四、带传动及链传动

带传动与链传动教学目标：学习和了解带传动的工作原理、特点、类型、工作情况分析、传动设计、张紧、使用和维护；链传动的类型、特点、工作情况分析、传动设计、润滑布置。教学内容：1、带传动和链传动的类型和结构2、带传动和链传动的几何参数3、带传动和链传动的工作情况分析4、带传动和链传动的传动特点5、带传动和链传动的张紧、安装、维护教学重点：1、带传动和链传动的工作情况分析2、带传动和链传动的张紧、安装、维护教学难点：带传动和链传动的工作情况分析带传动概述带传动是机械传动系统中用以传递运动和动力的常用传动装置之一。带传动是由带和带轮组成的绕性传动。安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力托动从动轮一起同向回转。源动机转动带的传动过程：主动轮转动驱动主动轮从动轮转动带与轮的摩擦一、带传动的类型及特点开口传动－两轴平行，同向回转交叉传动－两轴平行，反向回转半交叉传动－两轴交错，不能逆转平带传动－底面是工作面，可实现多种形式的传动三角带传动－带两侧面是工作面，承载力大，只用于开口传动多楔带传动－具平、三角带的优点同步带传动－具带与链传动的特点按形传式动分按带的截面分带传动的类型：平带、V带、多楔带、同步齿形带、圆形带同步齿形带多楔带V带平带圆形带1.平带传动

平带的横截面为扁平矩形，内表面为工作面，常用的是橡胶帆布带、皮革带、棉布带和化学纤维编织带等。平带传动的形式有三种：(1)开口传动两轴平行，转向相同，如图所示。(2)交叉传动两轴平行，转向相反，如图（a）所示。(3)半交叉传动两轴在空间交错呈90°，如图（b）所示。2.V带传动V带的横截面是梯形，工作时带的两个侧面与轮槽侧面相接触。当V带传动与平带传动受相同的张紧力时，V带产生的极限摩擦力比平带大三倍。V带应用最为广泛。多楔带传动它相当于多根V带粘合在一起使用，减小了带轮宽度，解决了同时使用多根V带受力不均匀的问题。3.圆带传动圆带的横截面为圆形，用皮革或棉绳制成，可用于传动功率较小的场合。V带的结构和类型V带的结构：由抗拉体(帘布结构、线绳结构)、顶胶、节线：V带弯曲时，在带中保持原长不变的一条周线。节面：由全部节线构成的面。节宽：带的节面宽度。底胶和包布组成。普通V带的七种型号(按截面尺寸由小到大)Y、Z、A、B、C、D和EYZE型号YZABCDE顶宽

b6101317223238节宽

bd5.38.51114192732高度

h4.06.08.011141925楔角φ40˚每米质量

q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.60.87如图所示,它是靠带上的齿和轮上的齿互相啮合传动,是以钢丝绳或玻璃纤维绳作强力层,外面以聚氨酯或氯丁橡胶等材料包覆。它综合了带和齿轮传动的优点,因此得到了广泛的应用。4.同步齿形带传动同步齿形带1.V带传动的传动比因为带是弹性体，受力后会产生弹性变形。工作时由于带与带轮接触的弧长上两边拉力不等，产生拉力差，胶带上一个微段相对于轮缘上等长微段向后收缩而产生相对滑动，这种由拉力差和弹性变形引起的滑动称为弹性滑动现象。弹性滑动使带传动不能保证准确的传动比。用v1、v2表示主、从动带轮的圆周速度(m/s)，用n1、n2表示主、从动带轮的速度(r/min)，用dp1、dp2表示主、从动带轮的基准直径(也是公称直径，mm)，则：二、V带传动设计

从动轮的线速度v2比主动轮的线速度v1的降低率用滑动系数ε表示，则：带传动的传动比为：滑动系数ε=1%~2%，在一般传动中可忽略不计。2.带传动的受力、应力分析和疲劳强度(1)、带传动的受力分析F0——初拉力F1——紧边拉力Ff——作用在带上的摩擦力F2——松边拉力设带在工作中总长保持不变，即紧边的伸长量等于松边的收缩量，又由于带是弹性体，可得紧边拉力的增量等于松边拉力的减量。即：F1-F0=F0-F2F1+F2=2F0

