第8章 带传动及链传动

1、第第8 8章章 带传动及链传动带传动及链传动链传动简介链传动简介带传动设计带传动设计8.1.1 8.1.1 带传动的工作原理带传动的工作原理组成：组成：由主动由主动轮轮1 1从动轮从动轮2 2和张紧在两轮上的和张紧在两轮上的胶带胶带3 3组成组成工作原理：工作原理：借助带与带轮接触面间的压力所产借助带与带轮接触面间的压力所产生的摩擦力来传递运动和动力。生的摩擦力来传递运动和动力。8.1.2 8.1.2 带传动的类型及特点带传动的类型及特点(1)(1)带传动的类型带传动的类型 (2)(2)带传动的特点带传动的特点优点优点: :1)1)能用于两轴中心距较大的场合能用于两轴中心距较大的场合； 2)2

2、)传动带有一定的弹性，因此可缓和冲击和吸收振动；传动带有一定的弹性，因此可缓和冲击和吸收振动； 3)3)过载时，在带轮上打滑可防止损坏其他零件；过载时，在带轮上打滑可防止损坏其他零件； 4)4)结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。缺点缺点: :1)1)外廓尺寸较大，结构不紧凑外廓尺寸较大，结构不紧凑； 2)2)由于带的滑动现象使传动比不能保证固定不变；由于带的滑动现象使传动比不能保证固定不变； 3)3)胶带易伸长，有时需要安装带的张紧结构；胶带易伸长，有时需要安装带的张紧结构； 4)4)带的寿命较短；带的寿命较短； 5)5)传动比不能太大，一般传动比不能太大，一般i7i b 2带绕过小带轮

3、带绕过小带轮时的弯曲应力时的弯曲应力带绕过大带轮时带绕过大带轮时的弯曲应力的弯曲应力上述三种应力沿带长的分布如下：上述三种应力沿带长的分布如下： 最大应力发生在最大应力发生在 紧边开始进入小带轮处紧边开始进入小带轮处:11maxbc由此可知，带受变应力作用，这将使带产生疲劳破坏。由此可知，带受变应力作用，这将使带产生疲劳破坏。两种滑动现象：两种滑动现象：8.2.3 8.2.3 带传动的弹性滑动与失效形式带传动的弹性滑动与失效形式打打 滑滑 是带传动的一种失效形式，应避免是带传动的一种失效形式，应避免弹性滑动弹性滑动 正常工作时的微量滑动现象，不可避免正常工作时的微量滑动现象，不可避免弹性滑动是

4、如何产生的？弹性滑动是如何产生的？因因 F1 F2故松紧边单位长度上故松紧边单位长度上的变形量不等。的变形量不等。带绕过主动轮时，由带绕过主动轮时，由于拉力逐渐减小，所于拉力逐渐减小，所以带逐渐收缩，使带以带逐渐收缩，使带相对于主动轮的转向相对于主动轮的转向向后滑动。向后滑动。同样的现象也发生在同样的现象也发生在从动轮上。但情况有从动轮上。但情况有何不同？何不同？由此可见：弹性滑动由此可见：弹性滑动是由弹性变形和拉力是由弹性变形和拉力差引起的。差引起的。(1)(1)带传动的弹性滑动带传动的弹性滑动(2)(2)带传动的失效形式带传动的失效形式1)1)打滑打滑定义：若带所传递的圆周力超过带与带轮接

5、触面间的极限定义：若带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间的极限 摩擦力的总和时，带就会沿着轮面发生全面显著滑摩擦力的总和时，带就会沿着轮面发生全面显著滑 动，这种现象称为打滑动，这种现象称为打滑结果：剧烈发热、迅速磨损，从动轮转速急下降，带传结果：剧烈发热、迅速磨损，从动轮转速急下降，带传 动失去了正常的工作能力动失去了正常的工作能力处理处理: 增大初拉力增大初拉力2001FFFF 2001FFFF 但但有一定的限度有一定的限度； 增大小包角增大小包角 增大摩擦力增大摩擦力； 增大摩擦系数增大摩擦系数增大摩擦力增大摩擦力。2)2)疲劳损坏疲劳损坏原因：存在循环变化的弯曲应力原因：存在循环变化的

6、弯曲应力现象：胶皮脱层、撕裂或拉断现象：胶皮脱层、撕裂或拉断处理：限制处理：限制弯曲应力的大小弯曲应力的大小和和每秒钟内的弯曲次数每秒钟内的弯曲次数限制带轮最小直径限制带轮最小直径限制带速限制带速3)3)传动带的磨损传动带的磨损传动带的磨损主要是由弹性滑动和打滑引起的。 8.3 V8.3 V带传动及其选用计算带传动及其选用计算8.3.1 V8.3.1 V带的结构带的结构V带的主要结构有两类：帘布结构帘布结构线绳结构线绳结构拉伸强度：帘布结构拉伸强度：帘布结构 线绳结构线绳结构。拉伸强度：帘布结构拉伸强度：帘布结构 线绳结构线绳结构。应用：应用： 常用常用 高速、轻载荷、带轮直径小高速、轻载荷、

