第5章 链传动种类及功能

1、 第第5章带传动和链传动机构的类型章带传动和链传动机构的类型及功能及功能5.1 带传动带传动5.2 链传动链传动5.1 带传动带传动5.1.1带传动带传动 1.带传动的工作原理带传动的工作原理 如图如图5-1所示，带传动一般是由主动轮、从动轮、紧套在所示，带传动一般是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传动带及机架组成。带传动是常用的机械传动形式，两轮上的传动带及机架组成。带传动是常用的机械传动形式，带传动是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动或动带传动是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动或动力的，它的主要作用是传递转矩和改变转速。力的，它的主要作用是传递转矩和改变转速。2.带传动的传动

2、比带传动的传动比带传动的带传动的i就是带轮角速度之比，或带轮的转速之比，用公式就是带轮角速度之比，或带轮的转速之比，用公式表示为表示为:下一页返回1221nni5.1 带传动带传动 主动轮的角速度，主动轮的角速度，rad/s; 从动轮的角速度，从动轮的角速度，rad/s。3.带传动的类型带传动的类型(1)按传动原理分按传动原理分摩擦带传动，靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如摩擦带传动，靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等带传动、平带传动等;啮合带传动，靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实啮合带传动，靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。现传动，如同

3、步带传动。(2)按用途分按用途分传动带，传递动力用。本章仅讨论传动带。传动带，传递动力用。本章仅讨论传动带。输送带，输送物品用。输送带，输送物品用。上一页 下一页返回125.1 带传动带传动(3)按传动带的截面形状分按传动带的截面形状分平带，平带的截面形状为矩形，内表面为工作面平带，平带的截面形状为矩形，内表面为工作面如图如图5-1(a)v带，截面形状为梯形，两侧面为工作表面带，截面形状为梯形，两侧面为工作表面如图如图5-1(b)多楔带，它是在平带基体上由多根多楔带，它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可带组成的传动带。可传递很大的功率。传递很大的功率。圆形带，横截面为圆形。只用于小功率传

4、动圆形带，横截面为圆形。只用于小功率传动如图如图5-1(c)齿形带，如同步带齿形带，如同步带如图如图5-1(d)本书着重讲带传动中应用最为广泛的平带传动和本书着重讲带传动中应用最为广泛的平带传动和V带传动。带传动。上一页 下一页返回5.1 带传动带传动5.1.2平带传动和平带传动和v带传动带传动 1.平带传动平带传动 平带传动是由平带和带轮组成的摩擦传动，带的工作面与平带传动是由平带和带轮组成的摩擦传动，带的工作面与带轮的轮缘表面接触。带轮的轮缘表面接触。 (1)平带传动的形式平带传动的形式 开口传动。开口传动是带轮两轴线平行、两轮宽的对称开口传动。开口传动是带轮两轴线平行、两轮宽的对称平面重

5、合、转向相同的带传动平面重合、转向相同的带传动(图图5-2 )。这种形式在平带传。这种形式在平带传动中应用最为广泛。动中应用最为广泛。 交叉传动。交叉传动是带轮两轴线平行、两轮宽的对称交叉传动。交叉传动是带轮两轴线平行、两轮宽的对称平面重合、转向相反的带传动平面重合、转向相反的带传动(图图5-3 )。这种形式在平带传。这种形式在平带传动中应用也较广泛。动中应用也较广泛。上一页 下一页返回5.1 带传动带传动半交叉传动。半交叉传动是带轮两轴线在空间交错的带传半交叉传动。半交叉传动是带轮两轴线在空间交错的带传动，交错角度通常为动，交错角度通常为90(图图5-4)。角度传动。角度传动是带轮两轴线相交

6、的带传动角度传动。角度传动是带轮两轴线相交的带传动(图图5-5 )。 (2)平带传动的主要参数平带传动的主要参数 包角包角a。带与带轮接触弧所对的圆心角即为包角。带与带轮接触弧所对的圆心角即为包角a。包。包角的大小反映带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。包角越小，角的大小反映带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。包角越小，接触弧长越短，接触面间所产生的摩擦力总和也就越小。为接触弧长越短，接触面间所产生的摩擦力总和也就越小。为了提高平带传动的承载能力，包角就不能太小，一般要求包了提高平带传动的承载能力，包角就不能太小，一般要求包角角 。由于大带轮上的包角总是比小带轮上的包角大，。由于大带轮上的包角总是比小

