机械设计基础 课件 项目二 设计带式输送机传动装置

机械设计基础（多媒体课件）项目二设计带式输送机传动装置项目二 设计带式输送机传动装置项目目标分析带式输送机传动装置工作过程确定传动方案、进行传动零件设计完成各学习任务并自我评价、检验项目载体设计带式输送机传动装置。如图2-0-1，

已知卷筒直径D=450mm,运输带的有效拉力F=2200N，运输带速度v=1.6m/s，使用寿命5年，三班制。图2-0-1带式运输机的传动装置任务安排任务一

传动装置的总体设计任务二

带传动设计任务三

单级标准直齿圆柱齿轮传动设计任务四

轴的设计任务五

滚动轴承的选用任务六

减速箱螺栓连接分析项目二 设计带式输送机传动装置任务一

传动装置的总体设计任务目标合理的进行传动装置的总体设计。对传动方案进行分析提出自己合理的独特的见解。任务引入见图2-0-1及已知条件，对带式运输机传动装置进行合理的总体设计。项目二

设计带式输送机传动装置相关知识任务一 传动装置的总体设计项目二

设计带式输送机传动装置一、传动方案分析在分析传动方案时应注意常用机械传动方式的特点及在布局上的要求：①带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级；②链传动平稳性差，且有冲击，振动，宜布置在低速级；③蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜，否则可选用铝铁青铜；④开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，应布置在低速级；⑤锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级。常用减速器的类型和特点见表2-1-1(略)；常用传动机构的性能及使用范围见表2-1-2(略)；机械传动和摩擦副的效率概略见表2-1-3(略)。对初步选定的传动方案，在设计过程中还可能要不断地修改和完善。相关知识二、选择电动机电动机已经标准化、系列化。应按照工作机的要求，根据选择的传动方案选择电动机的类型、容量和转速，并在产品目录中查出其型号和尺寸。电动机类型和结构型式的选择电动机有交流电动机和直流电动机之分，一般工厂都采用三相交流电，因而多采用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多。目前应用最广的是Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，其结构简单、启动性能好、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、风机、农机、轻工机械等。在经常需要启动、制动和正、反转的场合（如起重机），则要求电动机转动惯量小，过载能力大，应选用起重及冶金用三相异步电动机YZ型（笼型）或YZR型（绕线型）。项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计确定电动机的功率电动机功率的选择直接影响到电动机的工作性能和经济性能的好坏。如项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计相关知识二、选择电动机果所选电动机的功率小于工作要求，则不能保证工作机正常工作，使电动机经常过载而提早损坏；如果所选电动机的功率过大，则电动机经常不能满载运行，功率因数和效率较低，从而增加电能

消耗，造成浪费。因此，在设计中一定要选择合适的电动机功率。课程设计的任务一般为长期连续运转，载荷不变或很少变化的机械，确定电动机功率的原则是电动机的额定功率Ped稍大于电动机工作功率Pd，即Ped≥Pd

