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机械设计基础：第 221–230 页

机械设计基础 课堂笔记
链传动的布置
• 两链轮轴一般水平布置，也可倾斜布置
• 倾斜布置时倾角应小于 45°
• 垂直方向的链传动也存在（如某些设备）
注意
链传动中紧边在上，松边在下。若松边在上，可能因松边垂度过大而出现链条
与轮齿的干扰，甚至引起松边与紧边的碰撞，导致链条卡死。
• 松边在下的目的：使链节和链轮轮齿能顺利进入和退出啮合
链传动的张紧
• 链传动用久后会松弛，需张紧（类似带传动）
• 中心距可调节时，通过调节中心距张紧
• 中心距不可调节时，设置张紧轮
Study Notes 221 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
注意
张紧轮安装在链条松边，一般靠近小链轮的位置，放在内外侧均可。但更严谨
地说， 张紧轮靠外侧时靠近小链轮可增大包角； 若靠内侧则靠近大链轮更合适。
实际布置需结合包角考虑。
• 张紧轮可为无齿滚轮，直径可比小链轮小
链传动的润滑
• 润滑方式共 4 种，与链速有关：
润滑方式 适用链速
人工给油（油刷） v < 4 m/s
油杯滴油 v < 10 m/s
油浴润滑 6∼12 m/s
压力油循环润滑 v > 8 m/s
• 油浴润滑：大链轮浸入润滑油中，传动时把油带到啮合位置
• 飞溅润滑：密闭容器中用甩油盘甩油，经壳体集油装置将油导到链条上
• 压力油循环润滑：油泵将油喷到链条上，喷口一般设在链条进入啮合的位置
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机械设计基础 课堂笔记
链传动设计实例（电动机-压缩机减速装置）
• 已知：电动机转速 970 r/min，压缩机转速 330 r/min，中心距 ≤ 600 mm
• 小链轮转速 = 电动机转速（970 r/min） ，大链轮转速= 压缩机转速（330 r/min）
设计步骤：
• 选择小链轮齿数 z1 = 25 （也可取 21、17，需结合后续设计判断合理性）
• 计算传动比 i = n1/n2 = 2.94
• 计算大链轮齿数，取 z2 = 73 （尽量取质数/奇数）
• 计算 Pc，再计算 P0
• 选取中心距 a = 30p （取 50p 或 45p 也可，只要在合理范围内）
• 计算链节数 LP = 110.94 ，取 LP = 110 （链节数取偶数）
• 计算 P0 时查找三个系数：小链轮齿数系数、链长系数、多排链系数
• 验算链速，确定链长
例
链长计算公式：l = Lp × p ÷ 1000 ，将链节数乘以节距再除以 1000，单位转化
为米。如本例链长 l = 1.7476 m 。
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机械设计基础 课堂笔记
注意
链传动中心距不能圆整， 算出多少就是多少 （带传动同理） 。 但齿轮传动中斜齿
轮的中心距需圆整后再修正。
• 计算工作拉力 F 及压轴力 Fq（链轮装到轴上对轴的作用力）
• 选择润滑方式（本例采用最新标准，2024 年修订版）
机械连接的分类
• 机械连接分为两大类：动连接和静连接
• 动连接：两构件间可有相对运动，如移动副、转动副、齿轮副、凸轮副
• 静连接：两零件间不再有相对运动，如组合式链轮的轮芯与齿圈通过螺纹连接
后无相对运动
定义
可拆连接：允许多次拆装而不失效的连接。不可拆连接：必须破坏某一部分才
能拆开的连接，如铆接、焊接。
• 螺纹连接属于静连接中的可拆连接
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机械设计基础 课堂笔记
螺纹的形成
• 螺旋线：以水平面倾斜为 λ 角的直线绕到圆柱上形成
• 螺纹：某一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体轴线而形成
螺纹的分类
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机械设计基础 课堂笔记
按牙形分类：
牙形 牙形角 牙侧角
矩形 0° —
三角形 60° 30°
梯形 30° 15°