7、带轮上的包角大，因此只须验算小带轮上的包角是否满足要求即可。因此只须验算小带轮上的包角是否满足要求即可。上一页 下一页返回01505.1 带传动带传动小带轮包角小带轮包角 的计算方法如下的计算方法如下:开口传动开口传动:交叉传动交叉传动: 半交叉传动半交叉传动:式中式中: -带轮直径，带轮直径，mm ; -大带轮直径，大带轮直径，mm; a-中心距，中心距，mm。 上一页 下一页返回10120160180aDD0120160180aDD010160180aD1D2D5.1 带传动带传动带长带长L。平带的带长是指带的内周长度。其计算方法如下。平带的带长是指带的内周长度。其计算方法如下:开口传动开

8、口传动:交叉传动交叉传动:半交叉传动半交叉传动:在实际使用中，按上式计算所得带长还须考虑平带在带轮上在实际使用中，按上式计算所得带长还须考虑平带在带轮上的张紧量、悬垂量的张紧量、悬垂量(中心距较大时中心距较大时)和平带的接头量。和平带的接头量。上一页 下一页返回aDDDDaL4)()(2221212aDDDDaL4)()(2221212aDDDDaL4)()(2222122125.1 带传动带传动传动比。传动比传动比。传动比i在不考虑传动中的弹性滑动时，平带传动在不考虑传动中的弹性滑动时，平带传动的传动比可用从动轮和主动轮直径之比计算，即的传动比可用从动轮和主动轮直径之比计算，即受小带轮的包角

9、和带传动外廓尺寸的限制，平带传动的传动受小带轮的包角和带传动外廓尺寸的限制，平带传动的传动比比(3)平带的类型和接头方式平带的主要类型有平带的类型和接头方式平带的主要类型有:帆布芯平带、帆布芯平带、皮革平带、编织平带和复合平带等。其中使用最为广泛的是皮革平带、编织平带和复合平带等。其中使用最为广泛的是以帆布芯平带以帆布芯平带(以帆布为抗拉体的平带以帆布为抗拉体的平带)。 接头方式常用的有接头方式常用的有:胶合、缝合、铰链带扣等胶合、缝合、铰链带扣等(图图5-6 ) 。铰链带扣式接头传递的功率较大，但传动速度不能太高，以铰链带扣式接头传递的功率较大，但传动速度不能太高，以免引起强烈的冲击和振动。

10、经胶合或缝合的接头，传动时冲免引起强烈的冲击和振动。经胶合或缝合的接头，传动时冲击小，传动速度可以提高一些。击小，传动速度可以提高一些。上一页 下一页返回1221DDnni5i5.1 带传动带传动2.V带传动带传动 V带是横截面为带是横截面为V型的传动带，型的传动带，V带安装在相应的轮槽内，带安装在相应的轮槽内，仅与轮槽的两侧接触，而不与槽底接触。仅与轮槽的两侧接触，而不与槽底接触。 (1)V带的类型带的类型V带是横截面为等腰梯形或近似为等腰梯带是横截面为等腰梯形或近似为等腰梯形的传动带，其工作面为侧面。形的传动带，其工作面为侧面。 根据功用的不同分根据功用的不同分:普通普通V带、窄带、窄V带

11、、宽带、宽V带、汽车带、汽车V带、带、大楔角大楔角V带等。带等。 (2)普通普通V带轮的材料普通带轮的材料普通V带轮的材料通常是根据带速。带轮的材料通常是根据带速。来选择的。带速小于来选择的。带速小于25 m/s的时候，采用灰铸铁的时候，采用灰铸铁HT150;带速。带速。 时，采用灰铸铁时，采用灰铸铁HT200;带速更高时采用铸带速更高时采用铸钢钢;传动功率小或为了减小质量时，可以采用铝合金或非金属。传动功率小或为了减小质量时，可以采用铝合金或非金属。下一页返回3025 v5.1 带传动带传动 (3)V带的结构标准带的结构标准V带其横截面结构如图带其横截面结构如图5-7所示，都制成所示，都制成