,这样电动机在工作时就不会过热。一般情况下可以不校验电动机的起动转矩和发热。如图2-1-1所示的带式运输机，其工作机所需要的电动机输出功率为(2-1-1)式中：PW为工作机所需输入功率，即指运输带主动端所需功率，单位为KW；η为电动机至工作机主动段之间的总效率。工作机所需功率PW由机器的工作阻力和运动参数（线速度或转速）求得，可由设计任务书给定的工作机参数（Fv或Tn）按下式计算：相关知识(2-1-2)所以项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计(2-1-3)式中：F为工作机的工作阻力，单位为N；v为工作机卷筒的线速度，单位为m/s；ηw为工作机效率。由电动机至工作机的传动装置总效率η为二、选择电动机ηwη=η1·η2·η3·η4·η5·η6(2-1-4)其中η1，η2，η3·····ηn分别为传动装置中各传动副（齿轮、蜗杆、带或链）、轴承、联轴器的效率，其概略值可按表2-1-3(略)选取。由此可知，应初选联轴器、轴承类型及齿轮精度等级，以便于确定各部分的效率。相关知识计算传动装置的总效率时需注意以下几点：①若表中所列为效率值的范围时，一般可取中间值；②同类型的几对传动副、轴承或联轴器，均应单独计入总效率；③轴承效率均指一对轴承的效率；④蜗杆传动效率与蜗杆的头数及材料有关，设计时应先初选头数并估计效率，待设计出蜗杆的传动参数后再最后确定效率，并核验电动机所需功率。确定电动机的转速同一类型，相同额定功率的电动机也有几种不同转速。低转速电动机的极数多，外廓尺寸及重量较大，价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减小，高转速电动机则与其相反。设计时应综合考虑各方面因素选取适当的电动机转速。三相异步电动机有四种常用的同步转速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min，一般多选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机。项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计二、选择电动机相关知识可由工作机的转速要求和传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即nd=(i1·i2·····in)nw(2-1-5)式中：nd为电动机可转速范围，nw为工作机主轴端的转速；i1，i2·····，in分别为各级传动机构的合理传动比范围。Y系列电动机为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，是按照国际电工委员会(IEC)标准设

计的，具有国际互换性的特点，用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所，适用于无特殊要求的机械上，如机床、泵、风机、运输机、农业机械等，也用于某些需要高起动转矩的机器上，如压缩机。由选定的电动机类型，结构，容量和转速查出电动机型号，并记录其型号，额定功率、满载转速、中心高、轴伸尺寸、键联接尺寸等（见表2-1-4(略)、表2-1-5(略)）。设计传动装置时，一般按实际需要的电动机输出功率Pd计算，转速则取满载转速。项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计二、选择电动机相关知识计算总传动比和分配传动比由选定电动机的满载转速nm和工作机主轴端的转速nw，可得传动装置的总传动比为项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计二、选择电动机(2-1-6)对于多级传动i为i=i1·i2·····in(2-1-7)计算出总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减小动载荷，降低传动精度等级。分配各级传动比时主要应考虑以下几点:②

各级传动的传动比应在推荐的范围内选取，参见表2-1-3(略)。③应使传动装置的结构尺寸较小，重量较轻。如图2-1-1所示，当二级减速器的总中心距和总传动比相同时，传动比分配方案不同，减速器的外廓尺寸也不同。③应使各传动件的尺寸协调，结构匀称，合理，避免互相干扰碰撞。例如，由带传动和齿轮减速器组成的传动中，一般应使带传动的传动比小于齿轮传动的传动比。如果带传动的传动比过大，大带轮过大，则易使大带轮与底座相碰，如图2-1-2所示。相关知识项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计二、选择电动机④在二级减速器中，高速级与低速级的大齿轮直径应尽量相似，以利于浸油润滑。一般对于展开式二级圆柱齿轮减速器，推荐高速级传动比取i1=(1.3～1.5)i2，同轴式减速器则取i1=i2。传动装置的实际传动比要由选定的齿轮齿数或带轮基准直径准确计算，因而很可能与设定的传动比之间有误差。一般允许工作机实际转速与设定转速之间的相对误差为±(3~5)%。图2-1-1两种传动比分配方案的外廓尺寸比较图2-1-2带轮与底座相碰任务实施项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计图2-1-3展开式一、二级圆柱齿轮减速器进行传动方案的设计带传动的特点及在布局上的要求为：带传动平稳、性能好、能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级。一级圆柱齿轮减速器如图2-1-3，转动比一般小于5，使用直齿、斜齿或人字齿齿轮，传递功率可达数万千瓦，效率较高。工艺简单，精度易于保证，一般工厂均能制造，应用广泛。和水平轴相比展开式二级圆柱齿轮减速器转动比过大，且结构复杂，齿轮多，转动效率降低。展开式由于齿轮相对与轴承为不对称布置，固而沿齿向载荷分布不均，要求轴有较大的刚度。机械设计手册中机械传动和摩擦副的效率查得带式输送机传动装置中机械传动所需要的传动效率数据如表2-1-6。任务实施项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计表2-1-6设计所需要的数据传动电动机选择选择电动机类型按已知的工作要求和条件，选择Y型全封闭笼型三相异步电动机。1)工作机所需要的电动机输出功率为选择电动机功率8级精度的一般齿轮传动η=0.97V带传动η=0.96弹性联轴器η=0.99球轴承η=0.99单级圆柱齿轮减速器η=0.98卷筒η=0.96所以任务实施总效率为项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计ηwη=η1·η2·η3·η4·η5·η6=0.96×0.99×0.97×0.99×0.99×0.96=0.87式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分别是带传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。2)确定电动机的转速按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比i´=2～4，单级齿轮传动比i´=3～5，则合理总数传动比的范围为i´=6～20。故电动机转速的可能范围为由表2-1-5查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见表2-1-7。方案3电动机转速低，外轮廓尺寸及重量较大，价格较高，虽然总传动比不大，但因电动机转速低，导致传动装置尺寸较大。方案1

