偶数偶数，以便链，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。条联成环形时正好是外链板与内链板相接。4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮2 2）滚子链）滚子链d d标记方法：标记方法：“链号链号- -排数排数- -链节数链节数 标准代号标准代号” 若链节数为奇数时，则若链节数为奇数时，则采
10、用采用过渡链节过渡链节，在链条受，在链条受拉时，过度链节还要承受拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应附加的弯曲载荷，通常应避免采用。避免采用。图图4-2-4 4-2-4 过渡链节过渡链节例如：链号为例如：链号为10A10A、单排、链节数为、单排、链节数为8080的滚子链，标记为的滚子链，标记为“10A-1-80 GB/T 1243-200610A-1-80 GB/T 1243-2006”4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮二、滚子链链轮二、滚子链链轮 （1 1）链轮齿形）链轮齿形pd1dreri360360 Z Z dadf 链轮齿形应保证链节能链轮齿形应保证链节能平稳自如地进入和
11、退出啮平稳自如地进入和退出啮合，尽量减少啮合时与链合，尽量减少啮合时与链节的冲击和接触应力，其节的冲击和接触应力，其形状尽量简单，便于加工。形状尽量简单，便于加工。图图4-2-5 4-2-5 链轮端面齿形链轮端面齿形齿面圆弧半径：re 齿沟圆弧半径： ri 齿沟角： min 、max链轮的节距：p 弦长 国标规定最大值和最小值： 4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮二、滚子链链轮二、滚子链链轮 （1 1）链轮齿形）链轮齿形图图4-2-6 4-2-6 链轮轴面齿形链轮轴面齿形bg(h)r5g直线r4bB2B3ptptr5（a a）单排链轮）单排链轮（b b）多排链轮）多排链轮l 零件工作图：
12、只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮二、滚子链链轮二、滚子链链轮 （2 2）链轮结构）链轮结构装配式装配式-大直径，齿圈可更换大直径，齿圈可更换孔板式孔板式-中等直径中等直径链轮的结构链轮的结构整体式整体式-小直径小直径4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮二、滚子链链轮二、滚子链链轮 （2 2）链轮结构）链轮结构图图4-2-7 4-2-7 整体式链轮整体式链轮4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮二、滚子链链轮二、滚子链链轮 （2 2）链轮结构）链轮结构图图4-2-8 4-2-8 孔板式链轮孔板式链轮4.
13、2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮二、滚子链链轮二、滚子链链轮 （2 2）链轮结构）链轮结构图图4-2-9 4-2-9 装配式链轮装配式链轮4.2 4.2 滚子链滚子链与链轮与链轮二、滚子链链轮二、滚子链链轮 （3 3）链轮的材料）链轮的材料l 链轮轮齿应具有足够的链轮轮齿应具有足够的强度强度、耐磨性耐磨性和和抗冲击抗冲击能力。能力。l 由于小链轮轮齿啮合次数多于大链轮轮齿，所受冲击也由于小链轮轮齿啮合次数多于大链轮轮齿，所受冲击也 较严重，故小链轮材料性能应优于大链轮。较严重，故小链轮材料性能应优于大链轮。l 一般采用中碳钢或中碳合金钢，如一般采用中碳钢或中碳合金钢，如4545、40Cr4
14、0Cr、35SiMo35SiMo等，等， 经淬火处理，硬度达到经淬火处理，硬度达到40-50HRC40-50HRC；高速、重载时采用低碳；高速、重载时采用低碳钢、低碳合金钢，如钢、低碳合金钢，如1515、2020、15Cr15Cr、20Cr20Cr，经表面渗碳淬，经表面渗碳淬火，硬度达到火，硬度达到55-60HRC55-60HRC；低速、轻载、齿数较多的从动轮；低速、轻载、齿数较多的从动轮也可采用铸铁制造。也可采用铸铁制造。4.3 4.3 链传动链传动的工作能力的工作能力smpnz/10006022一、链传动的运动特性一、链传动的运动特性 （1 1）链的平均速度与传动的平均传动比）链的平均速度