有效拉力Ft等于紧边拉力与松边拉力之差，也就是带传递的圆周力。也是皮带与带轮接触弧长上的摩擦力的总和∑FfFt=F1-F2=∑Ff2、带传动的应力分析二、由离心力产生的拉应力三、弯曲应力一、由拉力产生的拉应力紧边拉应力松边拉应力q为单位长度上的质量E为弹性模量ha为皮带中性层到最外层的距离dd为皮带轮直径带在工作时的应力分布带在工作时的应力分布如图所示。带的截面进入小轮时的应力最大，其值为： σmax=σ1+σb1+σc(MPa)带的疲劳强度条件为：σmax≤［σ］式中［σ］——在一定实验条件下由一定循环次数下的疲劳极限决定的带的许用应力。3.失效形式和设计准则V带传动的主要失效形式是带在小轮上打滑和带的疲劳破坏。带传动的设计准则是保证带传动在工作时不打滑，同时又具有一定的疲劳强度或寿命。带传动的弹性滑动弹性滑动——由于带的弹性及紧边与松边的拉力差引起的相对滑动现象。其大小与带传动传递的载荷成正比。

在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，应避免打滑。带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始的随着紧松边拉力差的增大，带的弹性滑动区域扩展至带与带轮的整个接触面时，即发生打滑。打滑是由于过载引起的，是可以避免的。

打滑弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。弹性滑动和打滑的区别4.V带传动的设计方法和步骤设计带传动一般的已知条件是传动的用途、工作情况、原动机的种类、所需传递的功率、带轮转速、外廓尺寸限制等。设计的主要任务是选择合理的传动参数，确定胶带的型号、规格和尺寸，确定带轮的结构尺寸。设计计算的一般步骤如下：（1）确定设计功率Pd设计功率PdPd=KAP（kW）式中P——带传动传递的功率(单位kW)F——有效拉力(单位N)、v——带速(单位m/s)式中KA——工况系数，可查表P=FV1000（2）选择V带型号根据Pd和小带轮的转速n1，查下图，确定V带的型号。（3）确定带轮的基准直径dp根据V带的型号，由下表选择小带轮基准直径dp1≥dpmin，计算大带轮基准直径，并要求所选带轮基准直径符合表中直径系列。选dp1较小，可使带传动结构尺寸较小，但带弯曲应力较大，这会降低带的使用寿命。计算大带轮基准直径，由前面公式得：根据计算出的大带轮的基准直径，查表取标准值，作为大带轮的基准直径。(mm)

最小基准直径槽型dmin(mm)Y20Z50A75B125C200D355E500（4）计算带速

在一定范围内，带速度越高，单根带传递的功率越大，因此在机械传动中为了充分发挥带的传动潜力，一般把带传动放在高速级。但带速过高会使离心力增大，带与轮的正压力和摩擦力减小，降低传动能力，并影响带的疲劳强度和寿命。验算带速在v=5~25m/s范围内为合格。(m/s)

（5）确定中心距和带长按经验公式初定中心距a0。 0.7(dp1+dp2)<a0<2(dp1+dp2)将初定的中心距代入公式，初定带的基准长度Lp0。根据Lp0和型号，查表，选取相近的基准长度Lp，修定原初定的中心距。Lp0=2a0+0.5π（dp1+dp2）+(dp2-dp1)24a0α2θα1θ包角α:因θ较小代入得:θaCADBd1d2（6）验算小带轮包角增大包角可以增大带传动的摩擦力，提高带的工作能力，故应使≥120°。（7）计算所需V带根数Z式中P0——特定条件下，单根V带所传递的额定功率， kW，查表ΔP0——i≠1时，单根V带额定功率的增量，kW；ΔT——单根V带所能传递转矩的修正值，查表n1——主动轮转速，r/min；Kα——包角修正系数，查表；KL——带长修正系数，查表。（8）确定作用在带轮轴上的压力QQ也称为压轴力,其计算如下图所示。式中F0——单根带的初拉力；α1——小带轮的包角。(N)

四、带传动的特点带传动的主要优点(1)良好的弹性，可缓和冲击、吸收振动、传动平稳，噪声小。(2)过载时带打滑，可防其他零件损坏，起安全保护作用。(3)适用于两轴中心距较大的场合。(4)结构简单，制造、安装和维护方便，成本低。带传动的主要缺点

(1)带在带轮上有相对滑动，不能保证准确的传动比。(2)传动效率低，带的寿命较短。(3)带传动需要张紧，支承带轮的轴和轴承受力较大。(4)传动的外廓尺寸大。(5)带传动中的摩擦会产生火花，不宜用于易燃、易爆场合。应用：

常应用于传动比不要求准确、功率P<100kW、v=5~25m/s、传动比i<5以及有过载保护的场合.五、带传动的张紧、安装与维护根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；张紧的目的运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。1、定期张紧装置2、自动张紧装置张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。3、张紧轮装置带轮安装和维护1、带型号与带轮轮槽尺寸相符合；2、两带轮相对应轮槽的中心线应重合；3、带的张紧程度以大拇指按下15mm为宜；4、多根带更换时应全部更换；5、带传动应加防护罩；6、带工作温度600；7、拆卸带时，应先缩小中心距带传动不工作时，带两边所受拉力

