第9章 第10章 带传动 链传动

第910章带传动和链传动§9-1带传动概述§9-2V带和V带轮§9-3带的传动的工作情况分析§9-4V带传动的设计计算§9-5V带传动的张紧装置§10-1链传动的基本知识§10-2滚子链传动的设计计算§10-3链传动的布置、张紧和润滑3§9-1带传动概述带传动的组成：主动轮1、从动轮2、环形带3。工作原理：

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。1n2n12F0F0F0F0类型平皮带V型带多楔带摩擦型啮合型同步带圆形带----摩擦牵引力大

----摩擦牵引力大

----牵引力小，用于仪器应用：两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。带传动的类型抗拉体α2θα1θ带传动的几何关系中心距a包角α:

因θ较小,代入得:带长:θaCADBd1d2α1α1CADBd1d2aθ带长:已知带长时，由上式可得中心距:

带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上，而且当带工作一段时间之后，因带永久伸长而松弛时，还应当重新张紧。带传动的优点：1.

适用于中心距较大的传动；2.

带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；3.

过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零件的损坏；4.

结构简单、成本低廉。带传动的缺点：1.

传动的外廓尺寸较大；2.

需要张紧装置；3.

由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；4.

带的寿命较短；5.

传动效率较低。应用：两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传动），中小功率电机与工作机之间的动力传递。V带传动应用最广，带速：v=5~25m/s

传动比：i=7

效率：η≈0.9~0.95§9-2V带和V带轮一、V带

二、V带轮一、V带V带可分为：普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、汽车V带等类型。其中普通V带应用最广。V带的规格组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。帘布芯结构绳芯结构包布顶胶抗拉体底胶节线节面节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。节面：全部节线构成的面。bbdhφ=40˚，h/bd

=0.7的V带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。

型号OABCDEF顶宽b10131722323850节宽bd

8.5111419273242

高度h6810.513.51923.530

楔角φ每米质量q（kq/m）0.060.010.170.300.620.901.52表9-1普通V带的截面尺寸（GB11544-89）40˚在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径d。dV带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度Ld

。标准长度系列详见下页表9-2φbd2240.8222401.101.061.00.912500.8425001.301.091.030.932800.8728001.111.050.953150.8931501.131.070.073550.9235501.171.070.974000.960.7940001.101.131.024501.000.8045001.151.045001.020.8150001.181.075600.8256001.096300.840.8163001.127100.860.8371001.158000.900.8580001.189000.920.870.8290001.2110000.940.890.84100001.2311200.950.910.861120012500.980.930.881250014001.010.960.901400016001.040.990.920.831600018001.061.010.950.86Ld/mmY

ZＡＢＣLd/mmＺＡＢＣ基准长度KL

基准长度

KL

表9-2普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）2000.8120001.081.030.980.88

φ=40˚，h/bd

=0.9的V带称为窄V带。与普通V带相比，高度相同时，宽度减小1/3，而承载能力提高1.5~2.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。bh40˚型号宽度b(mm)高度h(mm)

3v9.5(3/8英寸)8A,B型

5V16.0(5/8英寸)13.5B,C,D型8V25.4(1英寸)23D,E,F型窄V带的结构及截面尺寸可替代的普通V带二、V带轮带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构实心式----直径小；d0dHL实心式腹板式----中等直径；dh=(1.8～2)dsd0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+σ)Hσ见图13-8s=(0.2～0.3)Bs1≥1.5ss2≥0.5s腹板式一二、V带轮带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构实心式----直径小；S1斜度1：25SS2drdkdhddaLBS2腹板式----中等直径；dh=(1.8～2)dsd0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+σ)Hσ见图13-8s=(0.2～0.3)Bs2≥0.5s二、V带轮带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构实心式----直径小；腹板式二斜度1：25S2drdkdhddaBSL轮辐式----d>350mm；腹板式----中等直径；二、