12、无接头的环形带。无接头的环形带。V带的结构分为帘布结构和线绳结构两种带的结构分为帘布结构和线绳结构两种(图图5-7 )。两种结构均由伸张层、强力层、压缩层和包布层。两种结构均由伸张层、强力层、压缩层和包布层组成。伸张层和压缩层在组成。伸张层和压缩层在V带与带轮接触作时因弯曲而分别带与带轮接触作时因弯曲而分别被伸张和压缩，这两层材质一般为胶料。被伸张和压缩，这两层材质一般为胶料。 (4)普通普通V带传动的主要参数普通带传动的主要参数普通V带分带分Y,Z,A, B,C,D,E七七种型号，其截面形状如图种型号，其截面形状如图5-8所示。各型号普通所示。各型号普通V带的截面带的截面尺寸见表尺寸见表5-

13、1 。 Y型型V带的截面积最小，带的截面积最小，E型型V带的截面积最带的截面积最大。大。V带的截面积越大，其传递的功率越大。带的截面积越大，其传递的功率越大。上一页 下一页返回5.1 带传动带传动 3.普通普通V带的安装使用及维护带的安装使用及维护 按照设计要求选取不同的带型，基准长度和根数，新旧不按照设计要求选取不同的带型，基准长度和根数，新旧不可以混用，会造成各带受力不均匀。安装带轮时，两轮的轴可以混用，会造成各带受力不均匀。安装带轮时，两轮的轴线应平行，端面与中心垂直，且两带轮在轴上不得晃动，否线应平行，端面与中心垂直，且两带轮在轴上不得晃动，否则会使带侧面过早磨损则会使带侧面过早磨损(

14、图图5-9 )。 V带传动的中心距应适当，中心距越大，传动结构也越大，带传动的中心距应适当，中心距越大，传动结构也越大，传动时还会引起传动时还会引起V带颤动带颤动;中心距太小，小带轮上包角也越小，中心距太小，小带轮上包角也越小，使摩擦力减小而影响传递的有效拉力，此外，由于单位时间使摩擦力减小而影响传递的有效拉力，此外，由于单位时间内带在带轮上挠曲次数增多，使内带在带轮上挠曲次数增多，使V带容易疲劳，影响带容易疲劳，影响V带的寿带的寿命。命。上一页 下一页返回5.1 带传动带传动V带顶面和带轮轮槽顶面取齐，如图带顶面和带轮轮槽顶面取齐，如图5-10(a)所示所示(新安装新安装时时V带顶面可略高出

15、带顶面可略高出)。这样。这样V带和轮槽的工作面之间可充分带和轮槽的工作面之间可充分接触。如高出轮槽顶面太多接触。如高出轮槽顶面太多图图5-10(b)，则工作面的实际，则工作面的实际接触面积减小，使传动能力降低接触面积减小，使传动能力降低;如低于轮槽顶面过多如低于轮槽顶面过多图图5-10(c)，会使，会使V带底面与轮槽底面接触，从而导致带底面与轮槽底面接触，从而导致V带传动带传动因两侧工作面接触不良而使摩擦力锐减甚至丧失。因两侧工作面接触不良而使摩擦力锐减甚至丧失。 带不宜过松或过紧，带的张紧程度要适当。过松，不能保证带不宜过松或过紧，带的张紧程度要适当。过松，不能保证足够的张紧力，传动时容易打

16、滑，传动能力不能充分发挥足够的张紧力，传动时容易打滑，传动能力不能充分发挥;过过紧，带的张紧力过大，使带的使用寿命缩短。紧，带的张紧力过大，使带的使用寿命缩短。 新带使用前，最好预先拉紧一段时间后再使用。安装新带使用前，最好预先拉紧一段时间后再使用。安装V带时，带时，应按规定的初拉力张紧。应按规定的初拉力张紧。上一页 下一页返回5.1 带传动带传动4.平带传动与平带传动与V带传动的特点带传动的特点 结构简单，使用维护方便，适用于两轴中心距较大的传动结构简单，使用维护方便，适用于两轴中心距较大的传动场合场合;平带传动比平带传动比V带传动可允许更大的中心距带传动可允许更大的中心距;由于传动带富由于

