第六章 带传动和链传动

1、6-1 6-1 带传动简介带传动简介6-2 6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析6-3 6-3 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算6-4 V6-4 V带带轮结构以及张紧装置带带轮结构以及张紧装置第六章第六章 带传动带传动第一节第一节 带传动简介带传动简介固联于主动轴上的带轮固联于主动轴上的带轮1(1(主动轮主动轮) )；固联于从动轴上的带轮固联于从动轴上的带轮3(3(从动轮从动轮) )；张紧在两轮上的传动带张紧在两轮上的传动带2 2。2 2）带有弹性，能缓冲减振，运转平稳，噪音小；）带有弹性，能缓冲减振，运转平稳，噪音小；3 3）摩擦带传动过载时带与带轮打滑，以此保护其他零

2、件。）摩擦带传动过载时带与带轮打滑，以此保护其他零件。1 1）带的寿命短，在有油的场合，寿命更短；）带的寿命短，在有油的场合，寿命更短；2 2）对摩擦带传动，传动比不恒定；）对摩擦带传动，传动比不恒定；1 1）适用于中心距较大的传动，）适用于中心距较大的传动，3 3）效率较低。）效率较低。4 4）结构简单，成本低；）结构简单，成本低；优点：优点： 缺点：缺点：交叉传动开口传动开口传动：两轴平行，开口传动：两轴平行， 1 1、 2 2同向。同向。交叉传动：两轴平行，交叉传动：两轴平行， 1 1、 2 2反向。反向。半交叉传动：两轴交错，不能逆转。半交叉传动：两轴交错，不能逆转。1 1、按传动布置

3、情况分：、按传动布置情况分：一、带传动的类型、结构和特点一、带传动的类型、结构和特点 （1 1）平带）平带 2 2、按截面形状分、按截面形状分: :平带的截面形状为矩形，平带的截面形状为矩形，内表面内表面为工作面。平带传动，结构为工作面。平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。截面形状为截面形状为梯形梯形，两侧面两侧面为工作表面。在为工作表面。在同样的张紧力下，带传动较平带传动能同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。产生更大的摩擦力。（2 2）V V带：带： （3 3）圆带：横截面为）圆带：横截面为

4、圆形圆形。只用于小功率传动，牵引能力小。只用于小功率传动，牵引能力小。常用于仪器、家用器械、人力机械。常用于仪器、家用器械、人力机械。（4 4）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 V带组成的传动带。带组成的传动带。可传递很大的功率。可传递很大的功率。兼有平带弯曲应力小和兼有平带弯曲应力小和V V带摩擦力大等优点。多用于传递动力较大、带摩擦力大等优点。多用于传递动力较大、结构紧凑的场合。结构紧凑的场合。工作面：工作面：侧面侧面属于啮合传动，无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，带轮属于啮合传动，无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，带轮直径可较小，传递功率大

5、。用于要求传动平稳直径可较小，传递功率大。用于要求传动平稳, ,传动精度较高的场合。传动精度较高的场合。（5 5）同步带（啮合带）：）同步带（啮合带）：平带传动：平带传动：V V带传动：带传动：多楔带传动：多楔带传动：应用不太广，例如：高速磨床。应用不太广，例如：高速磨床。常多根并用，承载能力大，应用广泛常多根并用，承载能力大，应用广泛相当于多个小相当于多个小V V带组成，兼有平带带组成，兼有平带传动和带传动的优点。传动和带传动的优点。适用于轻载的场合，例如：缝纫机。适用于轻载的场合，例如：缝纫机。工作面工作面工作面工作面圆带传动：圆带传动：同步带：同步带：普通普通V V带传动带传动窄窄V V

6、带传动带传动宽宽V V带传动带传动平带传动平带传动多楔带传动多楔带传动同步带传动同步带传动3 3、标准、标准V V带其横截面结构如图所示。分为：强力层、伸张层、带其横截面结构如图所示。分为：强力层、伸张层、压缩层和包布层。压缩层和包布层。强力层强力层的结构形式有的结构形式有帘布帘布结构和结构和线绳线绳结构。结构。4 4、按截面尺寸的不同分为、按截面尺寸的不同分为Y Y、Z Z、A A、B B、C C、DD、E E共共7 7种型号，种型号，截面尺寸已标准化。同样条件下，截面尺寸大传递的功率就大。截面尺寸已标准化。同样条件下，截面尺寸大传递的功率就大。二、带传动的几何尺寸二、带传动的几何尺寸中心距