锯齿形 33° 3° 和 30°
定义
牙形角：螺纹牙两侧边之间的夹角。牙侧角：牙形的轴垂面（将牙形从中间分
开的面）与牙侧边之间的夹角。
注意
三角形、梯形螺纹的牙形对称分布，牙侧角 = 牙形角的一半。锯齿形螺纹牙形
不对称，牙侧角分别为 3° 和 30°。梯形螺纹和锯齿形螺纹有相应标准。
按旋向分类：
• 右旋螺纹和左旋螺纹（与齿轮旋向类似，用左右手/拇指判断）
按线数分类：
• 单线螺纹和多线螺纹（螺纹中称” 线数”，蜗杆中称” 头数”）
• 单线螺纹有一条螺旋线，双线螺纹有两条螺旋线
按内外表面分类：
• 外螺纹（如螺栓）和内螺纹（如螺母）
• 内、外螺纹构成螺旋副，相互配合
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机械设计基础 课堂笔记
螺纹的主要参数
定义
大径： 与外螺纹或内螺纹的最大直径， 分别用d（外螺纹） 和D（内螺纹） 表示，
也称作公称直径。
定义
小径：与外螺纹或内螺纹的最小直径，分别用d1（外螺纹）和 D1（内螺纹）表
示。
注意
小径是强度计算中常用作危险剖面的计算直径。因为螺栓类似直轴，最小直径
在小径位置，强度校核时需找危险截面（直径较小处） 。
• 外螺纹类似轴，用小写 d 表示；内螺纹类似孔，用大写 D 表示
螺纹的主要参数（续）
• 大径、小径、中径是螺纹的三个直径参数
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机械设计基础 课堂笔记
• 中径：螺纹牙宽度和牙槽宽度相等处的圆柱直径
• 中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径
定义
中径：螺纹牙宽度与牙槽宽度相等处的圆柱直径，是确定螺纹几何参数和配合
性质的直径。
注意
螺纹螺旋副的配合类似于轴和孔的配合，但螺纹有自己特有的公差体系。讲配
合时，针对的是螺纹的中径，而非大径或小径。
螺距
• 螺距是螺纹非常重要的一个尺寸参数
• 指相邻两个螺纹牙同侧齿廓之间的轴向距离
定义
螺距（p） ：相邻两个螺纹牙同侧齿廓之间的轴向距离。
线数
• 线数指螺旋线的数目
• 沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹，沿两条为双线螺纹，n 条为 n 线螺纹
• 线数一般用 n 表示
注意
单线螺纹与多线螺纹用途不同：
• 单线螺纹：效率较低，用于连接（连接螺纹一般用单线螺纹）
• 多线螺纹（n ≥ 2 ） ：效率较高，用作传动螺纹
导程
• 导程用 s 表示
• 指同一螺旋线上相邻两个螺纹牙之间的距离
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机械设计基础 课堂笔记
定义
导程（s） ：同一螺旋线上相邻两个螺纹牙之间的轴向距离。
例
导程与线数、螺距的关系：s = n × p （n 为线数，p 为螺距） 。
升角（λ）
• 升角是螺纹中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角
• 将中径圆柱面展开后，可得到升角的表达式
定义
升角（λ） ：螺纹中径圆柱面上螺旋线的切线与和螺纹轴线垂直的平面之间的夹
角。
例
将中径展开后，πd₂ 为中径周长，s 为导程（s = n × p ） ，则：tan λ = s / (πd₂)
= n × p / (πd₂)
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机械设计基础 课堂笔记
牙形角与牙侧角
• 牙形角：螺纹轴向截面内，螺纹牙形两侧边之间的夹角（用 α 表示）
• 牙侧角：螺纹牙形侧边与螺纹轴线垂直平面之间的夹角（用 β 表示）
例
常见螺纹的牙形角与牙侧角：
• 三角螺纹：α = 60° ，牙侧角 = 30°
• 梯形螺纹：α = 30° ，牙侧角 = 15°
• 锯齿形螺纹：α = 33° ，牙侧角分别为 3° 和 30°
注意
对于传动螺纹，承受载荷的面应是牙侧角较小的那个面（如锯齿形螺纹中 β =
3° 的面） 。
矩形螺纹副的受力分析
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