第13章 带传动和链传动(1)

1、第第13章章 带传动和链传动带传动和链传动 belt drive and chain drive 主要内容主要内容 带传动带传动 1）概述）概述 2）带传动的基本理论）带传动的基本理论 3）带传动的设计）带传动的设计 4）V带轮的结构带轮的结构 5）同步带传动简介）同步带传动简介 链传动链传动 1）链传动的特点、类型）链传动的特点、类型 2）传动链及链轮）传动链及链轮 3）链传动的运动分析和受力分析）链传动的运动分析和受力分析 4）滚子链传动的设计计算）滚子链传动的设计计算 5）链传动的布置和润滑）链传动的布置和润滑 重点重点 1）带传动的弹性滑动和打滑带传动的弹性滑动和打滑 2）链传动的运动

2、特性链传动的运动特性 13-1 带传动的类型及特点带传动的类型及特点 根据工作原理根据工作原理: a) 摩摩 擦擦 型型b) 啮 合 型 一 带传动的类型和传动形式 1 带传动的类型 mesh drivefrictional drive 带的类型 带采用基准宽度制，即用带的基准 线的位置和基准宽度来确定带在轮槽中的 位置和轮槽的尺寸。 摩 擦 型 传 动 带 平 带 (flat belt) 带 (v-belt) 多楔带 (poly v-belt ) 啮合型带（同步带） timing belt) 普通带 窄带 齿形带 宽带 (1) 摩擦型带传动摩擦型带传动 按按带的截面带的截面 分分 4 类类

3、圆带 (a) 平带传动平带传动 厚度小，厚度小，挠性好挠性好，带轮容易制造，带的效率较高。，带轮容易制造，带的效率较高。 底面是工作面底面是工作面 (b) 带传动带传动 带的厚度较大，带的厚度较大，挠性较差挠性较差；当量摩擦当量摩擦 系数大系数大，承载，承载 力大。力大。 只用于只用于 开口传动开口传动 V带与平带摩擦力比较 V带 (c) 多楔带传动多楔带传动 (d) 圆带圆带 (2) 啮啮 合合 型型 带带 传传 动动 （同步带传动同步带传动 timing belt drive ） 无滑动，能保持主、从动带轮圆周速度相等，达到无滑动，能保持主、从动带轮圆周速度相等，达到 同步同步 开口传动

4、交叉传动 半交叉传动 2 带传动的传动形式 二二 带传动的特点及应用范围带传动的特点及应用范围 1 特点：特点： 主要优点：主要优点： 易于实现易于实现两轴中心距较大两轴中心距较大时的传动；时的传动； 带有弹性，能缓冲、减震，因而带传动平稳无噪声；带有弹性，能缓冲、减震，因而带传动平稳无噪声； 结构简单，制造、安装、维护方便，成本较低结构简单，制造、安装、维护方便，成本较低 过载保护过载保护。 主要缺点：主要缺点： 由于有弹性滑动，由于有弹性滑动，传动比不恒定传动比不恒定； 传动传动效率低效率低； 带的寿命较短；带的寿命较短； 由于需要施加张紧力，轴和轴承受力较大；由于需要施加张紧力，轴和轴承

5、受力较大； 外廓尺寸较大，结构不紧凑。外廓尺寸较大，结构不紧凑。 2 应用范围应用范围 传动功率一般传动功率一般 P50kW、线速度、线速度v=525(40)m/s、 传动比传动比35(10) 一一 带传动的力分析带传动的力分析 a)不工作时 b)工作时 有效拉力有效拉力 21 FFFe 2 2 02 01 e e F FF F FF 紧边拉力： 松边拉力： 13-2 带传动的基本理论带传动的基本理论 紧边 松边 1002 FFFF 2 离心拉力离心拉力 2 qvFc 3 带传动的最大有效拉力带传动的最大有效拉力 2 1 2 2 f Fqv e Fqv 柔韧体摩擦的柔韧体摩擦的欧拉公式欧拉公式

6、 ： 0 22 0 1 1 1 2()2() 1 1 1 f f ec f f e e FFqvFqv e e F 2 F临界状态时的紧边拉力 和松边拉力 2 1 1 f e f Fe Fqv e 2 2 1 qv e eF F e 0 22 0 1 1 1 2()2() 1 1 1 f f ec f f e e FFqvFqv e e 三 带的应力分析 拉应力 2 弯曲应力 b h D E 2 1 max11111 11 11 bbbcb FFeFe qv AA eA e 带中瞬时最大应力 : F2 F2 F1 F1 设设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则带的材料符合变形与应力成正比的规

7、律，则变形量为变形量为： 这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。 紧边：紧边： 松边：松边： AE F 1 1 AE F2 2 F F1 1 F F2 2 1 1 2 2 带绕过带绕过主动轮主动轮时，将逐渐缩时，将逐渐缩 短并沿轮面滑动，使带速落短并沿轮面滑动，使带速落 后于轮速。后于轮速。 带经过带经过从动轮从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带 速超前于轮速。速超前于轮速。 sm nd v/ 100060 11 1 sm nd v/ 100060 22 2 总有：总有：v v2 2 v v带带 v

