带传动和链传动(1)(精品 值得参考)

带传动的特点和类型带传动的工作情况分析V带传动的设计及实例分析第十一章带传动和链传动

链传动的特点和类型链传动的工作情况分析16234滚子链传动的设计及实例分析511.1带传动的特点和类型

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。原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、带传动的组成及工作原理按工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动。摩擦型带传动带紧套在带轮上，使带与带轮之间产生摩擦力，靠摩擦力传递运动和动力；啮合型带传动依靠带内周的等距横向齿与带轮相应齿槽间的啮合传递运动和动力。11.1带传动的特点和类型

运行平稳，噪声小，能缓冲吸振；结构简单，适用于精度要求低，特别是中心距大的场合；不用润滑，成本低；过载时打滑，可保护其他零件。带传动缺点：存在弹性滑动，传动效率低；带寿命短，且不宜高温、易燃、易爆场合；传递同样大圆周力时，压轴力和轮廓尺寸都比啮合传动大。带的弹性和柔性使其有以下优点：二、带传动特点11.1带传动的特点和类型三、带传动主要类型与应用11.1带传动的特点和类型11.1带传动的特点和类型演示带传动点击小图看运动图应用范围应用范围广泛，且适于中心距大的场合：

带传动适用于中小功率的传动，其中V带应用最广，其工作速度一般为5~25m/s，传动比≤7，传动效率η=0.9~0.95。

不能用于有爆炸危险的场合。11.1带传动的特点和类型四、V带和V带轮11.1带传动的特点和类型

质量小，加工工艺性及结构工艺性好，无过大铸造或焊接内应力，质量分布均匀，转速高时要动平衡；轮槽工作面精细加工；各轮槽尺寸和角度应保持一定精度，使载荷分布较为均匀。设计要求V<30m/s时，HT200；高速时（达45m/s），钢材（铸钢或钢板冲压后焊接成）；小功率带轮，铝或塑料材料11.1带传动的特点和类型V带轮实心带轮（ds≤2.5d）腹板带轮(中等直径)孔板带轮椭圆轮辐带轮（ds>350mm）V带轮结构11.1带传动的特点和类型V带轮槽尺寸标准11.1带传动的特点和类型带安装时必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上。带传动时，紧边拉力为，松边拉力为可以近似认为：11.2带传动的工作情况分析一、带传动中的受力分析

在带传动过程中，当传递功率P增大时,带的有效拉力相应地要增大,即带和带轮接触面上的摩擦力要增大,但摩擦力有一个极限值。若所需的有效拉力超过带与轮面间摩擦力的极限值，带传动会发生打滑，导致传动失效。

带传动时，紧边和松边的拉力差形成有效拉力F,它等于沿带轮接触弧上摩檫力的总和。带传动就是依靠有效拉力实现功率P的传递。所以：11.2带传动的工作情况分析

可推知带传动中能获得的最大有效拉力F的大小为：

在带即将打滑的临界状态(摩擦力达到极限值),紧边拉力和松边拉力的关系符合欧拉公式（忽略离心力）：小带轮包角大带轮包角柔韧体摩擦的欧拉公式11.2带传动的工作情况分析初拉力F0摩擦系数f包角aqv带所能传递的最大有效拉力F与下列因素有关：11.2带传动的工作情况分析带传动时，皮带中存在着三种应力：由松紧边拉力产生的拉应力s由离心力产生的离心拉应力sC由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力sb

带轮直径愈小，弯曲应力愈大，因此，带轮直径不宜过小。二、带传动中的应力分析11.2带传动的工作情况分析

皮带中的最大应力发生在紧边开始绕上小带轮处，应力最大值为：smax=s1+sc+sb1

为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力smax小于等于带材料的许用应力[s]。即smax=s1+sc+sb1≤[s]

三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，故带易产生疲劳破坏。可见：11.2带传动的工作情况分析

由于带的弹性变形而引起带在轮面上微小滑动的现象，称为弹性滑动。

带传动时，带与轮面之间存在着弹性滑动,这使得从动带轮的圆周速度v2总是低于主动带轮的圆周速度v1。v2相对于v1的降低率称为带传动的滑动率e：二、带传动的运动分析11.2带传动的工作情况分析11.2带传动的工作情况分析弹性滑动的后果：