电动机转速较高，但总传动比大，传动装置尺寸较大。方案2

比较合适。固选择电动机型号为Y132M2-6。任务实施项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计取：i1=3.14，i2=4方案型号额定功率转速转矩总传动比带齿轮1Y132S-45.514402.22Y132M2-65.59602.012.573.1443Y160M2-85.57202.0表2-1-7三种电动机型号，其技术参数及传动比计算总传动比并进行传动比分配计算传动装置的运动和动力参数各轴转速Ⅰ轴Ⅱ轴任务实施项目二

设计带式输送机传动装置任务一 传动装置的总体设计各轴的输入功率Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴各轴输入转矩Ⅰ轴Ⅱ轴

卷筒轴任务二带传动设计任务目标认识带传动的类型、特点和应用能提出提高带传动的工作能力的措施能根据使用要求进行带传动的设计掌握滚子链的结构，掌握链传动的特性及应用任务引入已知：电动机额定功率P=5.5kW，n=960r/min，i=3.14，使用寿命5年，三班制。设计带式输送机单级直齿圆柱齿轮减速器中的带传动。项目二

设计带式输送机传动装置相关知识在金属切割机床、汽车、农机等各种机械传动系统中，广泛应用着带传动。如图2-2-1所示，带传动一般由固联于主动轴上的带轮1（主动轮）。固联于从动轴的带轮2（从动轮）和紧套在两轮上的挠性带3及机架4组成。当原动机驱动带轮1（即主动轮）转动时，依靠带与带轮表面间的摩擦力，从动轮转动，从而传递运动和动力。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置图2-2-1带传动按传动原理分①摩擦带传动。靠带与带轮表面间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等。②啮合带传动。靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。按用途分①传动带。传动运动和动力用。②输送带。输送物品用。按传动带的截面形状分①平带。如图2-2-2a所示，平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。常用的平带有编织带和强力锦纶带等。②V带。V带的截面形状为梯形，两侧面为工作表面，如图2-2-2b所示。传动时V带与轮槽两侧面接触，在同样压紧力FQ的作用下，V带的摩擦力比平带大，传递功率也较大，且结构紧凑。③多楔带。如图2-2-3所示，它是在平带基体上由多根V带组成的传劫带。多楔带结构紧凑，可传递很大的功率。④圆形带。横截面为圆形，如图2-2-4所示。只用于小功率传动。⑤同步带。纵截面为齿形，如图2-2-5所示。按带传动的形式分带传动的主要形式及各种形式对各带型的适用性如表2-2-1(略)所列。应该注意Ⅴ带传动一般均采用开口传动形式。相关知识任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置一、带传动的类型、特点和应用带传动的类型一般情况下，带传动传动的功率P≤100kW，带速v=5～25m/s，平均传动比i≤5，传动效率为94%～97%。高速带传动的带速可达60～100m/s，传动比i≤7。同步齿形带的带速为40～50m/s，传动比i≤10，传动功率可达200kW，效率高达98%～99%。相关知识任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置一、带传动的类型、特点和应用图2-2-2平带和V带图2-2-3多楔带图2-2-4圆形带图2-2-5同步带相关知识任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置一、带传动的类型、特点和应用带传动的特点和应用带传动属于挠性传动，传动平稳，噪声小，可缓冲吸振。过载时，会在带轮上打滑，从而起到保护其他传动件免受损坏的作用。带传动允许较大的中心距，结构简单，制造、安装和维护较方便，且成本低廉。但由于带与带轮之间存在滑动，传动比不能严格保持不变。带传动的传动效率较低，带的寿命一般较短，不宜在易燃易爆场合下工作。相关知识二、V带和V带轮的结构普通V带的结构和尺寸标准标准V带都制成无接头的环形带，其横截面结构如图2-2-6所示。V带由包布层、伸张层、强力层、压缩层组成。强力层的结构型式有帘布结构（图2-2-6a）和线绳结构（图2-2-6b）两种。图2-2-6V带的结构帘布结构抗拉强度高，但柔韧性及抗弯曲强度不如线绳结构好。线绳结构Ⅴ带适用于转速高、带轮直径较小的场合。V带和V带轮有两种尺寸制，即基准宽度制和有效宽度制,本书采用基准宽度制。普通V带的尺寸已标准化，按截面尺寸由小至大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E

