第4章 带传动和链传动

1、第第4 4章章 带传动和链传动带传动和链传动 带传动是利用张紧在带轮上的传动带与带轮的摩 擦或啮合来传递运动和动力的。链传动属于具有中间 挠性元件的啮合传动。链传动与摩擦带传动相比，链 传动的传动比准确，传动效率稍高，能在恶劣环境下 工作。 4.1 带传动 4.2 链传动 4.3 V带传动的认识和使用 411 带传动类型、特点和应用 1带传动的类型 带传动是由主动带轮、从动带轮和传动带所组成，分为摩 擦带传动和啮合带传动两大类。按带横截面的形状，带传动可 分为平带传动、V带传动、圆带传动和同步带传动等。其中平带 传动、V带传动、圆带传动为摩擦带传动，同步带传动为啮合带 传动。 411 带传动类

2、型、特点和应用 2带传动的特点和应用 （1）传动带有弹性，能缓冲、吸振，传动较平稳，噪音小； （2）摩擦带传动在过载时带在带轮上的打滑，可防止损坏其他 零件，起安全保护作用。但不能保证准确的传动比。 （3）结构简单，制造成本低，适用于两轴中心距较大的传动。 （4）传动效率低，外廓尺寸大，对轴和轴承压力大，寿命短， 不适合高温易燃场合。 带传动广泛应用在工程机械、矿山机械、化工机械、交通 机械等。带传动常用于中小功率的传动；摩擦带传动的工作速度 一般在525 ms之间，啮合带传动的工作速度可达50ms；摩 擦带传动的传动比一般不大于7，啮合带传动的传动比可达10。 412 平带传动 1平带传动的

3、形式及使用特点 平带的横截面为扁矩形，工作时，带的环形内表面与轮缘接 触，结构简单，带轮易制造，成本较低，且平带较薄，挠曲性好， 适于高速传动，又因平带的柔性较好，故又适于平行轴的交叉传 动和相错轴的半交叉传动，其传动形式有三种，即：开口传动、 交叉传动和半交叉传动。平带传动形式和有关参数计算如表所示。 60180 12 a DD 60180 12 a DD 60180 1 a D a DD DDaL 4 )( )( 2 2 2 12 21 a DD DDaL 4 )( )( 2 2 2 12 21 a DD DDaL 2 )( 2 2 2 2 2 1 21 传动简图 开口式交叉式半交叉式 小

4、带轮包角 胶带几何长度 412 平带传动 通常使用的平带是橡胶帆布带，另外还有皮革带、棉布带等。 平带的接头一般应用图示的几种方法。经胶合和缝合的接头，传动 时冲击小，传动速度可以高一些。铰链带扣的接头传递的功率较大， 但速度不能太高，否则会引起强烈的冲击和振动。当速度超过30m s时，可采用轻而薄的高速传动带，通常是用涤纶纤维绳作强力层， 外面用耐油橡胶粘合而成的无接头的环形带。 1221 /DDnnii 412 平带传动 2平带传动的主要参数 （1）传动比 带轮的转速与其直径成反比， 。通常平带传动采用的 传动比为 5。 （2）带轮的包角()，就是带与带轮接触面的弧长所对应的中心 角。包角

5、越小，接触面的弧就越短，接触面之间所产生的摩擦力总 和也就越小。所以必须保证要有足够大的包角，一般要求包角 120。由于大带轮的包角总比小带轮的包角大，所以只要验算 小带轮的包角是否符合要求即可。 （3）平带的几何长度 平带的几何长度可按公式来计算，这样计 算出的长度称为计算长度，在实际使用中，还必须考虑胶带装在带 轮上的张紧量、悬垂量（中心距较大时）和胶带的接头量。 1221 /DDnnii 1221 /DDnni i 413 V带传动 1.普通V带 （1）V带的结构 普通V带是无接头的环形带，截面形状为等 腰梯形，两侧面为工作面，夹角。V带分为帘布结构和线绳结构两种。 V带由顶胶层1、抗拉