V带轮带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构实心式----直径小；h2drdkdha1L斜度1：25ddaBh1h2=0.8h1a1=0.4h1

a2=0.8a1

f1≥0.2h1

f2≥0.2h2PnA3h1=290P功率n转速A轮幅数f1.61.66.3φHδeb0bdBh1haddae8±0.312±0.315±0.319±0.425.5±0.5槽型YZABCbd

5.38.5111419

hamin

1.62.02.753.54.8famin

67911.516hfmin

4.77.08.710.814.3δmin

55.567.510≤60-------------------≤80≤118≤190≤315≥60------------------->80>118>190>315对应的d32343638φ(˚)

表9-3普通V带轮的轮槽尺寸§9-3带传动的工作情况分析一、带传动的受力分析

二、带传动的应力分析三、带的弹性滑动和打滑

一、带传动的受力分析F0F0F0F0静止时，带两边的初拉力相等：传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：F1=F2=F0

为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。F1≠F2

F1↑F2↓F1F2F1F2紧边松边设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：F1–F0=F0–F2

从动轮主动轮n1n2n1n2F0=(F1+F2)/2当圆周力F>∑Ff时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，导致传动失效。称F1-F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力：F=F1-F2且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：dFNF1F2F+dFFfdFNαdαdldα2dα2取一小段弧进行分析：正压力：dFN

两端的拉力：F

和F+dF

力平衡条件：摩擦力：fdFN由力平衡条件：积分得：紧边和松边的拉力之比为：→绕性体摩擦的基本公式φ

联立求解：→F↑f↑α↑∵α1<α2用α1→

α分析：

平带的极限摩擦力为:

FNf=FQfFN/2FN/2FQFQFNFN=FQFN=FQ/sin(φ/2)φ/2φ/2则V带的极限摩擦力为：f’-----当量摩擦系数,f’>fF=F1-F2在相同条件下

，V带能传递较大的功率。或在传递功率相同时，V带传动的结构更为紧凑。用f’

代替f

后，得以下计算公式：二、带的应力分析1.紧边和松边拉力产生的拉应力紧边拉应力：松边拉应力：A为带的横截面积2.离心力产生的拉应力带在微弧段上产生的离心力：

dFNcdαdlrF1F2离心力FNc在微弧段两端会产生拉力Fc。

由力平衡条件得：dFNcdαdlrF1F2Fc

Fc

dα2dα2离心拉应力：

往x轴投影3.弯曲应力设y为带的中心层到最外层的垂直距离；E为带的弹性模量；d为带轮直径。4.应力分布及最大应力δmaxδ1δb2α2n1n2α1δb1δ2y弯曲应力为:最大应力σmax出现在紧边与小轮的接触处。V带的节线dV带轮的基准圆离心应力拉应力弯曲应力F2F2F1F1三、带传动的弹性滑动和打滑设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为：这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。紧边：松边：∵F1>F2∴ε1>ε2带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使带速落后于轮速。带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带速超前于轮速。总有：v2<v1从动轮n2主动轮n1得从动轮的转速：带传动的传动比：V带传动的滑动率ε=0.01~0.02，一般可忽略不计。定义：为滑动率。§9-4V带传动的设计计算一、带传动的失效形式及设计准则

二、单根V带传递的功率三、普通V带的型号和根数的确定

四、主要参数的选择

一、带传动的失效形式及设计准则

带传动的主要失效形式为：打滑和疲劳破坏带传动的设计准则为：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。

二、单根V带所能传递的功率带载带轮上打滑或发生脱层、撕裂、拉断等疲劳损坏时，就不能传递动力。因此带传动的设计依据是保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。传递的功率为：单根带所能传递的有效拉力为：为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：σmax=σ1+σb+σc

≤[σ]σ1=[σ]

-σb-σc代入得：在α=π，Ld为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下计算所得P0称为单根带的基本额定功率。详见下页表9-4200400800950120014501600180020002400280032003600400050006000小带轮基准直径d1/mm表9-4单根普通V带的基本额定功率（包角α=π