7种型号（见表2-2-2）。在同样条件下；截面尺寸大则传递的功率就大。表2-2-2

V带（基准宽度制）的截面尺寸（GB/T11544-2012）

mm任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识二、V带和V带轮的结构带型节宽bp基本尺寸普通V带窄V带顶宽b带高h楔角Y5.364Z(旧国际O型)SPZ8.51068ASPA11.013810BSPB14.0171114CSPC19.0221418V带绕在带轮上产生弯曲，外层受拉伸变长，内层受压缩变短,两层之间存在一长度不变的中性层。中性层面称为节面,节面的宽度称为节宽bp（见表2-2-2中插图）。普通V带的截面高度无与其节宽bp的比值已标准化（为0.7）。V带装在带轮上，和节宽bp相对应的带轮直径称为基准直径，用dd表示，基准直径系列见表2-2-3(略)。V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，它用于带传动的几何计算。V带的基准长度Ld已标准化。窄V带的截面高度h与其节宽bp之比为0.9，窄V带的强力层采用高强度绳芯。按国家标准，窄

V带截面尺寸分为SPZ、SPA、SPB、SPC四个型号（见表2-2-2）。窄V带具有普通V带的特点，并

且能承受较大的张紧力。当窄V带带高与普通V带相同时，其带宽较普通V带约小1/3，而承载能力可提高1.5～2.5倍，因此适用于传递大功率且传动装置要求紧凑的场合。普通V带和窄V带的标记由带型、基准长度和标准号组成。例如:A型普通V带，基准长度为1400mm，其标记为A-1400

