链传动

1、滚子链的标记：

滚子链是标准件，其结构和基本参数已在国家标准中作了规定，设计时可根据载荷大小及工作条件选用。滚子链有A、B两种系列，我国以A系列设计应用为主，B系列供出口和维修。

链号-排数x链节数  标准编号

例如：08A-1x78 GB/T 1243-1997，表示：A系列、8号链、节距12.7mm，单排、78节的滚子链。

2、链轮的齿形已标准化，在GB1243-1997中没有规定具体的链轮齿形，但规定了最大和最小齿槽形状，在这两个极限齿槽之间的各种标准齿形均可使用，这就使齿形设计具有较大的灵活性。齿形用标准刀具加工，在链轮工作图中断面齿形不必画出，只需注明链轮的基本参数和主要尺寸，如齿数Z、节距P、链条滚子外径d1、分度圆直径d、齿顶圆直径da及齿根圆直径df，并在图上注明“齿形按3R GB1243-1997《短节距传动用精密滚子链和链轮》规定制造”。

3、由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合齿数多，所受冲击也较严重，故小链轮应采用较好的材料制造。

4、链传动的平均链速和平均传动比时准确的，瞬时传动比不准确。

链的平均链速v为

v=Z1*n1*p/(60x1000)=Z2*n2*p/(60x1000)  (m/s)

式中：

v一链传动的平均速度，m/s；

z1、z2一主、从动链轮的齿数；

n1、n2一主、从动链轮的转速，r/min；

p一链的节距，mm

链传动的平均传动比i12为：

i12=n1/n2=z2/z1；

链条的节距p=链号x25.4/16。

5、影响链传动动载荷的主要因素有：链速v、链节距p和链轮齿数z。链速越高，链节距越大，链轮齿数z越少，动载荷越大。

6、当链传动和其他传动组成多级传动时，通常将链传动放在速度低的一级上，以免链速过高而增大动载荷和传动的不均匀性。

7、链传动受力分析

1）工作拉力（有效圆周力）F

F=1000*p/v

式中：

F一工作拉力，N；

P一链传动传递的功率，kW；

v一链速，m/s。

2）离心拉力Fc：

Fc=q*v^2

式中：

Fc一离心拉力，N；

q一每米链长质量，kg/m（查相关资料）；

3）垂度拉力Ff

垂度过小时，垂度拉力较大，会增加链的磨损和轴承载荷；垂度过大，会使链与链轮的啮合情况变坏，容易脱链。

Ff=q*g*a^2/(8*f)=q*g*a/(8(f/a))=kf*q*g*ax10^-2

式中：

Kf一垂度系数（其值与中心线与水平的夹角β有关，垂直布置时kf=1，水平布置时，kf=6，倾斜布置时：β≤40°时，kf=4；β>40°时，kf=2）;

f一垂度，mm；

a一两轮中心距，mm；

g一重力加速度，g=9.81m/s^2。

垂度拉力Ff作用于链条全长。

4）拉力：

紧边拉力：F1=F+Fc+Ff

松边拉力：F2= Fc+Ff

5）作用于轴上的载荷FQ

作用于轴上的压力是紧边拉力和松边拉力之和，由于离心拉力不作用于轴上，所以

FQ=F+2*Ff

由于垂度拉力Ff影响较小，一般取（1.05~1.20）倍的F。

FQ=（1.05~1.20）F

8、滚子链传动的失效形式：链板疲劳破坏、销轴与套筒的胶合、链条铰链磨损、滚子套筒的冲击疲劳破坏、过载拉断等。

9、链传动的设计计算一般是根据传递功率P、链轮转速n1、n2、传动工作情况、工作机对外廓尺寸的要求等已知条件来进行设计设计，主要内容是选择链节距、链节数、列数、链轮齿数、结构、材料、压轴力张紧及润滑方式等。

10、链轮齿数

链轮齿数对链传动工作的平稳性及使用寿命影响很大，既不能过大，也不能过小。

Z1≥z1min，z1可根据链速选定

链速v：m/s	0.6~3	3~8	>8
Z1	>17	>21	>25

小链轮齿数z1少，多边形效应明显，传动不平稳、冲击大、动载荷大，链节在进入和退出啮合时，相对转角增大，磨损增加，冲击和功率损耗也增大。齿数z1多，导致大链轮齿数z2多，结构尺寸增大、易脱链。Z1min=9，z2max=120。