17、传动带富有弹性，能缓冲、吸振，所以传动平稳，噪声低有弹性，能缓冲、吸振，所以传动平稳，噪声低;在过载时，在过载时，传动带在带轮上有打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起到安传动带在带轮上有打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起到安全保护作用。全保护作用。 5.传动带的张紧传动带的张紧 传动带在传动过程中，由于带长期受到拉力的作用，会产传动带在传动过程中，由于带长期受到拉力的作用，会产生永久变形而伸长，带由张紧变为松弛，张紧力逐渐减小，生永久变形而伸长，带由张紧变为松弛，张紧力逐渐减小，最终导致传动能力降低，甚至无法传动。因此，必须重新将最终导致传动能力降低，甚至无法传动。因此，必须重新将传动带张紧。常用的

18、张紧方法有两种，即使用张紧轮和调整传动带张紧。常用的张紧方法有两种，即使用张紧轮和调整中心距。中心距。上一页 下一页返回5.1 带传动带传动 (1)张紧轮方式图张紧轮方式图5-12所示为平带传动时采用的张紧轮装所示为平带传动时采用的张紧轮装置，它是利用平衡重锤使张紧轮张紧平带的。张紧轮是为改置，它是利用平衡重锤使张紧轮张紧平带的。张紧轮是为改变带轮的包角或控制带的张紧力而压在带上的随动轮。当两变带轮的包角或控制带的张紧力而压在带上的随动轮。当两带轮中心距不能调整时，可使用张紧轮张紧装置。带轮中心距不能调整时，可使用张紧轮张紧装置。 图图5-13所示为所示为V带传动时采用的张紧轮装置。带传动时采

19、用的张紧轮装置。V带传动中使带传动中使用的张紧轮应安放在用的张紧轮应安放在V带松边的内侧。张紧轮放在带外侧，带松边的内侧。张紧轮放在带外侧，带在传动时受双向弯曲而影响使用寿命带在传动时受双向弯曲而影响使用寿命;放在带的内侧时，传放在带的内侧时，传动时带只受单方向的弯曲，但会引起小带轮上包角的减小，动时带只受单方向的弯曲，但会引起小带轮上包角的减小，影响带的传动能力，因此，应使张紧轮尽量靠近大带轮处，影响带的传动能力，因此，应使张紧轮尽量靠近大带轮处，这样可使小带轮上的包角不致减小太多。这样可使小带轮上的包角不致减小太多。上一页 下一页返回5.1 带传动带传动(2)调整中心距方式调整中心距方式定

20、期张紧。带的定期张紧装置一般利用调整螺钉来调整两定期张紧。带的定期张紧装置一般利用调整螺钉来调整两带轮轴线间的距离。如图带轮轴线间的距离。如图5-14(a)所示，将装有带轮的电动所示，将装有带轮的电动机固定在滑座上，旋转调整螺钉使滑座沿滑槽移动，将电动机固定在滑座上，旋转调整螺钉使滑座沿滑槽移动，将电动机推到所需位置，然后固定。这种张紧方式适用于水平传动机推到所需位置，然后固定。这种张紧方式适用于水平传动或接近水平的传动。图或接近水平的传动。图5-14(b)所示为垂直或接近垂直传动所示为垂直或接近垂直传动时采用的定期张紧方式。通过旋转调节螺母使托架绕固定轴时采用的定期张紧方式。通过旋转调节螺母

21、使托架绕固定轴摆动，可以达到调整中心距使带张紧的要求。摆动，可以达到调整中心距使带张紧的要求。 自动张紧。如图自动张紧。如图5-15所示，将装有带轮的电动机固定在所示，将装有带轮的电动机固定在浮动的摆架上，利用电动机及摆架的自重，使带轮随同电动浮动的摆架上，利用电动机及摆架的自重，使带轮随同电动机绕固定轴摆动，自动保持张紧力。这种方式常在小功率的机绕固定轴摆动，自动保持张紧力。这种方式常在小功率的传动中使用。传动中使用。上一页返回5.2 链传动链传动5.2.1 链传动链传动 1.链传动的构成链传动的构成 如图如图5-16所示，链传动由主动链轮所示，链传动由主动链轮3、从动链轮、从动链轮1和绕在