15、与传动的平均传动比10006011pnzv1221zznni链条的平均线速度：链条的平均线速度：平均传动比为：平均传动比为：通常链传动比通常链传动比i i 6 6，推荐，推荐i i = 2-3.5 = 2-3.5。 4.3 4.3 链传动链传动的工作能力的工作能力一、链传动的运动特性一、链传动的运动特性图图4-3-14-3-1 链速的变化链速的变化 （2 2）链轮齿数链轮齿数由于链条进入链轮后形成多边形折线，当由于链条进入链轮后形成多边形折线，当滚子在最高点时链条的速度达到最大值滚子在最高点时链条的速度达到最大值当滚子在最低点时链条的速度达到最小值当滚子在最低点时链条的速度达到最小值 链轮链轮
16、齿数越少，瞬时链速和从动轮的角速度及瞬时传动比齿数越少，瞬时链速和从动轮的角速度及瞬时传动比的变化越大。的变化越大。4.3 4.3 链传动链传动的工作能力的工作能力二、链传动的失效形式二、链传动的失效形式根据失效的机理不同，链传动存在四种失效形式：根据失效的机理不同，链传动存在四种失效形式：（1 1）链的疲劳破坏）链的疲劳破坏（2 2）链的铰链磨损）链的铰链磨损（3 3）链的铰链胶合）链的铰链胶合（4 4）链的静力拉断）链的静力拉断4.4 4.4 链传动的设计计算链传动的设计计算一、链一、链的额定功率的额定功率图图4-3-24-3-2 A A系列滚子链的系列滚子链的承载能力承载能力4.4 4.
17、4 链传动的设计计算链传动的设计计算二、链传动二、链传动的设计准则的设计准则 链传动的设计准则是：链传动的设计准则是：传递的功率小于或等于链的传递的功率小于或等于链的额定功率额定功率。P Pc c = = PfPf1 1f f2 2 f f1 1 工况系数工况系数 f f2 2 主动链轮齿数影响系数主动链轮齿数影响系数表表4-3-2 4-3-2 工作情况系数工作情况系数f f1 1载载 荷荷 种种 类类平平 稳稳 运运 转转 1.0 1.0 1.11.1轻轻 微微 震震 动动 1.4 1.4 1.5 1.5 中中 等等 震震 动动 1.8 1.91.8 1.9原原 动动 机机电动机或汽轮机电动
18、机或汽轮机六缸以上内燃机六缸以上内燃机4.4 4.4 链传动的设计计算链传动的设计计算图图4-3-34-3-3 齿数系数齿数系数f f2 2二、链传动二、链传动的设计准则的设计准则4.4 4.4 链传动的设计计算链传动的设计计算 （1 1）选择链轮齿数）选择链轮齿数表表4-3-3 4-3-3 小链轮齿数范围小链轮齿数范围链速链速 v m/s v m/s 0.6-3 3-8 8 25 0.6-3 3-8 8 25 齿数齿数z z1 1 17 17 21 21 25 25 35 35 （2 2）计算修正功率）计算修正功率P Pc cP Pc c = = PfPf1 1f f2 2 z z2 2 =
19、 iz= iz1 1，z z1 1和和z z2 2应尽量选择与链节数互为质数的奇数应尽量选择与链节数互为质数的奇数三、链传动三、链传动的选用的选用4.4 4.4 链传动的设计计算链传动的设计计算三、链传动三、链传动的选用的选用4.4 4.4 链传动的设计计算链传动的设计计算三、链传动三、链传动的选用的选用4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求一、链传动的布置一、链传动的布置布置原则：布置原则：链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方。一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方
20、。i2a 2a =(3050)p两轮轴在同一水平面，两轮轴在同一水平面，紧边在上、在下均能紧边在上、在下均能正常工作。正常工作。表表4-4-1 4-4-1 链传动的布置链传动的布置4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求i 、a 为任意值为任意值两轮轴在同一铅垂面内，两轮轴在同一铅垂面内，下垂量增大会减少下链轮下垂量增大会减少下链轮的有效啮合齿数，降低传的有效啮合齿数，降低传动能力，为此应采用：动能力，为此应采用：1)中心距可调；中心距可调；2)设张紧装置；设张紧装置；3)上下两轮错开。上下两轮错开。传动参数传动参数 正确正确布置布置 不不正确布置正确布置 说说