在需要大节距、小齿数时，z1min=9+0.2*i，传动空间尺寸允许时，z1=29-2*i，（i为传动比）z1推荐采用奇数齿，它们和偶数的链节（避免使用过渡链节（半扣））相啮合可使链条磨损比较均匀。

链轮齿数范围主要为9~120齿，优选齿数为：17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。

大链轮齿数z2=z1*i。增大，z2，节距的伸长率减小，链传动寿命降低。

注：最少应有3个齿与链条啮合。

11、传动比不宜过大，太大包角变小，会加剧磨损且易脱链。通常限制链传动传动比i≤6，推荐i=2~3.5。

12、链节距p，宜选较小节距，功率大时可采用多排链以减小节距，多排链排数一般不超过3或4排。

在一定条件下，链节距p增大，承载能力强，但链传动的多边形效应也增大，冲击、振动、噪声也严重，传动不平稳且传动尺寸大。

设计原则：

1）设计时，在满足承载能力的前提下，为结构紧凑，寿命长应尽量选较小的链节距。

2）高速重载、中心距小、传动比大时，选小节距多排链。中心距大、传动比小，速度较低时，选大节距单列链。

注：v<0.6m/s为低速链传动；v=0.6~8m/s为中速链传动；v>8m/s为高速链传动；一般传动速度v≤15m/s。

13、中心距

推荐初选中心距 a0=（30~50）p，脉动载荷、无张紧装置场合允许a0<25p，a0≥

amin，最大取amax=80p。

中心距小，结构紧凑，但链条容易产生磨损和疲劳且中心距太小时，小链轮包角变小，每个轮齿所受的载荷增大，且容易出现条吃和脱链现象。中心距过大，传动尺寸过大，且传动时会出现松边颤动。

14、链条长度以链节数Lp（链节距p的整数倍）来表示（与中心距a的关系如下）。

Lp=2a0/p+（z1+z2）/2+（(z2-z1)/（2π））^2*p/a0

式中：

Lp一链节数；

a0一初选中心距；

z1、z2一小链轮、大链轮齿数；

π一圆周率，3.14；

p一链节距；

计算出链节数Lp后应圆整为整数，最好取偶数。再通过下式计算实际中心距a，

15、中心距的调整

一般中心距做成可调的或使用压板、托板、张紧轮等调节方式。调节量一般为△a≥2p，调整后松边下垂量常控制为（0.01~0.02）a。

在无张紧装置且中心距又不可调整的情况下，应注意中心距的精确性。

16、压轴力FQ的计算

FQ=（1.05~1.20）KA*F

式中：

KA一工作情况因数，查手册；

F一工作拉力，N。

两轮轴心连线与水平线夹角大者取小值；反之取大值。

17、低速链传动的静强度计算（低速、重载，或要求使用寿命较短的滚子链传动，应按链条的静强度进行计算。）

对于链速v≤0.6m/s的低速链传动，其主要失效形式是链的过载拉断，按抗拉静力强度计算，应满足

m*FQlim/(KA*F1)≥S

式中：

m一链的排数；

FQlim一单排链的极限拉伸载荷，N，查相关手册；(注：使用过度链节会降低链条强度，其极限拉伸载荷按表列数值80%计算)

