第九章
本章内容
链传动的特点、类型、分析、应用以及设计。
本章学习目标
1、掌握链传动的类型，应用以及相关标准等。
2、掌握链传动的运动分析。
3、了解链传动设计的基本内容、掌握参数选择的思路。
本章重点和难点
一、链传动的类型及应用
1、链传动的特点
与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，传动效率高，径向压轴力小，能在低速重载和高温条件下及不良环境中工作；
与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可用于中心距较大的远距离传动场合且制造精度较低；
链传动的主要缺点是只能传递平行轴之间的同向运动，不能保持恒定的瞬时传动比，传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声。
2、滚子链
1）滚子链的组成
滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。 内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接，滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
2）滚子链参数
节距p：滚子链相邻两滚子中心的距离称为链节距，用p表示，它是链条的主要参数。
节距p越大，链条各零件的尺寸越大，所能承受的载荷越大。
链节数Lp：Lp=L/p，滚子链的长度以链节数Lp表示。
链节数Lp最好取偶数，以便链条联成环形时正好是内、外链板相接，接头处可用开口销或弹簧卡片来固定，若链节数为奇数时，则需采用过渡链节，过渡链节的链板需单独制造，另外当链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，使强度降低，通常应尽量避免。
链号：滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是A系列。
设计时，要根据载荷大小及工作条件等选用适当的链条型号；确定链传动的几何尺寸及链轮的结构尺寸。
链号与节距的关系：p=(链号×25.4)/16。
二、链传动的运动分析
链传动的多边形效应
链条绕上链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮子之间的传动，链传动瞬时链速和瞬时传动比都是变化的。 当主动轮以等角速度ω1转动时，链条瞬时速度v周期性地由小变大，又由大变小，每个节距变化一次。由于链速是变化的，工作时不可避免地要产生振动和动载荷。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。
链传动的平均传动比i=n1/n2 =z2/z1
链传动的瞬时传动比i=ω1/ω2 =(d2 cosγ)/(d1 cosβ )
三、链传动的设计
1、失效形式和设计准则
链传动的失效形式主要有以下几种
1）链的疲劳破坏
在正常润滑条件下，疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。 变应力→链板疲劳断裂，套筒、滚子表面疲劳点蚀
2）链条铰链磨损
压力+相对转动→磨损→链节伸长→脱链
3）链条铰链（销轴与套筒）的胶合
当润滑不良或速度过高时，高速+冲击→油膜破坏→温度↑→胶合
4）链条的静力破坏
低速（v＜0.6m／s）过载→断裂
2、参数选择
1）链轮齿数z1、z2
小链轮齿数z1少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将会导致：链轮齿数越少，瞬时链速变化越大，传动的不均匀性和动载荷增大；链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰链磨损加剧；链轮直径较小，当传递功率一定时，链和链轮轮齿的受力会增加，链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。
为使传动平稳，小链轮齿数z1不宜过少，增加小链轮齿数z1对传动有利，但如选得太大时，大链轮齿数将更大，除增大了传动的尺寸和质量外，而且，当链条磨损后，还易发生跳齿和脱链，使链条寿命降低。
链轮齿数的取值范围为17≤z≤150。滚子链传动的小链轮齿数z1应根据链速v和传动比i选取，一般zmin＝9，然后按z2=iz1，选取大链轮的齿数；并控制z2≤114。 因链节数常取偶数，故链轮齿数最好取奇数，以使磨损均匀。
2）传动比i
传动比受链轮最小齿数和最大齿数的限制，且传动尺寸也不能过大，因此传动比一般不大于6。
3）中心距a和链节数Lp
中心距过小，则小链轮上的包角也小，同时啮合的链轮齿数也减少，单个齿承受的载荷增大，易跳齿、脱链；此外单位时间内链条绕转的次数多，加剧链条的磨损和疲劳。 若中心距过大，松边垂度大，则易使链条抖动。
一般可取中心距a=（30~50）p，最大中心距a≤80p Lp应圆整为整数，最好取为偶数。 通常中心距设计成可调的；若中心距不能调节而又没有张紧装置时，应将计算的中心距减小2~5mm。使链条有小的初垂度，以保持链传动的张紧。
4）链的节距p
链的节距p是决定链的工作能力、链及链轮尺寸的主要参数，正确选择p是链传动设计时要解决的主要问题。
链的节距越大，承载能力越高，但其运动不均匀性和冲击就越严重。 允许采用的节距可根据功率P0（当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正）和小链轮转速n确定，应尽可能选用较小的节距。
3、设计步骤
1）选择链轮齿数，确定传动比
2）计算当量单排链的计算功率
3）确定链的型号和链节距
4）计算链节数，确定中心距
5）计算链速，确定润滑方式
6）计算压轴力、有效圆周力。
本章学习时间：建议2小时。