21、 明明 i 60p两轮轴在同一水平面，两轮轴在同一水平面，松边应在下面。否则松边应在下面。否则松边下垂量增大后松松边下垂量增大后松边与紧边相碰，须经边与紧边相碰，须经常调整中心距。常调整中心距。表表4-4-1 4-4-1 链传动的布置（续）链传动的布置（续）4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求图图4-4-1 4-4-1 链传动的张紧装置链传动的张紧装置二、链传动的张紧二、链传动的张紧4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求三、链传动的安装、润滑、调试与维护三、链传动的安装、润滑、调试与维护图图4-4-2 4-4-2 链传动和小
22、距离输送链的安装链传动和小距离输送链的安装 （1 1）安装安装图图4-4-3 4-4-3 确保链确保链的运动方向和弹簧夹的运动方向和弹簧夹方向一致方向一致4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求 （2 2）精度检查精度检查图图4-4-5 4-4-5 链条松边的初垂度链条松边的初垂度 1 1）初）初垂度垂度4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求 （2 2）精度检查精度检查 2 2）链轮）链轮的位置精度的位置精度（a a）链轮轴的水平度检查）链轮轴的水平度检查（b b）链轮轴的平行度检查）链轮轴的平行度检查（c c）链轮面的平行度检
23、查）链轮面的平行度检查图图4-4-6 4-4-6 链轮的位置精度链轮的位置精度4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求 （3 3）启动条件启动条件1 1）链板）链板、弹簧夹和销钉安装正确；、弹簧夹和销钉安装正确；2 2）链条）链条具有合适的初垂度；具有合适的初垂度；3 3）适度）适度的润滑；的润滑；4 4）链条不与任何物体触碰，尤其是链传动箱；）链条不与任何物体触碰，尤其是链传动箱；5 5）清除杂物，保持链传动环境整洁。）清除杂物，保持链传动环境整洁。4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求 （4 4）试运行试运行 链传动整机正式
24、运行前，要做试运行。启动后，检查以链传动整机正式运行前，要做试运行。启动后，检查以下方面的情况下方面的情况 声音。是否有特别的声音。确保链条与链传动箱不触碰。声音。是否有特别的声音。确保链条与链传动箱不触碰。 振动。链传动是否有附加的振动。振动。链传动是否有附加的振动。 链轮与链条互相干涉。链条是否在链轮上跳动。链轮与链条互相干涉。链条是否在链轮上跳动。 链轮。链条是否能从链轮上平稳自如地退出啮合。链轮。链条是否能从链轮上平稳自如地退出啮合。 啮合。链条与链轮要平稳自如地进入啮合。啮合。链条与链轮要平稳自如地进入啮合。 出现上述问题后，一定不要继续整机运行，而要运用正出现上述问题后，一定不要继
25、续整机运行，而要运用正确的方法消除问题，否则会损毁链传动的装置及设备。确的方法消除问题，否则会损毁链传动的装置及设备。4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求 （5 5）润滑润滑润滑方式润滑方式 1. 1. 人工给油；人工给油；2. 2. 油杯滴油；油杯滴油；3. 3. 油浴润滑、飞溅给油；油浴润滑、飞溅给油；4. 4. 用油泵强制润滑和冷却。用油泵强制润滑和冷却。图图4-4-7 4-4-7 润滑方式润滑方式4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求 （6 6）链传动的检查与故障处理链传动的检查与故障处理图图4-4-8 4-4-8 链板上的裂缝链板上的裂缝图图4-4-9 4-4-9 滚子上的裂缝滚子上的裂缝4.5 4.5 链传动的安装、维护与安全要求链传动的安装、维护与安全要求 （6 6）链传动的检查与故障处理链传动的检查与故障处理图图4-4-10 4-4-10 销轴转动销轴转动图图4-4-11 4-4-11 链板侧面磨损链板侧面磨损机械设计基础（第四版）机械设计基础（第四版）谢谢谢谢! !