带传动和链传动特点、分析和设计

1、带传动和链传动特点、分析和设计带传动的类型和特点带传动的工作情况分析V带传动的设计链传动的类型和特点链传动的工作情况分析滚子链传动的设计本章主要内容带传动链传动1、 了解带传动的工作原理、类型、特点及应用范围。2、掌握带传动的受力分析、应力分布、弹性滑动和打滑的基本理论。3、 掌握带传动的失效形式、设计准则、V带传动的设计计算方法和参数选择原则。4、熟悉V带的标准及带轮结构，带传动、链传动的张紧方法和张紧装置。5、了解链传动的类型和特点；链传动的工作情况分析。6、掌握滚子链传动的设计。本章基本要求 本章重点及难点 本章重点1、带传动的工作情况分析；2、带传动的失效形式与设计计算准则；3、普通V

2、带传动的设计计算及参数选择；4、链传动的运动特性；5、链传动的失效形式、额定功率曲线图的意义；6、滚子链传动的设计计算及参数选择。 本章难点1、带的弹性滑动和打滑的区别；2、保证带传动不打滑的条件和影响因素；3、保证带具有一定疲劳寿命的条件和影响因素；4、链传动的多边形效应；5、合理选择链传动的主要参数。 第一节 带传动的类型和特点一、带传动的组成及特点 主动轮 带传动的组成:带从动轮 特点： 1、缓冲吸振、传动平稳、噪声小；过载时会打滑，能起保护作用；适用于中心距较大的场合；结构简单，成本低廉，对加工精度要求低。 2、瞬时传动比不恒定；传动效率较低、带寿命短；外廓尺寸较大；需张紧，轴和轴承受

3、力较大；不宜用于高温、易燃易爆的场合。主动轮从动轮带工作原理：摩擦型带传动靠摩擦力啮合型带传动靠啮合传递运动和动力 第一节 带传动的类型和特点二、带传动的类型及适用范围 平带传动 V带传动 多楔带传动 同步齿形带传动按传动带的截面分为：V带传动是应用最广的带传动一般用于 的场合。 第一节 带传动的类型和特点三、V带的结构与规格(标准化)绳芯结构的V带柔韧性好，抗弯强度高。但抗拉强度较弱，主要用于带轮直径和载荷较小的场合。帘布结构的V带制造方便，应用较广。按截面尺寸不同，国标GB/T 11544-1997规定：（见表91）普通V带为Y、Z、A、B、C、D、E等七种型号；窄V带为SPZ、SPA、S

4、PB、SPC四种型号。见表92 V带的基准长度已标准化，见表92 V带的结构帘布结构 绳芯结构F0F0F012O2O1F2F2F1F1FfFfF0 第二节 带传动的工作情况分析一、带传动的受力分析工作时: 带与带轮工作面摩擦,形成紧边拉力F1和松边拉力F2。不工作时：带受初拉力F0有效拉力带传动功率：紧边拉力松边拉力12O2O1带传动的工作原理第二节 带传动的工作情况分析二、带传动的最大有效拉力及其影响因素分析即将打滑时，带上的摩擦力和有效拉力均达到最大，此时式中： 自然对数的底；摩擦因数（V带用当量摩擦因数代替）带在带轮上的包角。柔韧体摩擦的欧拉公式整理后可得由式可知，影响带传动的最大有效拉

5、力Fec的因素及其影响趋势如下：1）Fec与初拉力F0成正比2） Fec随包角、摩擦因数f 的增大而增大.第二节 带传动的工作情况分析 三、带的应力分析 （一）拉应力（二）弯曲应力（三）离心拉应力式中：ha带的中性层至最外层的距离，单位mm，见表98；dd带轮的基准直径，单位mm，见表96；E带的弹性模量，单位MPa。带的弯曲应力与基准直径成反比，小轮上弯曲应力大最。因此对最小直径加以限制，V带轮的最小基准直径见表96。第二节 带传动的工作情况分析三、带的应力分析 带的最大应力（发生在紧边进入小带轮处）O1O2ABCDn1n2最大应力第二节 带传动的工作情况分析四、带的弹性滑动和打滑（一）带的