7、带轮直径小。区别：强力层区别：强力层结构：结构：与普通与普通V V带相比，当高度带相比，当高度h h相同时，窄相同时，窄V V带的顶宽带的顶宽b b约可约可 缩小缩小1/31/3，它的顶部呈弓形，两侧面是内凹曲面。，它的顶部呈弓形，两侧面是内凹曲面。窄窄V带带特点：特点：工作面静态时呈内凹形，工作时呈直线，因而特别耐磨。工作面静态时呈内凹形，工作时呈直线，因而特别耐磨。强力层材料强力层材料：是一种采用涤纶等合成纤维做强力层的新型是一种采用涤纶等合成纤维做强力层的新型V V带。带。8.3.2 8.3.2 普通普通V V带规格和基本尺寸带规格和基本尺寸(1)V(1)V带的规格带的规格(2)(2)带

8、传动的几何尺寸带传动的几何尺寸V带的基准长度带的基准长度 Ld ：在节线上量得的带周长在节线上量得的带周长。V带轮的基准直径带轮的基准直径 d d：与节线相对应的带轮直径与节线相对应的带轮直径。带传动几何尺寸带传动几何尺寸 ：1 小带轮小带轮包角包角2 大带轮大带轮包角包角1 2 a 带传动中心距带传动中心距。(3)V(3)V带的规格带的规格aABCDDAABLCB20按表按表8-28-2圆整圆整021221004)()(22addddaLdddd8.3.3 8.3.3 普通普通V V带带轮的结构带带轮的结构(1)(1)带轮材料带轮材料铸钢：高速铸钢：高速；灰口灰口铸铁：常用，铸造性能好，摩擦

9、系数较钢大铸铁：常用，铸造性能好，摩擦系数较钢大；铸铝或塑料：低速铸铝或塑料：低速。(2)(2)结构尺寸结构尺寸轮辐：是把轮缘与轮毂连成一体的部分。根据轮辐：是把轮缘与轮毂连成一体的部分。根据 带轮直径的大小；可以是辐板、辐条（椭带轮直径的大小；可以是辐板、辐条（椭 圆截面）和实心三种形式圆截面）和实心三种形式。铸铁带轮的典型结构如图由三部分组成：铸铁带轮的典型结构如图由三部分组成：轮缘：是带轮外圈的环形部分，轮缘：是带轮外圈的环形部分， 制有楔形环槽，槽数等制有楔形环槽，槽数等 于三角带的根数。于三角带的根数。轮毂：是带轮与轴配合的部分。轮毂：是带轮与轴配合的部分。实心式实心式(3)(3)基

10、本形式基本形式腹板式腹板式孔板式孔板式辐条式辐条式8.3.4 8.3.4 张紧装置张紧装置(1)(1)定期张紧装置定期张紧装置(2)(2)自动张紧装置自动张紧装置 电动机及摆架的自重使带轮随同电动机绕固定支承轴摆动，自动调整中心距张紧(3)(3)张紧轮张紧装置张紧轮张紧装置。张紧轮一般压在松边的内侧，张紧轮应尽量靠近大带轮，以免小带轮上包角减小过多。V带传动中常用这种张紧装置张紧轮张紧轮8.3.5 V8.3.5 V带传动设计计算带传动设计计算8.3.5.1 8.3.5.1 设计准则和单根设计准则和单根V V带的基本额定功率带的基本额定功率(1)(1)失效形式及设计准则失效形式及设计准则1)1)

11、失效形式失效形式 打打 滑滑 带与带轮之间的显著滑动，由过载引起带与带轮之间的显著滑动，由过载引起疲劳破损疲劳破损 由变应力引起由变应力引起。2)2)设计准则设计准则在保证不打滑的前提下，具有足够的疲劳寿命在保证不打滑的前提下，具有足够的疲劳寿命。(2)(2)单根单根V V带的基本额定功率带的基本额定功率要保证带的疲劳寿命，应使最大应力不超过许用应力：要保证带的疲劳寿命，应使最大应力不超过许用应力：11maxbc不疲劳的要求不疲劳的要求或：或：11bc与带的型号、长度、带速、带轮直径、包角大小及载荷性质等有关。 特定条件下的特定条件下的P P0 0值值表表8-38-3(3)(3)带传动的设计步

12、骤和传动参数选择带传动的设计步骤和传动参数选择1)1)确定计算功率确定计算功率P Pc c 计算功率计算功率P Pc c可根据下式计算：可根据下式计算：PcKAP式中式中 K KA A 为工作情况系数，见表为工作情况系数，见表8-48-4PP名义传动功率，名义传动功率，kWkW 2)2)选择带的型号选择带的型号 根据计算功率根据计算功率P Pc c和小轮转速和小轮转速n nl l选择三角胶带的型号选择三角胶带的型号3)3)确定带轮基准直径确定带轮基准直径若小带轮直径若小带轮直径d dd1d1应大于或等于下表所示的最小直径应大于或等于下表所示的最小直径 d ddmindmin, ,d dd1d1