GB/T

11544-2012带的标记通常压印在带的外表面上，以便选用识别。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识二、V带和V带轮的结构V带轮的设计要求带轮应具有足够的强度和刚度；无过大的铸造内应力；质量小且分布均匀，结构工艺性好，便于制造；带轮工作表面应光滑，以减少带的磨损。当5m/s<v<25m/s时，带轮要进行静平衡，v<25m/s时带轮则应进行动平衡。带轮的材料带轮材料常采用铸铁、钢、铝合金或工程塑料等，灰铸铁应用最广。当带速v≤25m/s时采用HT150；当v=25～45m/s时采用HT200；当v≥25～45m/s时，则应采用球墨铸铁、铸钢或锻钢，也可采用钢板冲压后焊接带轮。小功率传动时带轮可采用铸铝或塑料等材料。带轮的结构带轮由轮缘、腹板(轮辐)和轮毂三部分组成。轮槽尺寸见表2-2-5。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识二、V带和V带轮的结构普通V带轮的结构V带轮的结构型式V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为：①S型——实心带轮，如图2-2-7a所示；②P型——腹板带轮，如图2-2-7b所示；③H——孔板带轮，如图2-2-7c所示；④E型——椭圆轮辐带轮，如图2-2-7d所示。每种型式还根据轮毂相对于腹板（轮辐）位置的不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等几种，如图2-2-7所示。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识二、V带和V带轮的结构图2-2-7V带轮的结构V带轮的结构形式及腹板（轮辐）厚度的确定可参阅有关设计手册。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识三、带传动的工作能力分析带传动的受力分析为保证带传动正常工作，传动带必须以一定的张紧力紧套在带轮上。当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，称为初拉力F0，如图2-2-8a所示。当传动带传动时，由于带与带轮接触面间摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等，如图2-2-8b所示。绕入主动轮的一边被拉紧，拉力由F0增大到F1，称为紧边；绕入从动轮的一边被放松，拉力由F0减少为F2，称为松边。设环形带的总长度不变，则紧边拉力的增加量F1-F0应等于松边拉力的减少量F0-F2，即F0=(F1+F2)(2-2-1)带两边的拉力之差F称为带传动的有效拉力。实际上F是带与带轮之间摩擦力的总和，在最大静摩擦力范围内，带传动的有效拉力F与总摩擦力相等，F同时也是带传动所传递的圆周力，即F=F1-F2(2-2-2)带传动所传递的功率为(2-2-3)式中：P为传递功率，单位为kW；F为有效圆周力，单位为N；v为带的速度，单位为m/s。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识三、带传动的工作能力分析）；α为包角，即带与小带轮接带轮接触面间的摩擦系数（V带用当量摩擦系数fv代替f，触弧所对的中心角，单位为rad。图2-2-8带传动的工作原理图在初拉力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该极限值时，带在带轮上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,因此应避免出现带打滑现象。当传动带与带轮表面间即将打滑，摩擦力达到最大值，即有效圆周力达到最大值。此时，忽略离心力的影响，紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系可用欧拉公式表示，即(2-2-4)式中：F1、F2分别为带的紧边拉力和松边拉力，单位为N；e为自然对数的底，e≈2.718；f为带与任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识三、带传动的工作能力分析由式2-2-1、式2-2-2和式2-2-4可得(2-2-5)上式表明，带所传递的圆周力F与下列因素有关：①初拉力F0。F与F0成正比，增大初拉力F0，带与带轮间正压力增大，则传动时产生的摩擦力就越大，故F越大。但F0过大会加剧带的磨损,致使带过快松弛，缩短其工作寿命。②摩擦系数f。f越大，摩擦力也越大，F就越大。f与带和带轮的材料、表面状况、工作环境、条件等有关。③包角α。F随α的增大而增大。因为增加α会使整个接触弧上摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。因此水平装置的带传动常将松边放置在上边，以增大包角。由于大带轮的包α2大于小带轮的包角α1，打滑首先在小带轮上发生，所以只需考虑小带轮的包角α1。联立式2-2-2和式2-2-4，可得带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为(2-2-6)任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识三、带传动的工作能力分析带传动的应力分析带传动工作时，带中的应力由以下三部分组成：①由拉力产生的拉应力紧边拉应力松边拉应力式中：A为带的横截面面积。②由离心力产生的离心拉应力σc工作时，绕在带轮上的传动带随带轮作圆周运动，产生离心拉力Fc，Fc的计算公式为Fc