6、层2、底胶层3和包布层4组成。顶胶层和底胶层 均为橡胶；包布层由几层橡胶布组成，是带的保护层。帘布结构抗 拉强度高，制造方便，一般场合采用帘布结构；而线绳结构比较柔 软，适用于转速较高、带轮直径较小场合。 1221 /DDnnii （2）V带的型号 V带已标准化，按截面高度与节宽比值不同，V 带又可分为普通V带、窄V带、半宽V带和宽V带等多种形式。普通 V带按截面尺寸由小到大分别为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号， 其中E型截面积最大，其传递功率也最大，生产现场中使用最多 的是A、B、C三种型号。 413 V带传动 V带绕在带轮上产生弯曲，顶胶层受拉伸长，底胶层受压缩短， 其中必有一处既不受

7、拉也不受压，周长不变。在V带中这种保持原长 度不变的任一条周线称为节线(图a)，由全部节线构成的面称为节面 (图b)，节面宽度称为节宽。 1221 /DDnnii 在V带轮上，与所配用V带节面处于同一位置的槽形轮廓宽度 称为基准宽度。基准宽度处的带轮直径称为基准直径。V带在规 定张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度。V 带的型号和基准长度都压印在胶带的外表面上，以供识别和选用， 例如“B2500”即表示B型V带，基准长度为2500 mm。 413 V带传动 （3）V带的使用特点 V带与平带传动一样，都是依靠传动带与带 轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。但V带是利用带和带轮梯形槽面

8、之间 的摩擦力来传递动力的，所以传递能力比平带大，一般在相同条件下，可 增大三倍。因此，在同样条件下，V带传动的结构较平带传动紧凑，故一般 机械传动中广泛使用V带传动。但V带传动的效率低于平带传动，且价格较 贵，寿命较短。V带传动多采用开口式，它的传动比、带轮包角、基准长度 计算均与开口平带相同。 2V带带轮 （1）带轮材料 带轮常采用灰铸铁制造。当带轮圆周速度 时，常用HT150或HT200制造。转速较高时，用铸钢或轻合金，以减轻重量。 低速转动 和小功率传动时，常采用木材和工程塑料。 （2）带轮结构 V带轮通常由轮缘、轮辐和轮毂组成。带轮的外圈是 轮缘，在轮缘上有梯形槽，与轴配合的部分称为

9、轮毂，连接轮毂与轮缘的 部分称为轮辐。带轮的结构形式有四种，分别为实心式、腹板式、孔板式 和轮辐式结构。一般当 （ 为轴的直径）时，采用实心式； 时，采用腹板式； 时，采用孔板式； 时，采用轮辐式。 smv30 smv15 0 ) 35 . 2(dd 0 d mmd250 400dmm mmd400 413 V带传动 V带带轮结构 V带轮的轮辐结构 mind d mind d （3）带轮直径系列 可从表4.4中选用。 表4.4 V带轮的最小基准直径 及基准直径系列（摘自GB/T13575-1992） V带轮槽型 YZABCDE 205075125200355500 基准直径系列 20 22.4

10、 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 71 75 80 85 90 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 265 280 315 355 375 400 425 450 475 500 530 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1600 2000 2500 mind d 表 V带轮的最小基准直径及基准直径系列（摘自GB/T13575-1992） 413 V带传动 （4）带轮的沟槽尺寸 胶带绕带轮时会弯曲，此时胶带节面外侧 受拉伸长，其横向相应收缩；内侧

11、受压缩短，其横向扩张，其结果 将使V带的横截面变形，楔角比弯曲前的40标准值减小，为保证 弯曲变形后的胶带两侧仍能与带轮贴合，应将轮槽角制成比40略 小些。带轮直径越小，带弯曲变形越厉害，轮槽角应越小。 3.V带传动的选用 对于V带传动的选用，主要是确定使用V带的型号、长度、根数， 对于两带轮的基准直径，中心距等也都要选用恰当，使V带不产生 过大的弯曲应力，速度、包角等在允许的范围内。 V带传动的选用方法，一般可按以下几个步骤进行。 （1）确定计算功率 （2）确定型号，根据计算功率和主动轮转速，查带选型图。 PKP Ac 413 V带传动 （3）选用带轮基准直径 ， ，要符合基准直径系列及最小