；带传动工作时，带两边受力不同，其紧边受力由F0

F1，松边由F0

F2；带传动有效拉力F=

。带传动中，由于带的

引起的带与带轮间的

为弹性滑动；弹性滑动使从动带轮的园周速度V2

主动带轮的园周速度V1，用滑动率ε表示为=

。带传动中，由于

（A，弹性滑动，B，打滑）的存在，从动轮的实际圆周速度总是

（A，大于，B，等于，C，小于）主动轮的圆周速度。带传动中，由于带的弹性而引起的相对滑动称为

（A，打滑，B，弹性滑动。它是

（A，可以，B，不可，C，必须）避免的。相等增大到减小到F1-F2弹性相对滑动小于(V1-v2)/v1ACBB若带所传递的圆周力F1超过了带与带轮接触面间的极限摩擦力时，则带将会在带轮上

，使

。带传动失效形式主要是

和

。提高带传动承载能力的措施有

。

a)增大主动带轮直径，b)与a)相反，c)增大初拉力F0，

d)增大带轮与带接触处的粗糙度。带绕带轮循环一周，带的应力变化

。a)五次，b)二次，c)三次，d)四次。已知某带传动，带轮直径分别为d1、d2，相对滑移系数为，则带传动的传动比I=

。a)d1/d2，b)d2/d1，c)d1/d2(1-)，d)d2/d1(1-)。

打滑传动失效打滑疲劳破坏ADD带传动的张紧轮最好如图

安装。

带传动的特点是什么？

D链传动概述组成链传动是以链条为中间挠性件的啮合传动。链：链轮：机架：一、链的类型和结构类型：常用传递动力的链条有套筒滚子链和齿形链。套筒滚子链应用最广。齿形链：承受冲击性能好，允许链速高，传动平稳，噪声小，又称无声链；重量大，结构复杂，价格高。滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成；内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接；滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。滚子链结构结构类型：单排链和多排链。滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多一般不超过4排。二、链传动的主要参数及选择原则1、链轮齿数Z2、传动比I3、链节距p4、链轮的极限转速5、链轮中心距和链节数1.链轮齿数链轮齿数影响传动平稳性和使用寿命。当小链轮Z1较小可减小外廓尺寸，但运动不均匀性增强，动载荷增大。当链轮Z2过多，链条铰链的磨损使链条节距伸长，易产生脱链现象。故Z1min=17,Z2max=120；若链速极低时可取Z1min=9。为使铰链磨损均匀,链节取偶数节,链轮齿数应取奇数。2.链节距p链节距大小与承载能力成正比。节距越大平稳性越差，故在满足承载能力的条件下，尽量选用小节距单排链传动。对高速重载的链传动应选用小节距多排链。p3、中心距和链节数链轮中心距过大会使链的松边颤动加剧,运动不均匀增强。链轮中心距过小，则小链轮上包角也小，同时啮合链轮齿数也少，会使链条磨损加快，寿命降低。一般初定中心距a0=40p,最大中心距a0≤80p。初定中心距以后就可以计算链节数，须圆整为整数，最好为偶数。确定链节数后，再算出实际中心距a。中心距一般是可调节的。若不能调节且无张紧装置，将计算中心距减小2~5mm。4、链速与传动比链传动的传动比i通常小于6,推荐i=2~3.5。在低速时i可达10。传动比过大会使外廓尺寸增大。传动比过大，小链轮参加啮合的齿数减少，使链齿磨损加快。链条的瞬时速度和瞬时传动比是周期性变化的。为了减小链传动的不均匀性和动载荷的影响，对链速要加以限制，要求v≤12~15m/s。一般带传动和链传动组成多级传动系统时，把带传动放在高速级，充分发挥带传动的潜力，可增大所传递的功率；将链传动放在低速级。通常所说的链速是链条的平均速度v。式中z1，z2——链轮的齿数； n1，n2——链轮的转速，r/min; p——链条的节距。三、链轮的结构和材料常用的为三圆弧一直线齿形齿顶圆直径:da=p[0.54+cot(180°)/z]

齿根圆直径:df=d-d1

分度圆直径：链轮常用材料：碳钢、合金钢、灰铸铁当v≤25m/s时，用HT150；当v=25～30m/s时，用HT200；当≥25～45m/s时，用球墨铸铁、铸钢或锻钢；小功率时可