=qv2式中：q为传动带单位长度的质量，单位为kg/m，各种型号V带的q值见表2-2-6；v为传动带的速度，单位为m/s。Fc作用于带的全长上，产生的离心拉应力为任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识三、带传动的工作能力分析Fc作用于带的全长上，产生的离心拉应力为③弯曲应力σb传动带绕过带轮时发生弯曲，从而产生弯曲应力。由材料力学得带的弯曲应力为式中：E为带的弹性模量，单位为MPa；h为带的高度，单位为mm；d为带轮直径，单位为mm，对于V带轮，则为其基准直径。弯曲应力σb只发生在带上包角所对的圆弧部分。h越大、d越小，则带的弯曲应力就越大，故一般σb1>σb2(σb1为带在小带轮上部分的弯曲应力，σb2为带在大带轮上部分的弯曲应力)。因此为避免弯曲应力过大，小带轮的直径不能过小。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识三、带传动的工作能力分析带在工作时的应力分布情况如图2-2-9所示。由此可知带是在变应力情况下工作的，故易产生疲劳破坏。当带在紧边进人小带轮时应力达到最大值，其值为σmax=σ1+σc+σb1为保证带具有足够的疲劳寿命，应满足σmax=σ1+σc+σb1

≤[σ]1(2-2-7)式中：[σ]为带的许用应力。[σ]是在α1=α2=180°、规定的带长和应力循环次数、载荷平稳等条件下通过试验确定的。图2-2-9带的应力分布任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识三、带传动的工作能力分析带传动的弹性滑动和传动比传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随

拉力大小的变化而改变。带由紧边绕过主动轮进人松边时，带内拉力由F1减小为F2，其弹性伸长量也由δ1减小为δ2。这说明带在绕经带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了Δδ(Δδ=δ1-δ2)，带与带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐渐小于主动轮的圆周速度，如图2-2-10所示。同样，当带由松边绕过从动轮进入紧边时，拉力增加，带逐渐被拉长，沿轮面产生向前的弹性滑动，使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。这种由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。图2-2-10带传动的弹性滑动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，弹性滑动是不可避免的。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识三、带传动的工作能力分析带的弹性滑动使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1，其速度的降低率用滑动率ε表示，即式中：n1、n2分别为主动轮、从动轮的转速，单位为r/min；d1、d2分别为主动轮、从动轮的直径，单位为mm，对V带传动则为带轮的基准直径。由上式得带传动的传动比为(2-2-8)从动轮的转速为(2-2-9)因带传动的滑动率ε=0.01～0.02，其值很小，所以在一般传动计算中可不予考虑。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识四、V带传动的设计带传动的失效形式和设计准则由带传动的工作情况分析可知，带传动的主要失效形式为打滑和带的疲劳破坏（如脱层、撕裂或拉断）等。因此，带传动的设计准则是：在传递规定功率时不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使用寿命，即满足于式（2-2-6）和式（2-2-7）。单根V带传递的功率在包角α=180°、特定带长、工作平稳的条件下，单根普通V带的基本额定功率P0见表2-2-7和2-2-8。当实际工作条件与确定P0值的特定条件不同时，应对查得的单根V带的基本额定功率P0值加以修正。修正后即得实际工作条件下单根V带所能传递的功率[P0]，[P0]的计算公式为(2-2-10)(2-2-11)任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识四、V带传动的设计式中ΔP0为功率增量，考虑传动比i≠1时，带在大轮上的弯曲应力较小，故在寿命相同的条件下，可传递的功率应比基本额定功率P0大；K为包角系数，考虑α≠180°时α对传递功率的影响，查图2-2-11。1-V带传动2-平带传动图2-2-11小带轮包角系数KL为带长修正系数，考虑带为非特定长度时带长对传递功率的影响，查表2-2-4；Kb为弯曲影响系数，考虑i≠1时不同带型弯曲应力差异的影响，查表2-2-9(略)；n1为小带轮转速，单位为r/min；K为传动比系数，考虑i≠1时带绕经两轮的弯曲应力差异对ΔP0的影响，查表2-2-10(略)。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识四、V带传动的设计(2-2-12)Pc=KAP式中：ΚA为工作情况系数，查表2-2-11(略)可得。选择V带的型号。根据计算功率Pc和主动轮转速n1，由图2-2-12选择V带型号。当所选的坐标点在图中两种型号分界线附近时，可先选择两种型号分别进行计算，然后择优选用。确定带轮基准直径dd1、dd2。带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大，使带的寿命降低。设计时应取小带轮的基准直径dd1≥ddmin，ddmin值查表2-2-6。忽略弹性滑动的影响，