7、中心距 两带轮几何轴线之间的距离。两带轮几何轴线之间的距离。包角包角 带与带轮接触弧对应的圆心角。带与带轮接触弧对应的圆心角。节宽节宽 节面的宽度节面的宽度b bp p。相对高度相对高度 高度高度h h与节宽与节宽b bp p之比，约之比，约0.7(0.7(窄窄0.9)0.9)带轮基准直径带轮基准直径 V V带轮上与所配带轮上与所配V V带节宽带节宽b bp p 相对应的带轮直径相对应的带轮直径 D D1 1。基准长度基准长度 带节面长度，带节面长度，V V带在带轮上张带在带轮上张紧后，位于带轮基准直径上的周线长度紧后，位于带轮基准直径上的周线长度L Ld d 。节面节面 当当V V带受弯曲时

8、，长度不变的中性层。带受弯曲时，长度不变的中性层。一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析设带的总长度不变，根据线弹性假设：设带的总长度不变，根据线弹性假设：F F1 1F F0 0F F0 0F F2 2；或：或：F F1 1 F F2 22 2F F0 0；带传动尚未工作时，传动带中的带传动尚未工作时，传动带中的初拉力为初拉力为F F0 0。 带传动工作时，一边拉紧，一边放松，带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力为记紧边拉力为F F1 1和松边拉力为和松边拉力为F F2 2。 第二节第二节 带传动工作情况分析带传动工作情况分析当当F FF Ff f 时：时： 打滑打滑1 1、正常工

9、作时：有效拉力、正常工作时：有效拉力F Fe e = = 带与带轮间的摩擦力带与带轮间的摩擦力F Ff f紧边和松边的拉力差为有效圆周力紧边和松边的拉力差为有效圆周力F Fe eF Fe e= =F F1 1-F-F2 2带传动的功率为：带传动的功率为：若带的工作载荷加大，有效拉力达到摩擦极限值后，则带与带若带的工作载荷加大，有效拉力达到摩擦极限值后，则带与带轮间会发生明显的相对滑动，即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧，轮间会发生明显的相对滑动，即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。1000/vFPe

10、影响最大有效圆周力力的因素影响最大有效圆周力力的因素初拉力初拉力F F0 0：与初拉力与初拉力F F0 0 成正比。成正比。包角包角 ：随包角：随包角 的增大而增大。的增大而增大。摩擦系数摩擦系数f f： 随摩擦系数随摩擦系数f f 的增大而增大的增大而增大。最大有效圆周力：最大有效圆周力：) 1/() 1(20ffeceeFF2 2、V V 带能传递的最大有效圆周力带能传递的最大有效圆周力根据打滑时松紧边根据打滑时松紧边关系的欧拉公式关系的欧拉公式21FFFefeFF216-86-86-66-6（1 1）增大摩擦系数）增大摩擦系数fFfFmax max （FFf f ）与带和带轮材料、表面状

11、况、工作环境有关。）与带和带轮材料、表面状况、工作环境有关。a a、合适材料配对；、合适材料配对；b b、采用、采用V V带：当量摩擦系数带：当量摩擦系数 f fv v 1.7 f1.7 f。FNFNFNFNFNFQFQ 讨讨 论论c c、禁止过度增大预紧力、禁止过度增大预紧力（2 2）适当增大）适当增大F F0 00maxFFF F0 0正压力正压力 F Ff f F Fmax max PPmax max 应严格控制应严格控制F F0 0大小，大小，为保证工作中初拉力不变，可设计为保证工作中初拉力不变，可设计张紧装置张紧装置。假如假如 F F0 0轴上压力轴上压力 带寿命带寿命假如假如F F

12、0 0 带传动的工作能力不能充分发挥，易打滑。带传动的工作能力不能充分发挥，易打滑。FFmaxmax （3 3）增大包角）增大包角 1 1当当i1i1时：时： 1 1 2 2，打滑从小带轮开始，打滑从小带轮开始，限制限制 1 1不能太小。不能太小。结论：结论：（3 3）采用张紧装置。）采用张紧装置。（1 1） 1 1120120；（；（2 2）水平或近似水平布置：松边在上。）水平或近似水平布置：松边在上。带工作时的应力由三部分组成：带工作时的应力由三部分组成：二、带的应力分析二、带的应力分析1 1、由拉力产生的拉应力、由拉力产生的拉应力紧边拉应力紧边拉应力松边拉应力松边拉应力式中：式中：F1F

13、1、F2 F2 紧边松边拉力（紧边松边拉力（N N）A A 带的截面积带的截面积(mm(mm2 2) )AF11AF22 1 1 2 2 紧边松边拉应力（紧边松边拉应力（MPaMPa）F F1 1F F2 2F F1 1F F2 2n n1 1n n2 2F Fc cF Fc cF Fc cF Fc cn n1 1n n2 2旋转离心拉力旋转离心拉力F Fc c产生于带的全产生于带的全长，其离心拉应力为：长，其离心拉应力为：AqvAFcc2式中：式中：F Fc c 离心拉力（离心拉力（N N）q q 带的单位长度质量带的单位长度质量(kg/m)(kg/m) c c 离心拉应力（离心拉应力（MP

