链传动习题（一）

一、链传动的相关知识：

1）平均链速和平均传动比准确，但瞬时传动比不准确。

2）链的平均速度计算公式如下：

V=z1*n1*p/60/1000=z2*n2*p/60/1000 (m/s)

式中：

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。

3）链传动的传动比计算公式如下：

i12=n1/n2=z2/z1。

4）链节距p的计算公式如下：

P=链号x25.4/16

式中：

P一链节距，mm；

例如：08B：p=8x25.4/16=12.7mm。

5）链轮的分度圆直径计算公式如下：

d=p/sin(π/z)=p/sin(180°/z)

式中：

d一分度圆直径，mm；

p一链节距，mm；

z一链轮齿数。

6)传动比i过大，包角小，同时啮合的齿数减少，加速链轮的磨损，且容易脱链。通常限制链传动i≤6，推荐i=2~3.5。当v<2m/s且载荷平稳时，i可达10。当传动比较大时，可采用二级或二级以上传动。

7）链传动中一般中心距调整量△a≥2p，并且使实际中心距比理论中心距小（0.002~0.004）a，调整后松边下垂量常控制为（0.01~0.02）a。（注：p为链节距，a为中心距）

8)小链轮包角验算公式如下：（注：小链轮包角α≥120°。)

α=180°-（z2-z1）p/(πa)x57.3°

式中：

α一小链轮包角，°;

z1一小链轮齿数；

z2一大链轮齿数；

a一中心距，mm；

p一链节距，mm。

9)链轮常用材料及热处理：

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	正常工作条件下z>25的链轮
45、50、ZG310~570	淬火、回火	40~50HRC	无剧烈冲击振动且在易磨损条件下工作的链轮
15Cr、20Cr	渗碳、淬火、回火	55~60HRC	z<30,有动载荷及传动功率较大的链轮
40Cr、35SiMn、35CrMo	淬火、回火	40~50HRC	重要的、要求强度较高、轮齿耐磨的链轮
Q235、Q275	焊接后退火	约140HBS	中等速度、传递中等功率的链轮
不低于HT200的灰铸铁	淬火、回火	260~280HBS	外形复杂、强度要求一般的z>50的从动链轮
夹布胶木			P<6kW、速度较高、传动要求平稳和无噪声的链轮

10)链传动推荐初定中心距a0=（30~50）p，最大取amax=80p。

最小中心距aomin

i	<4	≥4
a0min	0.2z1(i+1)p	0.33z1(i-1)p

注：初定中心距a0应首先考虑结构要求：有张紧装置或托板时，a0max可大于80p；对于中心距不可调整的传动，a0max≈30p；

采用左边的a0min计算式可保持小链轮上的包角不小于120°，且大小链轮不会相碰。

对于中心距不可调整的和没有张紧装置的链传动，应注意中心距a值的计算准确性。

理论中心距a的减小量△a应保证链条松边有一个合适的安装垂度f：

f=（0.01~0.02）a;

对于中心距可调整的链传动，△a（即相应于f）可取较大的值；对中心距不可调整的和没有张紧装置的链传动，则应取较小的值。

11)对于繁重的工况不推荐使用过渡链节。

12）链传动润滑方式的选择与链速和链节距有关。

链传动推荐润滑方式：

K=V*P^0.55	≤2.7	>2.7	<34	>34
K1=V^0.68*P^0.62		≤12	>12
推荐润方式	人工定期润滑，用毛刷或油壶	用滴油器每列链片每分钟供油2~6滴	飞溅润滑，油面达最低滚子中心	用压力循环供油

注：v一链速，m/s；p一链节距，mm。

13）链速:

v≤0.6m/s 低速传动；

v>0.6~8m/s中速传动；

v>8m/s高速传动。（注：高速下运转，要特别重视润滑条件）

14) 链节距的选用：为使传动平稳、结构紧凑，特别是在高速下，宜选用节距较小的链条；速度高、功率大时，可选用节距较小的多排链。选用多排链时应注意脏污和误差对传动时比较敏感的。

15)链传动的一般设计计算步骤：

已知条件：传递功率p、主动链轮转速n1、传动比i、工作载荷情况等。

（1）小链轮、大链轮齿数计算（圆整为整数）：

z1=29-2i;

z2=iz1

注：小链轮推荐齿数：

V=0.6~3m/s 时，z1≥17;

V=3~8m/s时，z1≥21;

v>8m/s时，z1≥25;

V=25m/s时，z1≥35;

链轮齿数优先系列为：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。

（2）实际传动比计算:

i=z2/z1

（3）链轮转速计算：

小链轮转速n1；

大链轮转速n2=n1/i；

（4）设计功率Pd计算：

（5）链条节距选择:

根据设计功率Pd和n1查表选择；

（6）检验小链轮孔径：

dkmax查相关资料。

（7）初定轴间距：

（8）链长节数LP计算：圆整为整数，尽量取偶数节；

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

式中：

a0一初选中心距，mm；

p一链节距，mm；

z1一小链轮齿数；

z2一大链轮齿数；

（9）链条长度L计算：

L=节数x链节距

（10）理论中心距计算：

a=p/4[(Lp-(z1+z2)/2+((Lp-(z1+z2)/2)^2-8((z2-z1)/(2π))^2)^1/2]

式中：

a一理论中心距，mm；

p一链节距，mm；

z1一小链轮齿数；

z2一大链轮齿数；

Lp一链节数；

（11）实际中心距a’(单位：mm)计算：

a’=a-△a=a-(0.002~0.004)a

（12）链速v的计算：

v=z1*n1*p/60/1000(m/s)

（13）有效圆周力F计算：

F=1000P/v（N）

式中：

P一功率，kW；

V一链速，m/s。

（14）作用在轴上的拉力QF计算：

（对于水平传动和倾斜传动：QF=(1.15~1.20）KA*F;

对于接近垂直的传动：QF=1.05KA*F)

QF=1.2*KA*F

式中：

KA一工况系数，查手册；

F一有效圆周力，N。

（15）计算链轮几何尺寸并绘制工作图

（16）润滑方式的选定：

根据链节距p和链条速度v选择；

（17）链条标记：

链条标记示例：

08A-1x78 GB/T1243-1997

16)链轮的张紧：

（1）张紧链轮的布置应根据具体结构情况确定，一般腿甲配置在链条松边靠近小链轮处，且在链条的外侧，以增大小链轮的包角。张紧链轮至少应有3齿与链条啮合。张紧链轮齿数约等于小链轮齿数，且大于最小齿数。

17)链传动应紧边在上。

（1）松边在上，垂度较大时，链与链轮不易脱开，有卷入的倾向。尤其是在链离开小链轮时，这种情况更加突出和明显。因此，要避免小链轮出口侧为渐进下垂侧。中心距大、松边在上时，会因为下垂量的增大而造成松边与紧边的相碰，故应避免。（否则需增加张紧轮，靠近主动轮从内侧往外张紧。）

18)链传动的布置：

（1）两链轮中心连线最好成水平或与水平面成45°以下倾角。

（2）避免两链轮轴线在同一铅垂面内的布置形式，防止链的下垂量集中作用在下端，造成下面链轮的有效啮合齿数的减少，而降低传动能力。

（3）应将松边布置在下面，防止松边下垂量增大后，导致链条与小链轮干涉或与紧边相碰。

（4）两链轮上下布置时，应小链轮在上，或加张紧装置。

两链轮上下布置时，由于链条本身重量的作用使链条下垂，因而下面的链条与链轮齿有脱开的倾向，或接触部分减少，而小轮的啮合齿数比大轮少，因而大轮在下较合理。或增加张紧装置。

（5）链轮不能水平布置，因为在重力作用下，链条产生垂度，特别是中心距较大时，垂度更大，而使链轮与链条的啮合产生干涉，卡链甚至掉链。

19）不能用一根链条带动一条水平线上的多个链轮。

在一条直线上有多个链轮时，不能一根链将一个主动轮的功率一次传递给多个其他的链轮，因为中间链轮的啮合齿数太少，在这种情况下，只能用一对对的链轮进行逐个轴的传动。

二、填空题：

1）链传动设计中，一般大链轮最多齿数限制在Zmax=120，是为了减少链节磨损后链从链轮上脱落下来的可能性(延长链条的使用寿命)。

2)链传动中，限制小链轮最少齿数的目的之一是为了减少传动的运动不均匀性和动载荷。注：链轮齿数不能过少。过少时会增加传动的不均匀性和动载荷；增加链节间的相对转角，从而增大功率损耗；增加铰链承压面间的压强（因齿数少时，链轮直径小，链的工作拉力将增加），从而加速铰链磨损。

3）设计链传动时，链节数最好取 偶数。

4）多排链排数一般不超过3或4排，主要是为了使各排受力均匀。

5）链传动不适合用于高速传动的主要原因是动载荷大。

6）链传动设计中，当（高速）载荷大、中心距小、传动比大时，宜选用小节距多排链。

7）中心距大、传动比小，速度较低时，选大节距单列链。

8)为了当磨损量达到2%~3%时，仍可使链条继续工作，推荐链轮最大齿数zmax=120。

9）链传动大链轮齿数不宜过多的原因是避免磨损时导致过早脱链。

10)链传动中链节数取偶数，链轮齿数为奇数，最好互为质数，其原因是磨损均匀。

11）链传动中，链节数常采用偶数，这是为了使链传动避免采用过渡链节 。

12）在一定转速时，要减少链条传动的不均匀性和动载荷，应减少链条节距，增大链轮齿数。

13）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，结构尺寸大、易脱链。Z1min=9，z2max=120。