1）从动轮的圆周速度低于主动轮，不能获得准确的传动比。

2）降低传动效率

3）引起带的磨损

4）发热使带的温度升高考虑弹性滑动情况下，带传动的传动比为从动轮的转速为

随载荷变化而变化。因是变量，故带传动的传动比不准确。弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。打滑

弹性滑动只发生在部分接触弧上,若随有效拉力增大，弹性滑动区段扩大到整个接触弧时，带传动有效拉力即达到最大临界值。若工作载荷进一步增大，则带与带轮间将发生显著相对滑动，即产生打滑。打滑是由过载引起的在带轮上的全面滑动，使带传动失败，应避免。11.2带传动的工作情况分析带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏以及磨损。

带传动的设计准则：在充分发挥其工作能力时不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使用寿命。

单根V带所传递的功率是指在一定初拉力作用下，带传动不发生打滑且有足够疲劳寿命时所能传递的最大功率。

为了保证带传动不出现打滑，可知单根普通V带能传递的功率。一、带传动的失效形式和设计准则二、单根V带的基本额定功率11.3V带传动的设计及实例分析

实际工作条件下，单根普通V带所能传递的基本额定功率为其中：

功率增量

。包角修正系数，考虑

时对传动能力的影响；带长修正系数，考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响。由疲劳强度

得

在传动比i=1、包角α＝180°、特定长度、平稳的工作载荷下试验测得。11.3V带传动的设计及实例分析设计的已知条件为：传动的工作情况，功率P，转速n1、n2（或传动比i）以及空间尺寸要求设计内容：确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a及带轮基准直径，画出带轮零件图等。1.确定计算功率式中：传递的名义功率（如电动机的额定功率，KW）工作情况系数三、V带传动设计步骤11.3V带传动的设计及实例分析工作情况系数KA工作情况KA软启动（空、轻载启动）硬启动（重载启动）每天工作小时数/h＜1010～16＞16＜1010～16＞16载荷变动微小离心式水泵和压缩机、轻型输送机等1.01.11.21.11.21.3载荷变动小压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、木工机械等1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、起重机、冲剪机床、纺织机械、橡胶机械、重载输送机、磨粉机等1.21.31.41.41.51.6载荷变动大破碎机、摩碎机等1.31.41.51.51.61.811.3V带传动的设计及实例分析2.选择V带的型号

根据计算功率Pc和主动轮（通常是小带轮）转速n1

由右图选择V带型号。

当所选取的结果在两种型号的分界线附近，可以两种型号同时计算，最后从中选择较好的方案点击小图看大图11.3V带传动的设计及实例分析3.确定带轮基准直径带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，使带的寿命降低。设计时应取小带轮的基准直径dd1≥ddmin，ddmin的值查表11-4忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1•i，dd2按表格11-9取标准值11.3V带传动的设计及实例分析4.验算带速离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑带速不宜过高，否则单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命带速不宜过低，否则当传递功率一定时，所需的有效拉力增大，带的根数增多11.3V带传动的设计及实例分析5.初定中心距a和基准带长Ld

按下式初步确定中心距a0初选a0后，可根据下式计算V带的初选长度11.3V带传动的设计及实例分析

考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一定的调整余量。中心距的变动范围为

根据初选长度

，由表11-2选取与之相近的基准长度Ld作为所选带的长度，然后就可以近似计算出实际中心距a，即11.3V带传动的设计及实例分析6.验算小带轮包角小带轮包角可按下式计算

一般要求，否则应适当增大中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。7.确定V带根数Z

带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一般应满足z<10。如计算结果超出范围，应改V带型号或加大带轮直径后重新设计。11.3V带传动的设计及实例分析8.单根V带的初拉力F0

由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通V带传动，安装新带时的初拉力应为计算值的1.5倍。9.带传动作用在带轮轴上的压力FQ

11.3V带传动的设计及实例分析10.带轮设计带轮设计包括以下内容：确定结构类型结构尺寸轮槽尺寸材料画出带轮工作图。

11.3V带传动的设计及实例分析

根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；

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。

调节中心距(定期张紧装置、自动张紧装置)