6、弹性滑动 弹性滑动是带传动的固有属性， 是不可避免的一种现象。滑动率实际传动比传动比 由于带的弹性变形变化而引起的滑动称为弹性滑动。第二节 带传动的工作情况分析四、带的弹性滑动和打滑（二）带的打滑 打滑会使带传动丧失传动能力，加剧带的磨损，最终可能导致传动失效。 传载过大时，带在整个包角范围内发生显著的滑动，称为打滑。打滑是带传动的一种失效形式，应当避免。打滑的好处：过载保护一、带传动的失效形式及设计准则第三节 V带传动的设计带传动的设计准则： 在保证不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和使用寿命。带传动的主要失效形式： 打滑带的疲劳破坏应使：不发生打滑时带传动的临界有效拉力为：既不打滑又有

7、一定疲劳寿命时，单根V带所能传递的最大功率为一、带传动的失效形式及设计准则(续）第三节 V带传动的设计根据实验求得载荷平稳、传动比 及特定带长情况下的单根V带所允许传递的最大功率P0 （基本额定功率） 查表93与上述条件不符合时需修正。故实际使用条件下：额定功率增量查表94单根V带的额定功率包角修正系数查表95长度修正系数查表92基本额定功率查表92二、带传动的主要参数及其选择原则第三节 V带传动的设计计算（一）初定中心距 a（三）带轮基准直径dd （四）带速v（二）传动比查表96三、 V带传动的设计计算（一）已知条件及设计内容已知条件：工作条件和特定要求功率P带轮转速n1、 n2传动比I原动

8、机类型设计内容：1、确定计算功率2、选择带型号3、确定带轮基准直径dd1, dd24、确定中心距 a和带的基准长度Ld5、验算主动轮包角a16、确定带的根数z7、确定带的初力F08、计算作用在轴上的压轴力Q第三节 V带传动的设计计算三、 V带传动的设计计算（二）带传动几何尺寸的计算3、包角a 所需基准长度：第三节 V带传动的设计计算1、V带基准长度Ld再由表92中选取与Ld0相近的Ld.2、中心距 a三、V带传动的设计步骤 每天工作小使数（h）16101616101610带式输送机（不均匀负）,旋转式水泵和压缩机(非离心式),通风机）,发电机,金属切削机床,印刷机,旋转筛,锯木机和木工机械 载

9、荷变动小 破碎机(旋转式,颚式等),磨碎机(球磨,棒磨,管磨)载荷变动很大 重载启动制砖机,斗式提升机,往复式水泵和压缩机,起重机,磨粉机,冲剪机床,橡胶机械,振动筛,纺织机械,重载输送机 载荷变动较大 液体搅拌机,通风机及鼓风机（）,离心式水泵和压缩机,轻负荷输送机 载荷变动最小 空、轻载启动KA 工 况 第三节 V带传动的设计计算1.确定计算功率 KA 工作情况系数，见表97三、V带传动的设计步骤(续1） 第三节 V带传动的设计计算2、选择V带型号 根据计算功率Pca和小带轮转速n1 由图 98选型,Y.Z,A,B,C,D,E七种型号截面尺寸: 见表913.确定带轮的基准直径dd1和dd2

10、1) 初选小带轮基准直径dd1 ： 根据V带截型,参考表9-6选取 dd1 ddmin2）验算带速 ： 一般以 525 m/s 为宜.3）确定大带轮基准直径dd2 ： 并按V带轮的基准直径系列表96适当圆整后确定。第三节 V带传动的设计计算三、V带传动的设计步骤 (续2）4.确定中心距a和带的基准长度Ld1）初选中心距2）计算所需基准长度，根据Ld0按带型由表92中选取相近的基准传动Ld.3）计算实际中心距应保证:5.验算小轮包角a1第三节 V带传动的设计计算三、V带传动的设计步骤(续3）6.确定带的根数 Z : 7.初拉力F0的确定考虑离心力的不利影响，考虑包角的影响8.计算作用于轴上的径向

