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第四节滚子链传动的设计计算

链是标准件，因而链传动的设计计算主要是根据传动要求选择链的类型、决定链的型号、合
理地选择参数、链轮设计、确定润滑方式等。

一、链运动的主要失效形式

1.皎链磨损

链节在进入和退出啮合时，相邻链节发生相对转动，因而在皎链的销轴与套筒间有相对转动动，引
起磨损，使链的实际节距变长，啮合点沿链轮齿高方向外移。当达到一定程度后，就会破坏链与链轮
的正确啮合，导致跳齿或脱链，使传动失效。

链条磨损后节距变长的情况如图8-12a所示。图中Dp为链节距的平均伸长量。皎链磨损后

实际上只是外链节节距伸长了2Dp,即P2=p+2Dp。而内链节距是不变的，即pi=p。

如图8T2b所示，可知链轮节圆直径的增量为Dd=Dp/sin(180心由此可见，若Dp一定(通
常许用伸长率Dp/p<3%),贝UDd随链轮齿数z的增多而增大。因此，为了保证链的使用寿命，不
致过早产生跳齿或脱链，除应满足规定的润滑状态外，还有必要限制链轮的最大齿

数。

图8-12链条磨损

皎链磨损，过去是链传动的主要失效形式。近年来，由于链和链轮的材料、热处理工艺、防
护与润滑状况都有了很大的改进，链因皎链磨损而失效的形式已经退居次要地位。只有那些
不能保证所要求的润滑状态或防护装置不当的传动，磨损才会成为主要的失效原因。
a)b)
由于链在运转过程中所受载荷不断改变，因而链是在变应力状态下工作的。
经过一定循环次数后，链的元件将产生疲劳破坏。滚子链在中、低速时，链
板首先疲劳断裂；高速时，由于套筒或滚子啮合时所受冲击载荷急剧增加，
因而套筒或滚子先于链板产生冲击疲劳破坏。在润滑充分和设计、安装正确
的条件下，疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素。
图8-13各种条件下的极隅功率曲线
3.皎链胶合

皎链在进入主动轮和离开从动轮时，都要承受较大的载荷和产生相对转动，当链轮转速超过
一定数值时，销轴与套筒之间的承载油膜破裂，使金属表面直接接触并产生很大的摩擦，由
摩擦产生的热量足以使销轴和套筒胶合。在这种情况下，或者销轴被剪断，或者导致销轴、
套筒与链板的紧配合松动，从而造成链传动迅速失效。试验表明，皎链胶合与链轮转速关系
极大，因此，链轮的转速应受胶合失效的限制。

4.链被拉断

在低速（v<0.6m/s）、重载或尖峰载荷过大时，链会被拉断。链传动的承载能力受链元件静拉力强度
的限制。

少量的轮齿磨损或塑性变形并不产生严重问题。但当链轮轮齿的磨损和塑性变形超过一定程
度后，链的寿命将显著下降。通常，链轮的寿命为链条寿命的2~3倍以上。故链传动的承载能力是
以链的强度和寿命为依据的。

二、链传动的承载能力

链传动在不同的工作情况下，其主要的失效形式也不同，如图
8T3所示就是链在一定寿命
下，小链轮在不同转速下由于各种失效形式限定的极限功率曲线。
1是在良好而充分润滑条
件下由磨损破坏限定的极限功率曲线；2是在变应力作用下链板
疲劳破坏限定的极限功率曲
线；3是由滚子套筒冲击疲劳强度限定的极限功率曲线；4是由销轴与套筒胶合限定的极限
功率曲线；5是良好润滑情况下的额定功率曲线，它是设计时实际使用的功率曲线；6是润
滑条件不好或工作环境恶劣情况下的极限功率曲线，在这种情况下链磨损严重，所能传递的
功率比良好润滑情况下的功率低得多。

如图8-14所示为A系列滚子链的实用功率曲线图，它是在
平稳、按照推荐的润滑方式润滑（见图8T5）、工作寿命为
长率不超过3%的情况下由实验得到的极限功率曲线（即在如图基础上作了一些修正得到的）。根据
小链轮转速链速v>0.6m/s情况下允许传递的额定功率P
当实际情况不符合实验规定的条件时，如图8-14所示，查得的PO值应乘以一系列修正系数，如小

链轮齿数系数KZ、链长系数KL、多排链系数KP和工作情况系数KA等（系数值见下节图表）。

zi=19、L=100p、单排链、载荷
15000h、链因磨损而引起的伸

8T3所示的2、3、4曲线n1由此图可查出该
情况下各种型号的链在

0。
当不能按如图8-15所示的方式润滑而使润滑不良时，则磨损加剧。此时，链主要是磨损破坏，额定

功率P0值应降低，当W1.5m/s且润滑不良时，为图值的30%~60%;无润滑时为15%(寿命不能保
证15000h);当1.5m/s<W7m/s且润滑不良时，为图值的15%~30%。当v>7m/s且润滑不良时，该传
动不可靠，不宜采用。

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S

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图8-14A系列滚子链实用功率曲线图8-15推荐的润滑方式

I一人工定期润滑n一滴油润滑

m一油浴或飞溅润滑W一压力喷油润滑

当v<0.6m/s时，链传动的主要失效形式是过载拉断，此时