KA一工作情况系数，查手册；

S一安全系数，一般取S=4~8。

短节距滚子链的基本参数与主要尺寸（GB/T 6069-2002）

链号	节距p/mm	排距pt/mm	滚子外径d1max/mm	内连接内宽b1min/mm	内链板高度h2max/mm	单排极限拉伸载荷FQlim/kN	单排线质量q1/kg*m^-1
08A	12.70	14.38	7.92	7.85	12.07	13.8	0.60
10A	15.875	18.11	10.16	9.40	15.09	21.8	1.00
12A	19.05	22.78	11.91	12.57	18.08	31.1	1.50
16A	25.40	29.29	15.88	15.75	24.13	55.6	2.60
20A	31.75	35.76	19.05	18.90	30.18	86.7	3.80
24A	38.10	45.44	22.23	25.22	36.20	124.6	5.60
28A	44.45	48.87	25.40	25.22	42.24	169.0	7.50
32A	50.80	58.55	28.58	31.55	48.26	222.4	10.10
40A	63.50	71.55	39.68	19.84	37.85	347.0	16.10
05B	8.00	5.64	5.00	3.00	7.11	4.4	0.18
06B	9.525	10.24	6.36	5.72	8.26	8.9	0.40
08B	12.70	13.92	8.51	7.75	11.81	17.8	0.70
10B	15.875	16.59	10.16	9.65	14.73	22.2	0.95
12B	19.05	19.46	12.07	11.68	16.13	28.9	1.25
16B	25.40	31.88	15.88	17.02	21.08	60.0	2.70
20B	31.75	36.45	19.05	19.56	26.42	95.0	3.60
24B	38.10	48.36	25.40	25.40	33.40	280.0	6.70

工作情况系数KA

拖动机械	驱动机械特性
特性	示例	平稳运转	轻微冲击	中等冲击
平稳运转	离心式泵和压缩机、印刷机械、均匀给料的带式输送机、纸张压光机、自动扶梯、液体搅拌机、风机	1.0	1.1	1.3
中等冲击	多缸泵和压缩机、水泥搅拌机、载荷非恒定的输送机、固体搅拌机、滚筒筛	1.4	1.5	1.7
严重冲击	刨煤机、电锯、轧机、橡胶加工机械、压力机、剪床、单缸和双缸和压缩机、石油钻机	1.8	1.9	2.1

注：

属于平稳运转的驱动机有：电动机、汽轮机和燃气轮机、装有液力耦合器的内燃机；

属于轻微冲击的驱动机有：频繁启动的电动机、六缸和六缸以上带机械式联轴器的内燃机；

属于中等冲击的驱动机有：小于六缸带机械式联轴器的内燃机。

18、链传动的设计功率Pd和链号的选择

Pd=KA*KZ*P/Km

式中：

Pd一链传动设计功率，kW；

P一传递功率，kW；

KA一使用因素或工作情况因数，查手册；

KZ一齿数因数，查手册；

Km一排数因数，查手册。

小链轮齿数因数KZ

排数因数Km

排数m	1	2	3	4	5	6
排数因数Km	1	1.75	2.5	3.3	4.0	4.6

小链轮转速与链传动所能传递的额定功率

注：链号的选择是根据计算出的额定功率和小链轮的转速从上图中选择。

19、轮毂孔径dK

链轮轮毂孔径dK由支承轴的设计确定，应满足dK≤dkmax，其值查手册，否则需增大z1或p。

许用最大轮毂孔径dkmax

齿数z	节距p/mm
9.525	12.7	15.875	19.05	25.40	31.75	38.10	44.45	50.80	63.5
dkmax /mm
11	11	18	22	27	38	50	60	41	80	103
13	15	22	30	36	51	64	79	91	105	132
15	20	28	37	46	61	80	95	111	129	163
17	24	34	45	53	74	93	112	132	152	193
19	29	41	51	62	84	108	129	153	177	224
21	33	47	59	72	95	122	148	175	200	254
23	37	51	65	80	109	137	165	196	224	278
25	42	57	73	88	120	152	184	217	249	310

20、链轮分度圆直径d

d=P/sin（π/z）

式中：

d一链轮分度圆直径，mm；

p一链节距，mm

z一链轮齿数。

21、齿顶圆直径da

damax=d+1.25p-d1

damin=d+p（1-1.6/z）-d1

式中：

damax一齿顶圆最大直径，mm；

damin一齿顶圆最小直径，mm；

d一分度圆直径，mm；

p一链节距，mm；

z一齿数；

d1一配用链条滚子外径，mm，其值查手册。

22、链传动一般可用于低速、重载传动，润滑良好也可用于高速传动。传动链有套筒链、滚子链、齿形链和成型链几种。

23、滚子链中用得最多的主要有短节距精密滚子链、主双节距精密滚子链、重载传动用弯板滚子链等。滚子链传动功率可达100kW，线速度可达15m/s。现代最优质的滚子链传动，功率可达5000kW，线速度可达30m/s。滚子链传动的效率约为0.94~0.96。

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