利用张紧轮张紧的方法1.V带轮的张紧装置目的四、带的使用和维护11.3V带传动的设计及实例分析（1）.定期张紧装置11.3V带传动的设计及实例分析（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11.3V带传动的设计及实例分析（1）各带轮的轴线必须保持规定的平行度，两轮轮槽中心线要共面且与轴线垂直。2.V带轮的安装11.3V带传动的设计及实例分析（2）安装皮带时，应通过调整中心距使皮带张紧，严禁强行撬入和撬出，以免损伤皮带。（3）不同厂家的V带和新旧不同的V带，不能同组使用。（4）按规定的初拉力张紧。对于中等中心距的带传动，可凭经验张紧（测定方法如右图）（5）新带使用前，最好预先拉紧一段时间后再使用。11.3V带传动的设计及实例分析3.V带轮的维护带传动带装置应加防护罩，以保证安全；带传动无需润滑，禁止加润滑油或润滑脂，及时清理带轮槽内及带上的油污；定期检查胶带，如有一根松弛或损坏应全部更换；工作温度不应超过60度；若带传动装置需闲置一段时间，应将带放松。11.3V带传动的设计及实例分析传动的用途、工作情况和原动机类型；传递的功率P；大、小带轮的转速n2和n1；对传动的尺寸要求，设计条件V带型号、长度和根数；中心距；带轮基准直径及结构尺寸；作用在轴上的压力等。设计内容11.3V带传动的设计及实例分析

设计某铣床电动机与变速箱间的普通V带传动。已知电动机额定功率P=4KW，主动轮转速n1=1440r/min，从动轮转速n2=400r/min,要求中心距为450mm，两班制工作，载荷变动小。

11.3V带传动的设计及实例分析带传动设计步骤STEP07STEP06STEP05STEP04STEP03STEP02STEP01确定计算功率Pc选取普通V带型号确定带轮基准直径dd1、dd2

验算带速V确定带的基准长度Ld和实际中心距a

校验小带轮包角计算V带的根数z求初拉力及带轮轴上压力STEP0811.3V带传动的设计及实例分析1、确定计算功率Pc由表11-8查得，故：2、选取普通V带型号

根据Pc=4.8kW，n1=1440r/min，由图11-10选用A型带。11.3V带传动的设计及实例分析3、确定带轮基准直径dd1、dd2

根据表11-4和表11-9选取主动轮基准直径dd1=100mm。带传动的传动比：则从动轮直径

按表11-9，选取标准直径dd2=355mm,实际传动比为11.3V带传动的设计及实例分析4、验算带速V

带速度在5~25m/s范围内。11.3V带传动的设计及实例分析

5、确定带的基准长度Ld和实际中心距a

初步确定中心距基准长度Ld，由式（11-18）得由表11-2选取带基准长度Ld=1600mm。11.3V带传动的设计及实例分析再由式（11-19）计算实际中心距中心距a的变动范围为=401mmamax=a+0.03Ld

=473mm11.3V带传动的设计及实例分析6.校验小带轮包角7.计算V带的根数z11.3V带传动的设计及实例分析根据，n1=1440r/min，查表11-5，查得P0=1.32KW由传动比i=3.55、n1=1440r/min查表11-6得

根据,查表11-7得

由此可得：取z=4根查表11-2得11.3V带传动的设计及实例分析8.求初拉力F0及带轮轴上的压力FQ

由表11-1查得A型普通V带的每米质量q=0.10kg/m，得单根V带的初拉力为11.3V带传动的设计及实例分析作用在轴上的压力FQ

9.带轮的结构设计（设计过程及带轮工作图略）。11.3V带传动的设计及实例分析链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。11.4链传动的特点和应用一、链传动的特点与齿轮传动相比链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。与带传动相比链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，能在温度较高，有油污等比较恶劣的环境下工作。11.4链传动的特点和应用

在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；瞬时链速、瞬时传动比和链的载荷都不均匀，不适合高速场合；