11、力（压轴力）四、V带轮的结构设计带轮材料: 常用HT150、HT200 第三节 V带传动的设计计算带轮结构由 组成轮缘轮辐轮毂V 带楔角均为40，带轮轮槽楔角小于带楔角，规定为32 、34 、36 、38 。V带轮结构形式按带轮大小的不同可分为：实心式 见图910a腹板式 见图910b孔板式 见图910c轮辐式 见图910d五、 V带传动的张紧、安装与保护第三节 V带传动的设计计算2. 自动张紧装置1.定期张紧装置导轨式 摆架式 自动张紧装置五、 V带传动的张紧、安装与保护第三节 V带传动的设计计算3. 采用张紧轮的装置定期张紧装置自动张紧装置 设计一带式送运输机，用普通V带传动。已知电动机功

12、率为4Kw，转速n11440r/min,传动比i，每天工作8h，单向连续运转。例 9-1解:(1) 确定计算功率Pca 由表9-7可得KA = 1.1 ,则Pca =KAP = 1.1 x 4 kW= 4.4 kW(2) 选择带型 根据Pa = 4.4 kW 和 n1 =1440 r/min 由图9-8选定A型带。 (3) 确定带轮直径并验算带速1) 确定小带轮直径 dd1 。由表 9-6 并结合图 9-8 ,确定dd1 = 90 mm 。2) 验算带速 v V = dd1n1介于525m/s之间, 所选dd1合适。3) 计算大带轮直径 dd2 。 dd2=idd1=3.2x90mm=288m

13、m, 按表 9-6 圆整为标准系列值dd2=280mm。(4) 确定中心距及带长3) 计算实际中心矩中心距的变动范围为(5) 校核小带轮包角2) 计算带长1) 在之间初选按表 9-2 选取标准长度例 9-11(6) 计算带的根数。由1) 计算单根V带实际额定功率故有查表 9-3 得 根据以及A型带, 查表分别查表 9-5 及表 9-2 可得9- 4 得2) 计算 V 带根数取 4 根 。例 9-12(7) 确定拉力查表 9 - 1 得 A 型带位单长度质量故(9) 带轮结构设计 (略)(8) 计算压轴力例 9-13第四节 链传动的类型和特点一、链传动的组成及特点 特点：具有中间挠性构件的啮合传

14、动。优点结构紧凑。承载能力大，作用于轴和轴承的力较小，传动效率高，能保持准确的平均传动比，能在高温等恶劣环境下工作。可适应大中心距传动。缺点链速及瞬时传动比变化，工作时易产生动载荷和冲击，传动平稳性差，有噪声。 工作原理： 靠链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力。组成：主动轮从动轮链条 第四节 链传动的类型和特点二、链传动的类型和结构特点分类：结构： 1内链板 2外链板3销轴4套筒5滚子参数：节距p滚子直径d1内链节内宽b1 销轴直径d2 排距pt 见表99 滚子链齿形链传动链的类型单排链双排链滚子链结构及尺寸 第四节 链传动的类型和特点二、链传动的类型和结构特点（续） 接头形式开口销 弹

15、簧锁片 过渡链节 尽量避免采用奇数链节应用范围： 滚子链可应用于低速重载及恶劣工作条件。传动速度一般小于15m/s，传动功率一般小于100Kw,传动比一般小于6。 齿形链多用于高速、大功率、高精度场合。 标记方法： 链号排数整链链节数（链长） GB/T1243-1997第五节 链传动的工作情况分析一、链传动的运动分析R2O2vy2vxv1vy1vxR1O1平均速度平均传动比分解因为即有 呈周期性变化 第五节 链传动的工作情况分析一、链传动的运动分析（续）由上可见，虽然主动轮以1作匀速转动，但瞬时链速 却成周期性变化。链传动由于多边形啮合所造成的运动不均匀性，称链传动的“多边形效应”。 变化范围