22、和绕在两链轮上的封闭链条两链轮上的封闭链条2组成，两链轮分别安装在相互平行的组成，两链轮分别安装在相互平行的两轴上。链轮上有特殊齿形的齿，传动时，靠链节与链轮轮两轴上。链轮上有特殊齿形的齿，传动时，靠链节与链轮轮齿连续不断地啮合来传递运动和动力。链传动是由链条和具齿连续不断地啮合来传递运动和动力。链传动是由链条和具有特殊齿形的链轮构成的传递运动和有特殊齿形的链轮构成的传递运动和(或或)动力的传动。它是动力的传动。它是一种具有中间挠性件一种具有中间挠性件(链条链条)的啮合传动。的啮合传动。下一页返回5.2 链传动链传动 2.链传动的传动比链传动的传动比 我们可以设在某链传动中，主动链轮的齿数为我

23、们可以设在某链传动中，主动链轮的齿数为 ，从动链，从动链轮的齿数为轮的齿数为 ，主动链轮每转过一个齿，链条移动一个链节，主动链轮每转过一个齿，链条移动一个链节，从动链轮被链条带动转过一个齿。当主动链轮的转速为从动链轮被链条带动转过一个齿。当主动链轮的转速为 ，从动链轮的转速为从动链轮的转速为 时，单位时间内主动链轮转过的齿数与时，单位时间内主动链轮转过的齿数与从动链轮转过的齿数湘等，即从动链轮转过的齿数湘等，即: 。得链传动的传动。得链传动的传动比比 链节是组成链条的基本结构单元。每个链节在链条的纵向链节是组成链条的基本结构单元。每个链节在链条的纵向(链条的长度方向链条的长度方向)含有一个节距

24、。节距是两相邻链节铰链副含有一个节距。节距是两相邻链节铰链副理论中心间的距离。设计给定的节距称为基本节距。理论中心间的距离。设计给定的节距称为基本节距。上一页 下一页返回1z2z1n2 n2211nznz1221zznni5.2 链传动链传动5.2.2 链传动的类型链传动的类型 链传动的类型很多，按用途不同，链可分为以下三类链传动的类型很多，按用途不同，链可分为以下三类: (1)输送链用于输送工件、物品和材料，可直接用于各种输送链用于输送工件、物品和材料，可直接用于各种机械上，也可以组成链式输送机作为一个单元出现。为了实机械上，也可以组成链式输送机作为一个单元出现。为了实现特定的输送任务，在链

25、条上需要特定的现特定的输送任务，在链条上需要特定的“附件附件”。 (2)传动链应用范围最广泛。主要用来在一般机械中传递传动链应用范围最广泛。主要用来在一般机械中传递运动和动力，也可用于输送等场合。运动和动力，也可用于输送等场合。 (3)曳引起重链曳引起重链(曳引链曳引链)主要用以传递力，起牵引、悬挂主要用以传递力，起牵引、悬挂物品的作用，兼作缓慢运动。物品的作用，兼作缓慢运动。 传动链的种类繁多，最常用的是齿形链和滚子链，本书重传动链的种类繁多，最常用的是齿形链和滚子链，本书重点介绍传动链中的齿形链和滚子链。点介绍传动链中的齿形链和滚子链。上一页 下一页返回5.2 链传动链传动 1.齿形链齿形

26、链 齿形链由齿形链板、导板、套筒和销轴等组成，如图齿形链由齿形链板、导板、套筒和销轴等组成，如图5-17所示。根据导向形式不同分为内导式和外导式两种。齿形所示。根据导向形式不同分为内导式和外导式两种。齿形链传动平稳，传动比准确，噪声小链传动平稳，传动比准确，噪声小(又称无声链又称无声链)，承载能力，承载能力大，耐冲击，工作可靠，允许链速较高。但齿形链结构复杂，大，耐冲击，工作可靠，允许链速较高。但齿形链结构复杂，质量较大，装拆较困难。其对安装及维护要求较高，制造和质量较大，装拆较困难。其对安装及维护要求较高，制造和使用成本较高。使用成本较高。 GB 10855-1989对传动用齿形链的基本参数