、特定基准长度、载荷平稳时）型号ZABC500.040.060.100.120.140.160.170.190.200.220.260.280.300.320.340.31560.040.060.120.140.170.190.200.230.250.300.330.350.370.390.410.40……………900.100.140.240.280.330.360.400.440.480.540.600.640.680.720.730.56750.150.260.450.510.600.680.730.790.840.921.001.041.081.091.00.80900.220.390.680.770.931.071.151.251.341.501.641.751.831.871.821.5……………1800.591.091.972.272.743.163.403.673.934.324.544.584.404.001.811250.480.841.441.641.932.192.332.502.642.852.962.942.802.511.091400.591.051.822.082.472.823.003.233.423.703.853.833.633.241.29…………2801.582.895.135.856.907.768.138.468.608.226.804.26小带轮转速n1/(r/min)2001.392.414.074.585.295.846.076.286.346.025.013.232241.702.995.125.786.717.457.758.008.067.576.083.57…………………4504.518.2013.815.2316.5916.4715.5713.299.64实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正。修正结果称为许用功率[P0]Kα

—包角系数。KL—长度系数；∆[P0]--功率增量；三、普通V带的型号和根数的确定计算功率：KA---工作情况系数型号的确定:根据Pc和小带轮的转速n1，由选型图确定。根数的确定:点击按钮：2240.8222401.101.061.00.912500.8425001.301.091.030.932800.8728001.111.050.953150.8931501.131.070.073550.9235501.171.070.974000.960.7940001.101.131.024501.000.8045001.151.045001.020.8150001.181.075600.8256001.096300.840.8163001.127100.860.8371001.158000.900.8580001.189000.920.870.8290001.2110000.940.890.84100001.2311200.950.910.861120012500.980.930.881250014001.010.960.901400016001.040.990.920.831600018001.061.010.950.86Ld/mmY

ZＡＢＣLd/mmＺＡＢＣ基准长度KL

基准长度

KL

表9-5普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）2000.8120001.081.030.980.88<-点击按钮1.00~1.02~1.05~1.09~1.13~1.19~1.25~1.35~1.52~1.011.041.081.121.181.241.431.511.99小带轮转速n1表9-6单根普通V带额定功率的增量∆P0型号ZABC4000.000.000.000.000.000.000.000.000.010.01……………传动比i≥2.07300.000.000.000.000.000.000.010.010.010.0228000.000.010.020.020.030.030.030.040.040.044000.000.010.010.020.020.030.030.040.040.05……………7300.000.010.020.030.040.050.060.070.080.0928000.000.040.080.110.150.190.230.260.300.344000.000.010.030.040.060.070.080.100.110.13……………7300.000.020.050.070.100.120.150.170.200.2328000.000.100.200.290.390.490.590.600.700.894000.000.040.080.120.160.200.230.270.310.35……………7300.000.070.140.210.270.340.410.480.550.6228000.000.270.550.821.101.371.641.922.192.47<-点击按钮表9-7包角修正系数

包角α1180˚170˚160˚150˚140˚130˚120˚110˚100˚90˚

Kα1.00.980.950.920.890.860.820.780.740.69<-点击按钮带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低。应取：d1>dmin四、主要参数的选择1.带轮直径与带速型号

YZABCDE

dmin205075125200315500表9--8带轮的最小直径dmin2022.4252831.535.54045505663677175808590951001061121181251321401501601701802002122242362502652803003153553754004254755005305606306707107508009001000大带轮的直径d2：d1