14、aMPa）A A 带的截面积带的截面积(mm(mm2 2) )v v 带的速度带的速度(m/s)(m/s)2 2、离心拉应力、离心拉应力1b2b3 3、弯曲应力、弯曲应力带在绕过大小带轮的包角时，将在带在绕过大小带轮的包角时，将在弯曲部分产生弯曲应力：弯曲部分产生弯曲应力：DhEb b1 b1 大于大于/ /小于小于 b2b2？式中：式中：E E 带的弹性模量（带的弹性模量（MPaMPa）h h 带轮中性层到外层的垂直距离带轮中性层到外层的垂直距离 (mm)(mm) b b 弯曲应力（弯曲应力（MPaMPa）D D 带轮的基准直径带轮的基准直径(mm)(mm)带在工作时的应力分布带在工作时的应

15、力分布12c cmaxmaxb1b1b2b2带进入小带轮的一点是应力最大点！带进入小带轮的一点是应力最大点！1 12 2三、带传动的弹性滑动和打滑三、带传动的弹性滑动和打滑带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。带传动中因带的弹性变形和拉力差引因此带的弹性变形也是变化的。带传动中因带的弹性变形和拉力差引起的带与带轮间的相对滑动，称为起的带与带轮间的相对滑动，称为弹性滑动。弹性滑动。C C、结论：弹性滑动不可避免、结论：弹性滑动不可避免 打滑可避免打滑可避免 弹性滑动与打滑的区别弹性滑动与打滑的区

16、别 A A、现象：、现象：弹性滑动弹性滑动发生在绕出带轮前带与轮的部发生在绕出带轮前带与轮的部分接触长度上，分接触长度上，打滑发生打滑发生在带与轮的全部接触长度在带与轮的全部接触长度B B、原因：弹性滑动：带两边的拉力差，带的弹性；、原因：弹性滑动：带两边的拉力差，带的弹性； 打滑：过载打滑：过载%100121vvv)/(6000111smndv)/(6000222smndv其中：其中：因此，因此，传动比传动比为：为：1221)1 (ddnni弹性滑动：弹性滑动：从动轮的圆周速度从动轮的圆周速度v v2 2主动轮的圆周速度主动轮的圆周速度v v1 1，速度降低的，速度降低的程度可用程度可用滑动

17、率滑动率 来表示：来表示： 1221ddnni因带传动的滑动率因带传动的滑动率 =0.01-0.02,=0.01-0.02,其值不大，可不予考虑。其值不大，可不予考虑。max式中：式中： 带的许用应力。带的许用应力。 第三节第三节 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算一、设计准则和基本额定功率一、设计准则和基本额定功率1 1、带传动的主要失效形式：、带传动的主要失效形式：打打滑滑和和疲劳破坏疲劳破坏，将使带产生疲劳，将使带产生疲劳破坏（脱层、撕裂、拉断）；破坏（脱层、撕裂、拉断）；2 2、当带在进入小带轮时应力达到、当带在进入小带轮时应力达到最大值，其值为：最大值，其值为：11max

18、bc3 3、带的疲劳强度条件是：、带的疲劳强度条件是： 1bc1max1000)11)(10AvePfcb式中：式中： 带的许用拉应力，由实验测得。带的许用拉应力，由实验测得。 4 4、单根、单根V V带能传递的最大功率带能传递的最大功率P P0 011maxbc 由由和和得：得： 单根单根普通普通V V带在带在特定条件下特定条件下的功率的功率P P0 0 可查表可查表6-2a6-2a特定带长，载荷平稳特定带长，载荷平稳) 1(18021i1000)11 (10veFPf实际工作条件下修正后的许用功率：实际工作条件下修正后的许用功率：LKKPPP)(000 0P- -功率增量；功率增量； -

19、-包角系数；包角系数； - -长度系数长度系数KLK已知条件一般为：已知条件一般为： 确定普通确定普通V V带的型号、基准长度带的型号、基准长度L Ld d和根数和根数z z；带轮基准直径带轮基准直径DD1 1、DD2 2及结构尺寸；及结构尺寸；确定传动的中心距确定传动的中心距a a；计算初拉力计算初拉力F F0 0及作用在轴上的压力及作用在轴上的压力F FQ Q；选择张紧装置。选择张紧装置。 原动机的种类原动机的种类 传动用途传动用途 传递的功率传递的功率 两轮的转速两轮的转速n n1 1、n n2 2（或传动比（或传动比i i1212） 工作条件及外廓尺寸要求等。工作条件及外廓尺寸要求等。