磨损后易跳齿，工作中有一定的冲击和噪声；制造费用较带传动高。链传动的主要缺点11.4链传动的特点和应用应用

通常，链传动的传动比i≤8；中心距a≤5～6m；传递功率P≤100kW；圆周速度v≤15m/s；传动效率约为0.95～0.98。链传动适用于两轴相距较远，要求平均传动比不变但对瞬时传动比要求不严格，工作环境恶劣（多油、多尘、高温）等场合。11.4链传动的特点和应用二、链传动的类型按用途分为输送链传动链起重链滚子链齿形链11.4链传动的特点和应用传动链的结构特点1滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成；链节距P:链条相邻两销轴中心的距离。11.4链传动的特点和应用1.滚子链外链板与销轴内链板与套筒过盈配合销轴与套筒套筒与滚子间隙配合

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。双排滚子链11.4链传动的特点和应用链条两端用连接链节连接，常用的连接链节有三种形式：(a)钢丝锁销(b)弹簧卡片(c)过渡链节当链节数为偶数时采用连接链节，连接链板与销轴为间隙配合，用钢丝锁销或弹簧卡片将接头上的活动销轴固定。当链节数为奇数时，可采用过渡链节联接。过渡链节的链板会产生附加弯矩，应尽量避免奇数链节。11.4链传动的特点和应用

滚子链的标准A系列滚子链的基本参数和尺寸

滚子链已标准化，分A、B两系列。A系列用于重载，高速或重要传动，应用广泛，参数见表11-11；B系列用于一般传动。标记示例：08A-1-86GB1243–199711.4链传动的特点和应用链号排数—整链链节数标准编号主要参数：滚子外径dr、内链节内宽b1、节距P、排数、排距P1、链条长度11.4链传动的特点和应用与滚子链比较齿形链传动较为平稳，承受冲击性能好，轮齿受力均匀，噪声较小，允许较高链速，但结构比滚子链复杂、价格较高、质量较大。2.齿形链由若干组齿形链板交错排列，用铰链相互连接而成，靠链板工作面和链轮轮齿的啮合来实现运动。11.4链传动的特点和应用

国家标准仅规定了滚子链链轮齿槽的齿面圆弧半径re、齿沟圆弧半径ri和齿沟角的最大和最小值。各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。三、滚子链链轮11.4链传动的特点和应用、

如图所示的端面齿形由三段圆弧（aa、ab、cd）和一段直线(bc)组成。这种“三圆弧一直线”齿形基本上符合国标规定的齿槽形状范围，且具有较好的啮合性能，并便于加工。

符合要求的端面齿形曲线最常用的是“三圆弧一直线”齿形。11.4链传动的特点和应用

如上图链轮轴面齿形两侧呈圆弧状，以便于链节进入和退出啮合。11.4链传动的特点和应用

链轮上被链条节距等分的圆称为分度圆。用d表示。若已知节距p和齿数z，链轮主要尺寸为

11.4链传动的特点和应用分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径链轮材料小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用材料一般优于大链轮。说明：常用的链轮材料有碳素钢(如Q235、Q275、45、ZG310-570等)、灰铸铁(如HT200)等。重要的链轮可采用合金钢。链轮齿应有足够的接触强度、耐冲击性和耐磨性11.4链传动的特点和应用直径较小时实心式直径较大时

孔板式直径很大时组合式链轮结构齿圈和轮芯可用不同材料制造，齿圈和轮芯若用螺栓进行联接，则轮齿磨损后，可更换齿圈。11.4链传动的特点和应用

链轮的结构图：11.4链传动的特点和应用11.5链传动的工作情况分析链的平均速链传动平均传动比一、链传动的运动特性分析

链条进入链轮后形成折线，和绕在正多边形上的带传动很相似。链轮每转一周，链移动的距离为ZP。1.平均链速和平均传动比11.5链传动的工作情况分析2.链传动的运动不均匀性链条铰链A点的前进分速度：垂直分速度：11.5链传动的工作情况分析链传动中，链条的瞬时前进速度和上下抖动速度是周期性变化的。

当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的。

因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。由此得出链条呈正多边形状围绕在链轮上，引起链传动的运动不均匀性，这一现象称为链传动的多边形效应改善措施选用较小的链节距、增加链轮齿数和限制链轮转速。11.5链传动的工作情况分析思考：带传动一般布置在高速级还是低速级好？链传动呢？为什么？11.5链传动的工作情况分析

