机械设计——八、链传动（1）

1、链传动的特点和应用

链传动依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力

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；径向压轴力小；结构较为紧凑，能在高温和潮湿的环境中工作

与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动，结构轻便。但是只能实现平行轴间的传动，不能保持恒定的瞬时传动比

链传动主要用在要求工作可靠，两轴相距较远，低速重载，工作环境恶劣，以及其他不宜采用齿轮传动的场合。链传动磨损后易发生跳齿，工作时有噪声，不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中

2、链传动的结构特点

链条按用途的不同可以分为传动链、输送链和起重链。在一般机械传动中，常用的是传动链。传动链又可分为滚子链和齿形链等类型

2.1、滚子链的结构特点

滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈连接；滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合；链板做成八字形能在不降低强度的前提下减少质量

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，各排链承受的载荷不易均匀，故排数不宜过多

当链节数为偶数时，接口处可用开口销或弹簧卡片固定；当链节数为奇数时，需采用过渡链节；过渡链板的强度差，一般不采用奇数链节

滚子链和链轮啮合的基本参数是节距p，滚子外径d1和内链节宽b1（对于多排链还有排距pt），其中节距p是滚子链的主要参数

滚子链有相应标准规格，我国常用美国A系列

2.2、齿型链的结构特点

齿形链又称无声链，它是一组链齿板铰接而成。工作时链齿板与链轮轮齿相啮合而传递运动

齿形链上设有导板，以防止链条工作时发生侧向窜动。导板有内导板和外导板之分。内导板齿形链导向性好，工作可靠；外导板齿形链的链轮结构简单

齿形链传动平稳、噪声小，承受冲击性能好，效率高，工作可靠，多用于高速、大传动比和小中心距等工作条件较为严酷的场合。但齿形链结构复杂，难于制造，价格较高

3、滚子链链轮的结构特点

链轮由轮齿、轮缘、轮辐和轮毂组成。链轮设计主要是确定其结构和尺寸，选择材料和热处理方式

3.1、链轮的齿形

滚子链与链轮的啮合属于非共轭啮合，其链轮齿形的设计比较灵活。所以链轮不需要类似齿轮的渐开线共轭齿廓。

国标中没有规定具体的链轮齿形，仅规定了最小和最大的齿槽形状及其极限参数。实际齿槽形状取决于加工轮齿的刀具和加工方法，并使其位于最大和最小齿槽形状之间。

3.2、链轮的基本参数

b1由链条标准获得

3.3、链轮的结构

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；大直径的链轮常可将齿圈用螺栓连接或焊接在轮毂上

3.4、链轮的材料

链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度。由于小链轮的啮合次数比大链轮多，所受的冲击也比较大，故小链轮通常采用较好的材料制造

5、链传动的工况

5.1、运动特性

在链传动中，链条包在链轮上，如同包在两个正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距 p，边数等于链轮齿数z，链轮每转过一圈，链条走过zp长，得到

在一些特殊的点可以找到链条速度和圆周转速的关系

当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合

链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形效应

链传动的多边形效应与链的齿数和节距有关。齿数越少，节距越大，多边形效应越显著

5.2、动载荷

链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷

视主动链轮为匀速转动

链条的动载荷由其变速运动引起

主动轮β角最大时，链条有最大加速度

从动链轮的动载荷由其角加速度引起

链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大

链条沿垂直方向也在作变速运动，也会产生一定的动载荷。另外，当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度ω作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷

5.3、受力分析

只有紧边在传递动力

小问题：在链传动、齿轮传动、带传动组成的多级传动中，带传动和链传动分别宜布置在哪一级？为什么？

在链传动、齿轮传动、带传动组成的多级传动中，带传动应布置在高速级，因为在传递相同功率的情况下，速度较低，它需要的圆周力会较大，容易打滑。而链传动应布置在低速级，因为链传动瞬时传动比不准确，在高速的情况下，会引起较大的冲击。