20、 设计内容：设计内容：二、二、V V带传动的设计步骤和方法带传动的设计步骤和方法带传动设计步带传动设计步骤骤1 1、确定计算功率、确定计算功率P Pc c 2 2、选择带型、选择带型 由由n n1 1和和P Pc c查图选取查图选取3 3、确定带轮的基准直径、确定带轮的基准直径D D1 1和和D D2 25 5、确定实际中心距、确定实际中心距a a和基准带长和基准带长L Ld d7 7、确定带的根数、确定带的根数z z8 8、确定带的初拉力、确定带的初拉力F F0 0及压轴力及压轴力F FQQ9 9、设计带轮、设计带轮1010、设置张紧装置、设置张紧装置二、二、V V带传动的设计步骤和方法带传

21、动的设计步骤和方法4 4、验算带速、验算带速v v6 6 、验算小带轮包角、验算小带轮包角 11 1、确定计算功率、确定计算功率 PKPAcaP Pcaca计算功率计算功率(kW)(kW)；K KA A 工作情况系数，工作情况系数，查表查表6-56-5； P P 传递的额定功率传递的额定功率(kW)(kW)。 工况系数工况系数K KA A 2 2、 选择选择V V带的型号带的型号 图图6-96-9根据计算功率根据计算功率P Pcaca和小带轮转速和小带轮转速n n1 1，选择普通，选择普通V V带的型号。带的型号。（1 1）一般取）一般取 ，若过小则带的弯曲应力太大、圆周速，若过小则带的弯曲应

22、力太大、圆周速度过小影响功率；反之，则带传动外廓尺寸增大。度过小影响功率；反之，则带传动外廓尺寸增大。3 3、确定带轮的基准直径、确定带轮的基准直径DD1 1、DD2 2带型带型DDminminY YZ ZA AB BC CD DE E202050507575125125200200355355500500min1DD 普通普通V V带轮最小基准直径如下：带轮最小基准直径如下：（3 3）大带轮的基准直径由下式计算）大带轮的基准直径由下式计算: :12iDD （2 2）验算带速）验算带速v vm/sm/s10006011ndv取取10-20m/s10-20m/s带轮的基准直径应符合带轮基准直径尺

23、寸系列：带轮的基准直径应符合带轮基准直径尺寸系列：20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355

24、 375 400 425 450 475 500 530 560 300 315 355 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 900 1000 600 630 670 710 750 800 900 1000 初步确定中心距初步确定中心距a a0 0：0.7(D0.7(D1 1+D+D2 2)a)a0 02(D2(D1 1+D+D2 2) ) 4 4、确定中心距、确定中心距a a和带的基准长度和带的基准长度L Ld d考虑到安装、张紧的调整，中心距设计的范围：考虑到安装、张紧的调整，中心距设计的范围：（a-0.015L

25、a-0.015Ld d） （a+0.03La+0.03Ld d ）初算带长初算带长: :02121204)()(22aDDDDaLd查表选取与查表选取与LdLd相近的基准带长相近的基准带长L Ld d重算实际中心距重算实际中心距a a：20ddLLaa5 5、验算小带轮包角、验算小带轮包角 1 一般要求一般要求 ，若不能满足，可增大中心距或设置张紧轮。，若不能满足，可增大中心距或设置张紧轮。 120101201180)(180aDD 6 6、确定带的根数、确定带的根数 z z 带的根数应带的根数应取整数取整数。为使各根带受力均匀，带的根数不。为使各根带受力均匀，带的根数不能太多，一般能太多，一

26、般2 25 5根为宜，最多不多于根为宜，最多不多于8 81010根。否则应根。否则应加大带轮基准直径或选择较大型号的带，重新设计。加大带轮基准直径或选择较大型号的带，重新设计。 )(000PPKKPPPzcaLca7 7、确定带的初拉力、确定带的初拉力 F F0 0保持适当的初拉力是带传动正常工作的必要条件。保持适当的初拉力是带传动正常工作的必要条件。过小：过小：则传动时摩擦力过小易打滑；则传动时摩擦力过小易打滑；过大：过大：降低带的寿命，并增大了轴和轴承的压力。降低带的寿命，并增大了轴和轴承的压力。（N N）q q：为每米带长的质量：为每米带长的质量(kg/m) (kg/m) 20) 15 . 2(500qvKzvPFca单根单根V V带的初拉力可按下式计算带的初拉力可按下式计算 ：8 8、计算作用在轴上的压力、