链传动的结构特点及安装方法

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：活动情境观察自行车或摩托车上的链传动。任务要求掌握链传动的结构特点，学会安装链传动。任务引领通过观察与操作回答以下问题：1.链传动由哪些部分组成？图3.25链传动主要类型链传动的种类很多。

活动情境

观察自行车或摩托车上的链传动。

任务要求

掌握链传动的结构特点，学会安装链传动。

任务引领

通过观察与操作回答以下问题：

1.链传动由哪些部分组成？它与带传动有何区别？

2.链传动有哪些类型？它们各有何特点？

3.链传动的主要失效形式是什么？如何安装与维护？

归纳总结

3.3.1　链传动的类型、特点与应用

1）链传动的工作原理和类型

（1）工作原理

链传动由主动链轮、从动链轮和链条等组成，如图3.25所示。工作时，通过链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。

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图3.25　链传动

（2）主要类型

链传动的种类很多。按用途的不同，链传动可分为传动链、起重链和运输链3类。

①传动链。一般用于机械装置中传递运动和动力。

②起重链。主要用于起重机械中提起重物。

③运输链。主要用于各类输送装置中。

根据结构的不同，传动链可分为滚子链、套筒链、弯板链及齿形链等，如图3.26所示。滚子链结构简单，磨损较轻，故应用较广。齿形链又称无声链，其传动平稳准确，振动、噪声小，强度高，工作可靠；但质量较小，装拆较困难，主要用于高速、高精度的场合。

2）链传动的特点和应用

链传动是属于具有中间挠性件的啮合传动。它兼有齿轮传动和带传动的一些特点。

（1）与齿轮传动相比

链传动的制造与安装精度要求较低；链齿轮受力情况较好，承载能力较大；有一定的缓冲和减振性能；中心距可大而结构简单。

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图3.26　传动链的类型

（2）与摩擦型带传动相比

链传动的平均传动比准确；传动效率较高；链条对轴的拉力较小；同样使用条件下，结构尺寸更紧凑。此外，链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节工作量小，并且能在恶劣环境条件下工作。

链传动的主要缺点是：不能保持瞬时传动比恒定；工作时有噪声；磨损后易发生跳齿；不适用于受空间限制要求中心距小以及急速反向传动的场合。

链传动的应用范围很广。通常中心距较大（a≤6m）、多轴、平均传动比（i≤7）要求准确的传动，环境恶劣的开式传动，低速（v≤15m/s）重载（p≤100kW）传动，润滑良好的高速传动等都可成功地采用链传动。目前，它在矿山机械、石油化工机械、运输机械及农业机械中得到广泛应用。

3.3.2　滚子链与链轮

1）滚子链的结构和标准

（1）滚子链的结构

滚子链的结构如图3.27所示。滚子链由滚子5、套筒4、销轴3、内链板1及外链板2所组成。内链板1与套筒4之间、外链板2与销轴3之间分别用过盈配合固定联接。滚子5与套筒4之间、套筒4与销轴3之间均为间隙配合，它们之间可自由转动，这样可减轻齿廓磨损。

链板一般制成8字形，以使它的各个横截面具有接近的抗拉强度，同时减少了链的质量和运动时的惯性力。滚子链的接头形式如图3.28所示。当链节数为偶数时，形成环状的接头处正好是内外链板相接，链节接头处可用开口销或弹性锁片固定（见图3.28（a）、（b）），分别适用于大节距与小节距。当链节数为奇数时，需用过渡链节才能构成环状，如图3.28（c）所示。过渡链节的弯链板工作时会受到附加弯曲应力，故应尽量不用。

当传递大载荷时，可采用双排链（见图3.29）或多排链。多排链的承载能力与排数成正比。但由于精度的影响，各排链所受载荷不易均匀，故排数不宜过多，一般不宜超过4排。

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图3.27　滚子链的结构

1—内链板；2—外链板；3—销轴；4—套筒；5—滚子

滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p、滚子外径d1和内链节内宽b1（见图3.30），对多排链则还有排距pt。其中，节距p是滚子链的主要参数，节距增大时，链条中的各零件的尺寸也相应增大，可传递的功率也随之增大，但冲击和振动也增大。

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图3.28　套筒滚子链的接头形式

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图3.29　套筒双排链

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图3.30　链轮齿槽形状

（2）滚子链的标注

滚子链已标准化，其结构和基本参数已在国家标准中作了规定，设计时可根据载荷的大小及工作条件选用。滚子链又分为A，B两个系列。其中，A系列用于高速、重载和重要的传动；B系列用于一般传动。

滚子链规格和主要参数见表3.9。

滚子链的标记为

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例如，08A-1×90　GB/T1243—2006表示：A系列、8号链、节距12.7mm、单排、90节的滚子链。

表3.9　A系列滚子链的主要参数

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注：1.摘自GB/T1243—2006，表中链号与相应的国际标准链号一致，链号乘以25.4/16即为节距值（mm）。后缀A表示A系列。
2.使用过渡链节时，其极限载荷按表列数值80%计算。

2）链轮的齿形结构和材料

（1）链轮的齿形

链轮的齿形应保证链轮与链条接触良好、受力均匀，链节能顺利地进入和退出与轮齿的啮合。

根据GB/T1243—2006，链轮端面齿形推荐用三圆一直线齿形，如图3.30所示。此时，若用标准刀具加工时，在链轮工作图上可不画出端面齿形，只画出轴向齿形，但需注明“齿形按GB/1243—2006的规定制造”。

链轮的轴向齿廓采用圆弧状以使链节进入和退出啮合较方便，链轮轴向齿廓和尺寸查标准GB/T1243—2006。绘制链轮工作图时，应注明节距p、齿数z、分度圆直径d、齿顶圆直径da、齿根圆直径df及齿侧凸缘直径dg。