8、 v1 1 从动轮从动轮 n2 主动轮主动轮 n1 四 带传动的弹性滑动和打滑带传动的弹性滑动和打滑 主动轮弹性滑动主动轮弹性滑动 从动轮弹性滑动从动轮弹性滑动 弹性滑动弹性滑动 四 带传动的弹性滑动和打滑带传动的弹性滑动和打滑 滑动弧滑动弧 静弧 打滑打滑 滑动弧滑动弧 静弧 弹性滑动和打滑的区别：弹性滑动和打滑的区别： (1)从现象上看从现象上看： 弹性滑动弹性滑动 是局部带在带轮的局部接触弧面上发生的是局部带在带轮的局部接触弧面上发生的 微量相微量相 对滑动对滑动； 打滑打滑 则是整个带在带轮的全部接触弧面上发生的则是整个带在带轮的全部接触弧面上发生的显显 著相对滑动著相对滑动； (2)

9、从本质上看：从本质上看： 弹性滑动是由带本身的弹性和带传动两边的拉力差弹性滑动是由带本身的弹性和带传动两边的拉力差 (未超过极限值未超过极限值)引起的，带传动只要传递动力，两边就引起的，带传动只要传递动力，两边就 必然出现拉力差，所以必然出现拉力差，所以弹性滑动是不可避免的弹性滑动是不可避免的。 打滑则是带传动载荷过大使两边拉力差超过极限摩打滑则是带传动载荷过大使两边拉力差超过极限摩 擦力而引起的，因此擦力而引起的，因此打滑是可以避免打滑是可以避免的。的。 一 带的类型与结构带的类型与结构 普通带 普通带 、七种型号 V带结构 4包布层(胶帆布)：保护作用 1伸张层(橡胶，或称顶胶)：弯曲变形

10、受拉 3压缩层(橡胶，或称底胶)：弯曲变形受压 2承载层(胶帘布或胶绳芯)：受拉 13-3 带传动的设计带传动的设计 节面节面 节宽节宽 当带弯曲时，该宽度保持不变。 相对高度相对高度 基准直径基准直径 基准长度基准长度 p bh p b d L 窄带窄带 楔角为40， 相对高度近似为 0.9， 窄带分为SPZ、SPA、 SPB、SPC四种 宽带宽带 抗拉体为绳芯， 相对高度近似为 0.3， 带长带长 中心距中心距 小带轮包角小带轮包角 a DD DDaLd 42 2 2 12 12 8 8)(2)(2 2 12 2 2121 DDDDLDDL a dd 0120 1 3 .57180 a D

11、D 带传动的几何参数 带长带长 二二 带传动的设计准则带传动的设计准则和和 单根带的基本额定功率单根带的基本额定功率 带传动的设计准则带传动的设计准则 失效形式失效形式 1）打滑； 2）带的疲劳破坏 另外：磨损静态拉断等 13-3 带传动的设计带传动的设计 带传动的设计准则带传动的设计准则 在保证在保证 带传动不打滑带传动不打滑 的条件下，的条件下， 使带使带具有一定的疲劳强度和寿命具有一定的疲劳强度和寿命 二二 带传动的设计准则和带传动的设计准则和 单根带的基本额定功率单根带的基本额定功率 2 单单 根根 带带 的的 基基 本本 额定额定 功功 率率 vv e A e qvFF cec 1

12、1 1 1 1 2 1 ? ? 带具有一定疲劳寿命的条件是：带具有一定疲劳寿命的条件是： 11maxb 11b m d hp m L v tz C N C 3600 p z h t m 65m 11m 绕过带轮的数目； 总工作时数，h； 指数：平型传动胶带 三角胶带 疲劳方程 1 0 1 1 10001000 v cbf ec Av F ve P v f bcec e AF 1 1 1 表表13-6单根单根普通带普通带所能传递的功率所能传递的功率 表13-7 单根 窄带窄带 所能传递的功率 三 带传动的设计计算和参数选择带传动的设计计算和参数选择 设计带传动的已知数据为： 传递的功率，转速、（

13、或传动比）， 传动位置要求及工作条件等。 设计内容包括： 确定 带的型号、长度、根数、 传动中心距、带轮直径及结构尺寸等。 1 确定 PKP Aca 2 图13-10 图13-11 确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径 1）初选 小带轮的基准直径小带轮的基准直径 b h D E 为什么要限制带速不要过高，也不过低？ 带传动布置在 高速级高速级 ）确定大带轮的基准直径大带轮的基准直径 根据带轮的基准直径带轮的基准直径系列（表13-11）适当圆整。 sm nD v 100060 11 12 iDD 确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径 ）验算带速带速 确定中心距中心距和带的基准长度带的基准长度 中

14、心距中心距 带的基准长度带的基准长度 表135 )(2)(7 . 0 21021 DDaDD 2 21 21 2 24 d DD LaDD a 6 确定带的根数确定带的根数 L ca KKPP P z 00 0 1 120 10z 5 验算验算 小带轮上的包角小带轮上的包角 7 确定带的初拉力带的初拉力 2 0 1 5 . 2 500qv kvz P F ca 2 sinzF2Q 0 8 计算带传动作用在轴上的压力 带轮 轮缘 (装带) 轮毂 (装轴) 轮辐和腹板 (联接缘和毂) （1）实心式带轮（2）腹板式带轮 0 )35 . 2(dD mmD300 13-4 带传动的结构设计 （3）孔板式带轮 （4）轮幅式带轮 mmdD100)( 11 mmD300 （1）实心式 0 )35 . 2(dD （2）腹板式 mmD300 （3）孔板式 （4） 轮辐式 mmdD100)( 11