dd2=dd1·n1/n2，dd1、dd2宜取标准值（查表2-2-3）。V带传动的设计步骤和方法设计V带传动时，一般已知条件是：传动的工作情况，传递的功率P，两轮转速n1、n2（或传动比i）以及空间尺寸要求等。具体的设计内容有：确定V带的型号、长度和根数，传动中心距及带轮直径，画出带轮零件图等。1)确定计算功率。计算功率Pc是根据传递的额定功率（如电动机的额定功率）P，并考虑载荷性质以及每天运转时间的长短等因素的影响而确定的，即任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识四、V带传动的设计4)验算带速。(2-2-13)带速太高会使离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动中容易打滑。另外单位时间内带绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命。若带速太低，则当传递功率一定时，使传递的圆周力增大，带的根数增多。一般应使ν>5m/s，一般取ν=10～15m/s为最佳。对于普通V带应使νmax≤25～30m/s，对于窄Ⅴ带应使νmax≤35～

40m/s。如带速超过上述范围，应重选小带轮直径dd1。图2-2-12普通V带（基准宽度制）选型图任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识四、V带传动的设计5)初定中心距a和基准带长Ld。传动中心距小则结构紧凑，但传动带较短，包角减小，且带的绕转次数增多，降低了带的寿命，致使传动能力降低。如果中心距过大则结构尺寸增大，当带速较高时带会产生颤动。设计时应根据具体的结构要求或按下式初步确定中心距a0(2-2-14)由带传动的几何关系可得带的基准长度计算公式：(2-2-15)L0为带的基准长度计算值，查表2-2-4可选定带的基准长度Ld，而实际中心距a由下式近似确定(2-2-16)考虑到安装调整和补偿初拉力的需要，应将中心距设计成可调式，有一定的调整范围，一般取任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识四、V带传动的设计6)校验小带轮包角α1(2-2-17)一般应使α1≥120º（特殊情况下允许≥90°），若不满足此条件，可适当增大中心距或减小两带轮的直径差，也可以在带的外侧加压带轮，但这样做会降低带的使用寿命。确定V带根数Z(2-2-18)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，应改选V带型号或加大带轮直径后重新设计。单根V带的初拉力F0。F0的大小是保证带传动正常工作的重要因素。如果过小，产生的摩擦力小，易发生打滑；如果过大，使带疲劳寿命降低，轴和轴承上压力加大。对于V带既要保证传动功率，又不能出现打滑，单根Ⅴ带最适宜的初拉力F0为(2-2-19)任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识四、V带传动的设计由于新带易松弛，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。V带的张紧对轴、轴承产生的压力会影响轴、轴承的强度和寿命。为简化其运算，一般按静止状态下带轮两边均作用初拉力FQ进行计算（如图2-2-13所示），得(2-2-20)图2-2-13带传动作用在轴上的压力任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识四、V带传动的设计带轮结构设计。参见前面所述带轮的结构设计内容。设计出带轮结构后还要绘制带轮零件图。设计结果。列出带型号、带的基准长度Ld、带的根数Z，带轮直径dd1、dd2、中心距a，轴上压力FQ等。相关知识五、带传动的张紧调整中心距方式定期张紧定期调整中心距以恢复张紧力。常见的有滑道式（图2-2-14a）和摆架式（图2-2-14b）两种，一般通过调节螺钉调节中心距。滑道式适用于水平传动或倾斜不大的传动场合。自动张紧自动张紧将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电动机的自重张紧传动带，通过载荷的大小自动调节张紧力，如图2-2-15所示。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识五、带传动的张紧张紧轮方式若带传动的轴间距不可调整时，可采用张紧轮装置。调位式内张紧轮装置（图2-2-16a）摆锤式内张紧轮装置（图2-2-16b）图2-2-14带的定期张紧装置图2-2-15带的自动张紧装置任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识五、带传动的张紧张紧轮一般设置在松边的内侧且靠近大轮处。若设置在外侧时，则应使其靠近小轮，这样可以增加小带轮的包角，提高带的疲劳强度。图2-2-16张紧轮装置任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识六、带传动的安装与维护带轮的安装平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持规定的平行度。各轮宽的中心线，V带轮、多楔带轮的对应轮槽中心线，平带轮面凸弧的中心线均应共面且与轴线垂直，否则会加速带的磨损，降低带的寿命，如图2-2-17所示。传动带的安装①通常应通过调整各轮中心距的方法来装带和张紧。切忌硬将传动带从带轮上拔下或扳上，严禁用撬棍等工具将带强行撬入或撬出带轮。图2-2-17两带轮的相对位置带传动的安装②在带轮轴间距不可调而又无张紧轮的场合下，安装聚酰胺片基平带时，应在带轮边缘垫布以防刮破传动带，并应边转动带轮边套带。安装同步带时在多处同时缓慢地将带移动，以保持带能平齐移动。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识六、带传动的安装与维护③同组使用的V带应型号相同、长度相等，不同厂家生产的V带、新旧不V带不能同组使用。④安装V带时，应按规定的初拉力张紧。对于中等中心距的带传动，也可凭经验张紧，带的张紧程度以大拇指能将带按下15mm为宜，如图2-2-18所示。⑤新带使用前，最好预先拉紧一段时间后再使用。图2-2-18