12、 基准直径允许值要求。 （4）验算V带速度 （ ） （5）初定中心距，初算基准长度 （6）按标准选取基准长度，计算实际中心距。 （7）验算小带轮包角 （8）确定V带根数 1d d 2d d 100060 11 d dn v smvsm255 )(2)(7 . 0 21021dddd ddadd 0 2 12 2100 4 )( )( 2 2 a dd ddaL dd ddd 2 0 0 dd LL aa 12060180 12 a dd dd KPPZ C0 413 V带传动 4V带传动的安装和维护 （1）选用的V带型号和长度不要搞错，以保证V带截面在轮槽中 的正确位置。V带的外边缘应与带轮的

13、轮缘取齐（新安装时可略高 于轮缘）（图a）。使V带与轮槽的工作面充分接触。如果V带的外 边缘高出轮缘太多（图b），则接触面积减小，会使传动能力降低， 如果V带陷入轮缘太深（图c），则会使V带的底面与轮槽的底面接 触，从而使V带的两工作侧面接触不良，V带与带轮之间的摩擦力丧 失。 （2）安装带轮时，两带轮轴轴线应相互平行，主动轮和从动轮槽 必须调整在同一平面内。 413 V带传动 （3）V带的张紧程度调整适当，一般可根据经验来调整，如在中等中心 距的情况下，V带的张紧程度，以大拇指能按下15mm左右为合适. （4）套装带时不得强行撬入，应先将中心距缩小，将带套在带轮轮槽上 后，再慢慢调大中心距，

14、使带张紧。 （5）对V带传动应定期检查有无松弛和断裂现象，以便及时张紧和更换V 带；更换时必须使一组V带中的各根带的实际长度尽量相等，以使各根V带 传动时受力均匀，所以要求成组更换。 （6）V带传动装置必须装安全防护罩，以防止绞伤人，也可防止油、酸、 碱和其他杂物飞溅到V带上而对V带腐蚀和影响传动，另外使用防护罩还可 防止V带在露天作业下的曝晒和灰尘，避免过早老化。 （7）带传动主要失效形式。靠摩擦工作的带传动，当传递的载荷超过带 与带轮之间的最大摩擦力时，带传动将出现打滑，这是带传动的主要失效 形式之一；另外因为带在传动中，带承受的是变应力。当应力超过极限值 时，传动带的局部将出现帘布（或线

15、绳）与橡胶脱离现象，即脱离，以至 断裂，丧失传动能力，这种现象称疲劳损坏，它将引起带传动失效，严重 的疲劳损坏可导致胶带断裂。 414 带传动的张紧装置 带传动的张紧装置可采用调整中心距和使用张紧轮两种方法。 1.调整中心距 一般利用调整螺钉来调整中心距。在水平传动（或接近水平） 时，电动机装在滑槽上，利用调整螺钉调整中心距（图a）；图b所 示为垂直传动。电动机可装在托架座上，利用调整螺钉来调整中心 距；也可利用电动机自身的重量下垂，以达到自动张紧的目的（图 c），这种方法多用在小功率的传动中。 414 带传动的张紧装置 2.使用张紧轮 当中心距不能调整时可采用张紧轮装置。图a所示，为平带传动

16、 时采用的张紧轮装置，它是利用重锤使张紧轮张紧平带，平带传动 时的张紧轮应安放在平带松边的外侧，并要靠近小带轮处，这样小 带轮的包角得以增大，提高了平带的传动能力。图b所示，为V带传 动时采用的张紧轮装置，对于V带传动的张紧轮，其位置应安放在V 带松边的内侧，这样可使V带传动时只受到单方向的弯曲，同时张 紧轮应尽量靠近大带轮的一边，这样可使小带轮的包角不至于过分 减小。 415 同步带传动 同步带的工作面有齿，如图所示，带轮的轮缘表面有相应的齿，带 与带轮依靠啮合进行传动。因为是啮合传动，带与带轮间没有相对 滑动，故称同步带传动。 同步带通常以钢丝绳或玻璃纤维绳为抗拉体，氯丁橡胶或聚氨 脂为基