、d2：必须符合带轮的基准直径系列：带速：一般应使v在5~25m/s的范围内。

2.中心距、带长和包角推荐范围：0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)初定V带基准长度：根据L0由表13-2选取接近的基准长度Ld，然后计算中心距：中心距变动范围为：(a-0.015Ld)~(a+0.015Ld)小轮包角：一般应使α1≥120˚,否则可加大中心距或增加张紧轮。3.初拉力计算公式：其中：Pc为计算功率；设计带传动的原始数据是：传动用途、载荷性质、传递功率、带轮转速以及对传动的外廓尺寸的要求等。设计带传动的主要任务是：选择合理的传动参数、确定V带型号、长度和根数；确定带轮材料、结构和尺寸。z为V带根数；v为带速；q为V带每米长的质量；ka为包角修正系数。带传动设计的步骤:1.求计算功率；2.选择普通V带型号；3.求带轮的基准直径d1

、d2

；4.验算带速；5.求V带的基准长度Ld和中心距a；6.验算小带轮的包角；7.求V带根数z；8.求作用在带轮轴上的压力FQ；9.带轮的结构设计。a调整螺钉调整螺钉滑道式张紧装置摆架式张紧装置a§9-5

V带传动的张紧方法1.调整中心距张紧轮带传动的张紧方法：1.调整中心距2.采用张紧轮3.自动张紧自动张紧装置销轴§10-1链传动的基本知识组成：链轮、环形链条作用：链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同向传动。特点：1.

链轮传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失

；3.结构紧凑；4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；5.制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单；缺点：

瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声。应用：

广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。工作范围：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：η

≈0.95~0.98

链条和链轮一、链条类型滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。齿形链滚子链销轴滚子外链板套筒内链板。链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。套筒滚子链的剖面结构：滚子套筒销轴内链板外链板链条的主要参数节距p：节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。p越大，链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。结构类型：单排链和多排链。滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是A系列.pppt双排滚子链链号08A12.7014.387.95138000.60表10-1A系列滚子链的主要参数节距P排距pt

滚子外径d1

极限载荷Q(单排)每米长质量q(单排)mmmmmmNkg/m10A15.87518.1110.16218001.0012A19.0522.7811.91311001.0016A25.4029.2915.88556002.6020A31.7535.7619.05867003.8024A38.1045.4422.231246005.6028A44.4548.8725.401690007.5032A50.8058.5528.5822240010.1040A63.5071.5539.6834700016.1048A76.2087.8347.6350040022.60链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。若链节数为奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。过渡链节齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高。缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。应用场合：多应用于高速（链速可达40m/s）或运动精度要求较高的场合。p直边直边O60˚

二、链轮标准参数：

滚子链链轮的参数齿面圆弧半径：re

齿沟圆弧半径：

ri

齿沟角：ααmin

、αmax链轮的节距：p----弦长分度圆直径：pd1dreri360˚Zdf=d-d1

齿顶圆直径：da齿根圆直径：国标规定最大值和最小值：

链轮主要尺寸计算公式：αdfd180˚Z滚子链链轮端面齿形端面齿形：三圆弧一直线这种三圆弧一直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围，且具有较好的啮合性能，并便于加工。r2bdcr3r1aabg(h)r5gbB2B3ptptr5轴面齿形：圆弧+直线便于进入或退出啮合单排链轮轴面齿形多排链轮轴面齿形零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。直线指采用标准刀具加工r4链轮的结构实心式----小直径孔板式----中等直径链轮的结构实心式----小直径组合式----大直径，齿圈可更换。孔板式----中等直径链轮的结构实心式----小直径实际使用区域§10-2滚子链传动的设计计算一、失效形式1.链板疲劳破坏；2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏；3.销轴与套筒铰链的胶合；4.链条铰链磨损；5.过载拉断。二、功率曲线图4321极限功率曲线n1P对应每种失效形式，可得出一个极限功率表达式。常用线图表示。曲线1--正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；曲线2--链板疲劳强度限定的极限功率；曲线3--滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；曲线4--铰链胶合限定的极限功率；其极限功率急剧下降；密封润滑不良其极限功率急剧下降；10152040608010015020040060080010001500200040006000小链轮转速n1(r/min)0.10.150.20.40.