13、过小，则带的弯曲应力较大；反之，则传动的外廓尺寸过小，则带的弯曲应力较大；反之，则传动的外廓尺寸增大。增大。小带轮直径小带轮直径d dd1d1 V带带轮的最小基准直径带带轮的最小基准直径dd min 验算带速验算带速大带轮直径大带轮直径注注: :计算计算d dd2d2、d dd1d1均应符合带轮的公称直径尺寸系列均应符合带轮的公称直径尺寸系列。11212dddiddnnd一般应使带速在一般应使带速在525 m525 ms s的范围内。的范围内。当当v=20 m/sv=20 m/s时，可以充分发挥带的传动能力时，可以充分发挥带的传动能力。10006011ndvd 初定中心距初定中心距 a0 0.

14、7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2)初算带长初算带长L0 计算实际中心距计算实际中心距 aa 过小，带短，易疲劳过小，带短，易疲劳a 过大，易引起带的扇动过大，易引起带的扇动002dLLaa（圆整）（圆整）取基准带长取基准带长 Ld（表（表132）4)4)确定中心距和带长的基准长度确定中心距和带长的基准长度021221004)()(22addddaLdddd考虑安装调整和补偿初拉力的需要，中心距的变动范围为考虑安装调整和补偿初拉力的需要，中心距的变动范围为ddLaaLaa03. 0015. 0maxmin 5)5)验算小带轮包角验算小带轮包角1 1012013 .57180addd

15、d一般要求11200，当11200时，可增大中心距或加张紧轮。 考虑到一般实际使用条件与实验条件不同，需对考虑到一般实际使用条件与实验条件不同，需对P0进行修正，修正后进行修正，修正后V带的根数带的根数Z为为: : LacKKPPPZ)(006)6)确定确定V V带的根数带的根数Z Z式中式中PP0 0传动比传动比i1i1时传递功率的增量，见表时传递功率的增量，见表8-78-7； K K包角系数，考虑不同包角包角系数，考虑不同包角对传动能力的影响，见对传动能力的影响，见表表8-88-8； K KL L长度系数，考虑不同带长对传动能力的影响，见表长度系数，考虑不同带长对传动能力的影响，见表8-2

16、8-2。7)7)计算带的张紧力计算带的张紧力F F0 0和压轴力和压轴力F FQ Q20) 15 . 2(500qKZPFc式中式中 q每米带的质量，每米带的质量，kg/m，见表，见表8-9。2sin210aZFFQ 8)8)带轮设计带轮设计画出带轮工作图画出带轮工作图 确定结构类型确定结构类型结构尺寸结构尺寸轮槽尺寸轮槽尺寸材料材料设计内容设计内容(1)(1)确定计算功率确定计算功率 Pc KAP(2)(2)根据根据n1、 Pc选择带的型号选择带的型号工况系数，查工况系数，查表表84(3)(3)确定带轮基准直径确定带轮基准直径dd1、dd2验算带速验算带速v ( (v525m/s) )带轮愈

17、小，弯曲应力愈带轮愈小，弯曲应力愈大，所以大，所以dd1 ddmin (4)(4)确定中心距确定中心距 a 及带长及带长 Ld(5)(5)验算主动轮的包角验算主动轮的包角1 0012011203 .57180adddd(6)(6)计算带的根数计算带的根数ZN z 10NY(7)(7)确定初拉力确定初拉力 F0 计算压轴力 FQ(8)(8)带轮结构设计带轮结构设计原理：原理：是一种以链条作中间挠性件、依靠链条与链轮是一种以链条作中间挠性件、依靠链条与链轮 间的啮合来传动间的啮合来传动。组成：组成： 由主动链由主动链轮轮1 1，从动轮链从动轮链2 2和两轮和两轮上的链条上的链条3 3组成组成。传动

18、链常用：传动链常用：滚子链和齿形链滚子链和齿形链。滚子链应用较多，且为标准件，其滚子链应用较多，且为标准件，其主要参数包括：主要参数包括：p p 节距；节距；L Lp p 链节数，链节数，取偶数；取偶数；z z 链轮齿数，链轮齿数，取奇数。取奇数。工作性质的不同传动链起重链曳引链与带传动相比，链传动的特点是：与带传动相比，链传动的特点是：可在恶劣的环境下工作；可在恶劣的环境下工作；传递功率比带传动大，效率较高；传递功率比带传动大，效率较高；适用的速度比带小，适用的速度比带小，v 15m/sv 15m/s；瞬时速比变化，振动、噪声大。瞬时速比变化，振动、噪声大。一般链传动的适用范围为一般链传动的适用范围为: :传递功率传递功率Pl00kWPl00kW，传，传动比动比i8i8，链的线速度，链的线速度20m/s20m/s。应用：应用：农业、采矿、运输、纺织、食品等小小 结结1.带传动和链传动都是通过中间挠性件带传动和链传动都是通过