16、越大，多边形效应越严重； 1 越高，也会加重链传动的运动不均匀性。分速度 作周期性波动，导致链在工作时产生有规律的垂向振动。同理，可得从动轮得速度与角速度。链传动的瞬时传动比由于 、 均随时间变化，故链传动的瞬时传动比亦呈周期性变化。 第五节 链传动的工作情况分析 二、链传动的动载荷（一）链速变化引起的动载荷Fd1链条的惯性力为（二）从动链轮角速度变化引起的动载荷Fd2转速n ，链条的节距p , 链轮齿数 z ， 则传动的动载荷越大。第五节 链传动的工作情况分析三、链传动的受力分析紧边拉力F1松边拉力F2有效圆周力Fe离心拉力Fc悬垂拉力Ff悬垂拉力重力加速度中心距垂度系数压轴力Q压轴力系数第

17、六节 滚子链传动的设计一、链传动的失效形式及额定功率（一）链传动的失效形式1、链的疲劳破坏； 2、链条铰链的磨损3、链条铰链的胶合；1、极限功率曲线链传动的工作能力，一般可用极限功率曲线来确定。（二）链传动的额定功率极限功率曲线滚子、套筒冲击疲劳强度限定链条疲劳强度限定销轴和套筒胶合限定第六节 滚子链传动的设计一、链传动的失效形式及额定功率(续）（二）链传动的额定功率 实际应用中为保证链传动的可靠性。常采用额定功率曲线来进行链传动设计。 额定功率曲线曲线在特定实验条件下通过大量实验获得。 图919为 A系列滚子链的额定功率曲线。其标准运转条件为：两链轮安装在水平平行轴上； 主动链轮z=25；

18、LP=120P ； ； 使用寿命为15000h; 运行平稳，按推荐方式润滑，见图920实际使用条件与上述实验条件不符时，需作修正。第六节 滚子链传动的设计二、滚子链传动的主要参数及其选择原则（三）链轮齿数 Z1min 9， Z2max 150 。为使磨损均匀，Z一般取奇数或不能整除链节数的数，优先选用17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。（一）中心距a 初选中心距 a0 = (3050)p；小链轮包角120（二）传动比 传动比推荐 i = 2 , 限制 i 6（四）链的节距p和排数 在满足承载能力的前提下，尽量选取小节距的单排链。 载荷大、中心距小、传动比大时，选小节距

19、的多排链；中心距大、传动比小时取大节距的单排链。第六节 滚子链传动的设计 三、滚子链传动的设计计算（一）已知条件及设计内容已知条件：工作条件和传动要求功率P带轮转速n1、 n2原动机类型和载荷性质设计内容：1、确定链条型号、链节数 Lp 和排数；2、确定链轮齿数 z1,z2;；结构、尺寸、材料；3、确定中心距 a；压轴力Q；润滑方式和张紧装置。第六节 滚子链传动的设计三、滚子链传动的设计计算（二）链传动的几何尺寸计算2、中心距当 时， 当 时， 式中： 中心距计算系数，查表910。GB/T 1815020001、链的长度圆整并尽量采用偶数链节，以避免用过渡链节联接。第六节 滚子链传动的设计三、

20、滚子链传动的设计计算 （三）滚子链传动的设计步骤1、确定链轮齿数 小链轮齿数 大链轮齿数传动功率多排链系数，双排链 ，三排链主动链轮齿数系数，见图922；式中：PKKKPzA工作情况系数，见表911；2、确定计算功率Pca第六节 滚子链传动的设计三、滚子链传动的设计计算（三）滚子链传动的设计步骤（续）3、链条型号、链节距p 滚子链型号由计算功率Pca和小链轮转速 n（见图9 19）。 链条节距p由链型号查表99。6、计算压轴力Q5、计算链速v，确定润滑方式 见图9 20选润滑方式。4、计算链节数Lp和中心距a 初取 当 时， 当 时， 第六节 滚子链传动的设计四、链轮的结构设计（一）链轮的结构整体式 孔板式 焊接 螺栓联接第六节 滚子链传动的设计四、链轮的结构设计（二）链轮的参数尺寸及齿形参考国标GB/T1243-1997（三）链轮的材料对小链轮的材料和强度要求比大链轮高。链轮常用材料参考表912。图924 链轮齿槽形状分度圆直径齿根圆直径齿高齿顶圆直径第六节 滚子链传动的设计五