(增大z1，链条紧边的总拉力下降，多边形效应减少，啮合时链节间的相对转角减小，磨损小，但尺寸、重量增大。)

Z2大时，节距磨损伸长率许用值[△p/P]减少，链传动的磨损寿命降低，且传动尺寸大。

14）一般z1为奇数。(当z1和z2位奇数而链节数为偶数时，将有利于链条和链轮齿均匀磨损，但z1和z2的选用需考虑传动空间的限制。)

15)按照工作性质的不同，链有传动链、起重链、曳引链三种。

16）传动链（主要有套筒链、套筒滚子链、齿形链和成型链）主要用来传递动力，起重链在起重机械中提升重物，曳引链主要用在运输机械中移动重物。

17）链传动张紧的主要目的是：避免松边垂度过大，引起啮合不良和链条振动现象。

18）若链条在小链轮上的包角过小，则：同时啮合的齿数少，链条和轮齿的磨损快，容易出现跳齿，破坏正常啮合。

19）为了限制链传动的动载荷，在链节距和小链轮齿数一定时，应限制小链轮的转速。

注：因为链速和从动链轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。链的加速度越大，动载荷也将越大。由加速度公式a=±1/2*R1*ω^2*sin(φ1/2)

可知，链轮转速越高、链节距越大、链轮齿数越少，动载荷都将越大。

20)链传动瞬时传动比等于常数的充要条件是：z1=z2且中心距时链节距的整数倍。

21）因为链传动具有运动的不均匀性和动载荷，因此用于低速传动。

22）滚子链传动中，滚子的作用是减轻链轮轮齿的磨损。

23）一般小链轮采用的材料较大链轮好，这是由于小链轮轮齿啮合的次数比大链轮轮齿啮合的齿数多的缘故。

24）链条中应尽量避免使用过渡链节，这主要是因为过渡链板要承受附加弯矩的作用，降低链的使用寿命。

25）低速链传动（小于0.6m/s）其主要失效形式是链条的过载拉断，故应按静强度条件进行计算。

26）在滚子链的结构中，内链板与套筒之间、外链板与销轴之间采用过盈配合，滚子与套筒之间、套筒与销轴之间采用间隙配合。

27)链轮的转速越高，链节距越大，齿数越少，则链传动的动载荷就越大。

28）链传动一般应布置在水平面内，尽可能避免布置在垂直平面或与水平面成45°以上倾角的平面内。

29）若不计链传动中的动载荷，则链的紧边受到的拉力由有效圆周力、离心拉力和悬垂拉力三部分组成。

30）链传动算出的实际中心距，在安装时还需要缩短2~5mm，这是为了保证链条松边有一个合适的安装垂度。

31）在链传动中，当两链轮的轴线在同一平面时，应将紧边布置在上面，松边布置在下面。

32)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运动的不均匀性。

33)为降低从动轮的转速，若传动空间允许，在主动轮齿数和其他条件不变的情况下，增大从动轮齿数有利，因为其传动的功率不变。

三、思考题

1）链传动的失效形式及设计准则是什么？（链板疲劳破坏、销轴和套筒的胶合、链条铰链磨损、滚子套筒的冲击疲劳破坏、过载拉断。）

解：

（1）正常润滑的链传动，铰链单元由于疲劳强度不足而破坏；

（2）因铰链销轴磨损时链节距过渡伸长（在标准试验条件下允许伸长率为3%），而破坏正常啮合和造成脱链现象；

（3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒的摩擦表面易发生胶合破坏；

（4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破坏；

（5）低速重载的链传动，铰链单元发生静强度破坏；

（6）链轮轮齿磨损等。

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。

2)链传动产生动载荷的原因及影响因素有哪些？

解：

（1）链速和从动轮角速度作周期性变化，产生加速度a，从而引起动载荷。

（2）链条垂直方向的分速度也作周期性变化，使链条产生上下振动，产生动载荷；

（3）在链条链节和链轮轮齿啮合的瞬间，由于具有相对速度，产生啮合冲击和动载荷。

（4）由于链和链轮的制造误差、安装误差及由于链条的松弛，在启动、制动、反转、突然超载等情况下产生的惯性冲击，也将增大链传动的动载荷。

影响因素：

影响动载荷的主要因素有：链速、链节距和链轮齿数。（链速越高，链节距越大，链轮齿数越少，动载荷越大。）

3）链号(ISO链号)含义举例说明：

解：

滚子链有A、B两种系列，（注：A系列起源于美国，流行于世界各国；B系列起源于英国，主要流行于欧洲。）我国以A系列设计应用为主，B系列供出口和维修。

滚子链的标记：

链号一排数x链节数  标准编号

例如：08A-1x78GB/T 1243-1997,表示A系列、8号链、节距12.7mm，单排、78节的滚子链。

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