17、体。由于抗拉体受载后变形很小，仍能保持同步带周节不变， 传动比恒定。此种带薄而轻，可用于较高速度，传动时线速度可达 50m/s80m/s，传动比可达1020，传动效率高（可达98%）；缺点 是带与带轮的制造工艺复杂，成本较高，安装精度要求较高。 同步带适合于中小功率、传动比要求精确的场合，如数控机床、绘 图仪、录像机、打印机、放映机等精密机械。 42 链传动 链传动由主动链轮1、从动链轮3和传动链2组成。链传动靠链条与 链轮轮齿的啮合来传递平行轴间的运动和动力。 421 链传动的传动比 链传动中，主动链轮的齿数为z1，转速为n1,从动链轮的齿数为z2， 转速为n2.由于是啮合传动,在单位时间里

18、两链轮转过的齿数应相等, 即 ； 并用 表示传动比，所以 2211 nznz 1221 zznni 1221 zznni 4.2.2 链传动的传动类型 链传动的类型很多，按用途不同，链传动分为传动链、起重链 和牵引链。传动链用于传递运动和动力；起重链用于起重机械中提 升重物；牵引链用于运输机械驱动输送带等。 传动链种类繁多，最常用的是滚子链和齿形链。 1滚子链 滚子链又称套筒滚子链，其结构如图所示，是由内链板1、外链 板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。 4.2.2 链传动的传动类型 滚子链的主要参数是链条的节距，节距是指滚子链上相邻两销轴中心 的距离，用p表示，节距越大，链的各元件尺寸越大，承

19、载能力越大；但当 链轮齿数一定时，节距增大将使链轮直径增大。因此，在承受较大载荷， 传递功率较大时，可用多排链，如图所示，它相当于几个普通单排链之间 用长销轴联接而成。但排数越多，就越难使各排受力均匀，故排数不能过 多，常用双排链或三排链，四排以上的很少用。 链条的长度常以链节数表示。根据需要确定链节数后，将其联接成环形， 接头形式如图所示，如果链节数目正好是偶数，链条连成环形时可以将内、 外链板搭接，入销轴后可以用开口销或弹簧夹锁住；如果链节数为奇数，则 需采用过渡链节，才能首尾相连，链条受拉时，过渡链节将受到附加弯矩。 故一般情况下要尽量采用偶数链节的链条。 4.2.2 链传动的传动类型

20、2齿形链 齿形链根据铰接的结构不同，可分圆销铰链式、轴瓦铰链式和滚子铰链式 三种。图所示为圆销铰链式齿形链。主要由套筒1、齿形板2、销轴3和外链 板4组成。销轴3与套筒为间隙配合。这种铰链的承压面仅为宽度的一半， 故比压大，易磨损，成本较高。但它比套筒滚子链传动平稳，传动速度高， 且噪声小，因而齿形链又叫无声链。 3链轮 为保证链轮轮齿面具有足够强度和耐磨性，链轮的材料通常采用优质碳 素钢或合金钢，并经过热处理。链轮的齿形已标准化，用标准刀具加工。 链轮的结构可根据尺寸的大小来确定，直径小的链轮制成实心式，中等直 径的链轮可做成腹板式或孔板式，直径较大时可采用组合式结构，轮齿磨 损后可更换齿圈

21、。 4.2.3 链传动的应用特点 1链传动是靠啮合工作，可获得准确的平均传动比。 2与带传动相比，链传动张紧力小，轴上受力较小，传递功率 较大，效率也较高，必要时，链传动可以在低速高温、油污的情况 下工作。 3与齿轮传动相比，它可在两轴中心距较大的场合下工作。 4由于瞬时链速是变化的，因此瞬时传动比不是常数，传动平 稳性较差，有噪音且链速不宜过高。 以上特点说明，链传动主要适用于不宜采用带传动和齿轮传动，而 两轴平行，且中心距较大，功率较大，而又要求平均传动比准确的 场合，目前在矿山、石油、化工、印刷、交通运输及建筑工程等部 门的机械中均有应用。 通常传动链传递的功率P100kw，链速v15

22、ms，传动比 i68，中心距a8m，润滑良好时，效率可达0.970.98。 4.2.4 链传动的主要失效形式 1链板的疲劳断裂。链条工作时，紧边比松边拉力大，两边的 应力也不一样，所以链板承受着变应力，当应力超过疲劳强度极限 时，链板将因疲劳而断裂。 2套筒、滚子的疲劳点蚀。在链条与链轮啮合时，链节与轮齿 接触时产生冲击，速度越高，冲击力也越大。当冲击应力超过疲劳 强度极限时，滚子或套筒产生细微的疲劳裂纹，裂纹逐渐发展，使 表面金属微粒脱落，这种现象称为疲劳点蚀。这种失效形式发生在 润滑良好的高速传动中。 3销轴和套筒胶合。速度过高时，链节所受的冲击和振动载荷 增大，积累的热量也增大，当销轴和