安装链传动时，只需不大的张紧力，主要是使链的松边的垂度不致过大，否则会产生显著振动，跳齿和脱链。离心拉力Fc=qV2

悬垂拉力有效拉力注：不考虑传动中动载荷二、链传动的受力分析

11.5链传动的工作情况分析悬垂拉力利用求悬索拉力的方法近似求得：链中心距重力加速度下垂量y=0.02a时的垂度系数单位长度链的质量β0°30°60°75°90°Ky7642.51垂度系数（y=0.02a）两轮中心连线与水平面倾斜角11.5链传动的工作情况分析

紧边拉力：F1=Fe+Fc+Fy松边拉力：F2=Fc+Fy作用于轴上的压力FQ：链的紧边和松边受到的拉力有冲击和振动时取大值11.5链传动的工作情况分析

链板疲劳破坏。

销轴与套筒的胶合。

静力拉断。11.6滚子链传动的设计及实例分析一、链传动的主要失效形式

链轮的寿命为链条的2~3倍，故链传动承载能力以链的强度和寿命为依据。铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。润滑不良或速度过高时，胶合限定了链传动的极限转速。

发生于低速重载或严重过载的传动中。

链条铰链磨损。正常润滑条件下的主要失效形式

链传动的失效形式11.6滚子链传动的设计及实例分析11.6滚子链传动的设计及实例分析二、链传动的承载能力1.链轮齿数和传动比

为保证传动平稳，减少冲击和动载荷，小链轮齿数不宜过小，一般限定z1min≥9，推荐z1≥17，按表11-14选取

z1，大链轮齿数

z2=iz1，不宜过多，通常z2<120。否则容易发生跳齿和脱链现象。

铰链磨损后，啮合圆的外移量为：

节圆外移量与链节距增长量的关系齿数11.6滚子链传动的设计及实例分析三、链传动的主要参数及选择原则链传动的传动比i不宜大于6，一般推荐i=2~3.5。当链速较低且载荷平稳时，允许传动比达8~10.

一般链条节数取为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数一般取奇数或不能整除链节数的数，优先取171921232538114957657传动比传动比过大将使小链轮包角减小，啮合齿数与链节数均减少，加速轮齿磨损，使链条发生跳齿或脱链失效。11.6滚子链传动的设计及实例分析2.中心距和链条长度

推荐初选中心距a0=(30~50)p，但要保证小链轮包角不小于120过大过小中心距使链条松边垂度过大，引起震颤使小链轮上包角减小，参与承载的啮合链节数减少，单链节载荷增大，降低了疲劳强度，加剧链的磨损，易造成跳齿或脱齿现象。11.6滚子链传动的设计及实例分析结果须圆整为整数，最好取偶数。链条的长度以链节数Lp表示，而链节数与中心距a关系如下理论中心距11.6滚子链传动的设计及实例分析3.链的节距p和排数

链的节距越大，承载能力越高。但节距越大，链轮转速越高，冲击也越大。故在满足承载能力的前提下，尽量选用较小节距的链条，在高速大功率时，可选用小节距的多排链。

链传动一般应布置在铅垂平面内，尽可能避免布置在水平面或倾斜平面内。如确有需要，应考虑加托板或张紧轮等装置，并设计中心紧凑。11.6滚子链传动的设计及实例分析四、链传动的布置、张紧和润滑1.链传动的布置

链传动的布置（1）i=2~3,a=(30~50)p11.6滚子链传动的设计及实例分析

链传动的布置（2）i>2，a<30p11.6滚子链传动的设计及实例分析

链传动的布置（3）i，a为任意值11.6滚子链传动的设计及实例分析1、链条垂度过大，啮合不良及振动时；2、当链采用铅垂布置时。张紧条件1、增大中心距2、加张紧装置：带齿链轮、不带齿滚轮、压板张紧方法3、在链条磨损后从中取掉两个链节2.链传动的张紧11.6滚子链传动的设计及实例分析弹簧自动张紧重力自动张紧托架定期张紧张紧轮定期张紧11.6滚子链传动的设计及实例分析11.6滚子链传动的设计及实例分析3.链传动的润滑11.6滚子链传动的设计及实例分析飞