（2）链轮的结构

链轮的结构如图3.31所示。小链轮制成实心式（见图3.31（a））；中等尺寸的链轮常为辐板式或孔板式（见图3.31（b））；直径较大时，可采用组合式结构（见图3.31（c））。

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图3.31　链轮的结构

（3）链轮的材料

链轮轮齿应具有足够的疲劳强度、耐磨性和耐冲击性，故链轮材料多采用低碳合金钢（如20Cr等）经渗碳淬火；或用调质钢（如用45，50，35CrMo，40Cr等）表面淬火，硬度在45HRC以上。

因小链轮的啮合次数较多，且磨损和所受冲击也较严重，故其材料常优于大链轮。

3.3.3　链传动的布置、张紧和维护

1）链传动的失效形式

链传动的失效多为链条失效，主要有以下5种情况：

（1）链条的疲劳破坏

链传动时，因紧边和松边的拉力不同，故链条在运行中受变应力作用。经多次循环后，链条将发生疲劳破坏。在润滑条件良好时，链条的疲劳强度是决定链传动能力的主要因素。

（2）链条磨损与脱链

链传动时，因销轴与套筒、套筒与滚子之间发生摩擦引起磨损，故若润滑不良，将导致磨损加重，链条节距增大，发生跳齿或脱链。这是开式传动常见的失效形式。

（3）滚子和套筒的冲击破坏

链传动时反复启动、制动、反转产生较大的冲击，以及传动中的不平稳，以致滚子、套筒产生冲击疲劳破坏。

（4）销轴和套筒的胶合

在高速、重载时，链条所受冲击载荷、振动较大，销轴与接触表面难以维持连续的油膜，导致摩擦严重而产生高温，使元件表面发生胶合。

（5）链条的过载拉断

低速、重载时，链条因静强度不足而被拉断。

2）链传动的布置

链传动布置应注意以下3点：

①两链轮的轴线最好布置在同一水平面内（见图3.32（a））。两链轮中心与水平面的倾斜角应小于45°。

②尽量避免垂直传动。链轮轴线在同一铅垂面内时，链条应磨损而垂度增大，会使与下链轮的啮合的次数减少或松脱。若必须采用垂直传动时，可采用以下措施：

a.中心距可调。

b.上下两轮错开，使两轮轴线不在同一铅垂面内（见图3.32（b））。

c.设张紧装置（见图3.32（c））。

③主动链轮的转向应使传动的紧边在上，松边在下，以免垂度过大时干扰链与轮齿的正常啮合（见图3.32（d））。

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图3.32　链传动的布置

3）链传动的安装

安装链轮时，应保证尽可能小的共面误差，因此要求：两轮的轴线应平行；应使两轮轮宽中心平面的轴向位移误差Δe≤0.002a（a为中心距），两轮旋转平面之间的夹角Δθ≤0.006rad。

安装链条时，对小节距链条可把它的两个联接端都拉到链轮上，利用链轮齿槽来定位，再把联接链接销轴插入套筒孔中，装上弹性锁片。

4）链传动的张紧

（1）链传动的垂度

链传动的松边的垂度可近似认为两轮公切线至松边最远点的距离。合适的松边垂度推荐为f=（0.01~0.02）a（a为中心距）。对重载、经常制动、启动、反转的链传动，以及接近垂直的链传动，松边垂度应适当减小。

（2）链传动的张紧

张紧的目的主要是避免链条垂度过大而引起啮合不良和链条的振动。链传动的张紧可采用下列方法：

①调整中心距。

增大中心距使链张紧。对滚子链传动，中心距的可调整量为2p。

②缩短链长。

当中心距不可调整而又无张紧装置时，对因磨损而变长的链条，可拆除1~2个链节，使链缩短而张紧。缩短链长的方法是：对奇数节链条，拆除过渡链节即可；对偶数节链条，可拆除3个链节（一个外链节，两个内链节），换上一个复合链节（一个内链节与一个过渡链节装在一起）。

③采用张紧装置。

图3.32（c）中采用张紧轮。张紧轮一般置于松边靠近小链轮外侧。

5）链传动的润滑

（1）润滑方式

链传动的润滑方式一般根据链速和链号确定。人工润滑时，用刷子或油壶定期在链条松边内外链板间隙处注油，每班（8h）一次；滴油润滑时，利用油杯将油滴落在两铰接板之间。单排链每分钟滴油5~20滴，链速高时取大值；油浴润滑时，链条和链轮的一部分浸入油中，浸油深度6~12mm；飞溅润滑时，在链轮侧边安装甩油盘，飞溅润滑。甩油盘浸油深度12~25 mm，其圆周速度大于3m/s；喷油润滑用于链速v>8m/s的场合，强制润滑并起冷却作用。

（2）润滑油的选择

润滑油推荐用全损耗系统用油，牌号为L-AN32，L-AN68，L-AN100。温度较低时用前者。对开式及重载低速传动，可在润滑油中加入MoS2，WS2等添加剂。

自测题

一、填空题

1.链传动是通过链条与链轮轮齿的________来传递运动和力。

2.链条的主要参数是________。链条的长度常用表示。

3.设计时，在满足承载能力的前提下，尽量选取小节距的________链；高速重载时，可选用小节距的________链。

4.因链节数常取偶数，故为使磨损均匀，链轮齿数一般取________数。

5.链传动张紧措施：____________________；____________________；________________。

二、选择题

1.滚子链传动中，尽量避免采用过渡链节的主要原因是（　）。

A.制造困难　B.价格高　C.链板受附加弯曲应力