27、和尺寸作了对传动用齿形链的基本参数和尺寸作了具体规定，共有具体规定，共有7个链号、个链号、56种规格。表种规格。表5-2列出了齿形链列出了齿形链各链号及其节距尺寸。各链号及其节距尺寸。上一页 下一页返回5.2 链传动链传动2.滚子链滚子链 滚子链又称为套筒滚子链。如图滚子链又称为套筒滚子链。如图5-18所示，其由内链板所示，其由内链板1、外链板、外链板2、销轴、销轴3、套筒、套筒4和滚子和滚子5组成。其中内链板与套组成。其中内链板与套筒采用过盈配合组成的联接称为内链节，外链板与销轴之间筒采用过盈配合组成的联接称为内链节，外链板与销轴之间采用过盈配合组成的联接称为外链节，而滚子与套筒、套筒采用过

28、盈配合组成的联接称为外链节，而滚子与套筒、套筒与销轴之间均采用间隙配合。与销轴之间均采用间隙配合。 联接链条就是由多个内、外链节依次交替铰接构成。内、外联接链条就是由多个内、外链节依次交替铰接构成。内、外链节可以相对转动链节可以相对转动(套筒可绕销轴自由转动套筒可绕销轴自由转动)。当需要承受较。当需要承受较大载荷、传递较大功率时，可使用多排链大载荷、传递较大功率时，可使用多排链(图图5-19 )。多排。多排链相当于几个普通的单排链彼此之间用长销轴连接而成。链相当于几个普通的单排链彼此之间用长销轴连接而成。上一页 下一页返回5.2 链传动链传动表表5-3列出了列出了GB/T 1243-1997规

29、定的滚子链的基本参数规定的滚子链的基本参数和尺寸。由于国际上几乎所有国家的链节距均用英制单位，和尺寸。由于国际上几乎所有国家的链节距均用英制单位，因而在我国的链条标准中，节距也采用英制折算成米制的单因而在我国的链条标准中，节距也采用英制折算成米制的单位。表中的链号数乘全位。表中的链号数乘全25.4/16即为节距值，后缀为即为节距值，后缀为A的传的传动链是源于美国的标准，后缀为动链是源于美国的标准，后缀为B的传动链是源于英国的标的传动链是源于英国的标准。准。滚子链的标记为滚子链的标记为:链号链号-排数排数x整链链节数标准号整链链节数标准号例如例如:节距为节距为15. 875mm的的A系、双排、系

30、、双排、80节的滚子链，节的滚子链，其标记为其标记为: 10A-2 x 80上一页 下一页返回5.2 链传动链传动5.2.3链传动的特点链传动的特点 1.链传动的优点链传动的优点 链传动其兼有齿轮传动和带传动的特点，它属于具有中间链传动其兼有齿轮传动和带传动的特点，它属于具有中间挠性件的啮合传动。与齿轮传动和摩擦式带传动相比，链传挠性件的啮合传动。与齿轮传动和摩擦式带传动相比，链传动的主要优点是动的主要优点是:没有弹性滑动，平均传动比准确没有弹性滑动，平均传动比准确;传动效率传动效率较高，链条对轴的拉力较小较高，链条对轴的拉力较小;可以在较恶劣的条件下工作可以在较恶劣的条件下工作;承承载能力大载能力大;制造与安装精度要求较低制造与安装精度要求较低;轴间距较大且结构简单。轴间距较大且结构简单。2.链传动的缺点链传动的缺点传动的平稳性差，有噪声传动的平稳性差，有噪声;瞬时传动比不恒定瞬时传动比不恒定;磨损后易发生磨损后易发生跳齿和脱链跳齿和脱链;急速反向转动的性能差急速反向转动的性能差;不适用于过小的轴间距不适用于过小的轴间距和有急速