23、套筒在高温情况下直接摩擦接 触时，容易导致两者胶合而失效。 4链条脱落。销轴与套筒间相对转动产生磨损，磨损后导致链 条的节距增大，当节距增大过多时，导致脱链现象而使传动失效。 5链条过载拉断。在低速（ ）重载或突然过载时， 链条传递的拉力超过了静强度极限时，链条将被拉断。 smv6 . 0 4.2.5 链传动的安装与维护 (1)安装链传动时，两链轮轴线必须平行，并且两链轮旋转平面 应位于同一平面内，否则会引起脱链和不正常的磨损。 (2)为了防止链传动松边垂度过大，引起啮合不良和抖动现象， 应采取张紧措施。张紧方法有：当中心距可调时，可增大中心距， 一般把两链轮中的一个链轮安装在滑板上，以调整中

24、心距；当中心 距不可调时，可去掉2个链节，或采用张紧轮张紧，张紧轮应放在 松边外侧靠近小轮的位置上。 (3)良好的润滑可减轻磨损、缓和冲击和振动，延长链传动的使 用寿命。采用的润滑油要有较大的运动粘度和良好的油性，通常选 用的牌号为LAN32、LAN46、LAN68等全损耗系统用油。对于 不便使用润滑油的场合，可用润滑脂，但应定期涂抹，定期清洗链 轮和链条。 (4)在链传动的使用过程中，应定期检查润滑情况及链条的磨损 情况。 4.3 V带传动的认识和使用 1.实验目的 (1)熟悉V带的结构、型号与标记； (2)学习V带传动的选用、安装和调试的方法； (3)掌握V带传动的张紧和调整方法。 2.实

25、验工具及仪器 (1)平尺、直角尺、游标卡尺、百分表、扳手 (2)减速器、电动机、张紧装置 3.实验方法 (1)实验室展示各种类型的V带及槽轮结构，学生通过观察 ，对常用V带的结构、特点和标准以及槽轮的结构、材料都有 了一定的了解，实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思 考。 (2)在实验教师指导下，学生学习分析选用V带型号；通过 亲自动手操作实验，学会安装和调试V带传动；同时操作实验 调整V带的松紧程度。 4.3 V带传动的认识和使用 4. 实验过程 (1)V带及带轮的认识 V带的结构、标准 V带传动是依靠带的两侧面与带轮轮槽侧面相接触而工作的。 普通V带是无接头的环形带，截面形状呈梯形，工

26、作面为两侧面 。我国生产的V带分为帘布、线绳两种结构。普通V带已标准化， 按截面尺寸由小到大有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。标记为 “型号标准长度标准编号”。例如：A1250GB1154489表示 标准长度为1250mm的A型V带。 带轮的材料、结构 带轮是带传动中的重要零件，它必须满足下列条件：质量分 布均匀，安装对中性好，工作表面要经过精细加工，以减少磨损 ，重量尽可能轻，强度足够，旋转稳定。 4.3 V带传动的认识和使用 轮缘是带轮的外缘，在轮缘上面有梯形槽， 槽数及结构尺寸要与所选的V带型号相对应。 轮毂是带轮与轴配合的内圈。 轮缘与轮毂联接的部分称为轮辐，带轮的 结构形式根据带轮直径决定。一般小带轮， 即D150 mm时可制成实心式；中带轮，即D 150450 mm时可制成腹板式或孔板式；大 带轮即D450 mm时，可制成轮辐式。 在圆周速度30ms时，带轮最常用 材料为铸铁；如HTl50、HTl00，速度大时 用HT200。高速时，常用铸钢或轻合金， 以减轻重量。低速转动。15 ms和 小功率传动时，常常用木材和工程塑料。 带轮通常由轮缘、轮辐、轮毂组成。 4.3 V带传动的认识和使用 (2) V带的选用 应按设计要求选取带型、基准长度和根数。要注意带的型 号和基准长