V带的张紧程度带传动的维护①带传动装置外面应加防护罩，以保证安全，防止带与酸、碱或油接触而腐蚀传动带。②带传动不需润滑，禁止往带上加润滑油或润滑脂，应及时清理带轮槽内及传动带上的油污。③应定期检查胶带，如有一根松弛或损坏则应全部更换新带。④带传动的工作温度不应超过60℃。⑤如果带传动装置需闲置一段时间后再用，应将传动带放松。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动以平均传动比准确；链的张紧力小．对轴的载荷小；传动效率高；在同样条件下链传动比带传动结构紧凑，且能在较高温度和有油污、潮湿等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度较低；可用于中心距较大的两轴间传动。图2-2-19链传动简图链传动的特点及应用链传动广泛应用于运输、起重、建筑、化工等各种机械的动力传动中。如图2-2-19示，它是以链作为中间挠性件，通过链和链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。与带传动相比，因链传动是啮合传动，无滑动，所链传动的主要缺点是：瞬时链速和瞬时传动比是变化的，故传动不平稳、振动冲击和噪声较大，不适于载荷变化很大和急速反转的传动。因此，链传动常用于要求两轴中心距较大，平均传动比准确，而对瞬时传动比没有严格要求的场合。1-主动链轮2-从动链轮3-链条任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动滚子链滚子链的结构如图2-2-20所示。它是由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5所组成。其中，内链板与套筒之间、外链板与销轴之间分别为过盈配合；套筒与销轴之间、滚子与套筒之间分别为间隙配合。当链啮合或脱出链轮轮齿时，内、外链板屈伸，套筒在销轴上自由转动。滚子的作用是减少链轮轮齿与套筒之间的摩擦和磨损。内、外链板均制成"8"字形，以使链板各横截面大致等强度，并可减轻重量。1-内链板2-外链板3-销轴4-套筒5-滚子图2-2-20滚子链链和链轮任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动将几条单排链并列，用长销轴联接起来称多排链。图2-2-21所示为双排滚子链。排数越多，越难使各排受力均匀，故一般不超过3、4排。4排或4排以上多排链须与生产厂协商后制造。滚子链相邻两滚子中心距离称为链的节距，以p表示，它是链的主要参数。节距越大，链各部分尺寸也越大，所传递的功率也越大。滚子链已标准化，表2-2-12列出常用A系列滚子链的主要参数。表中链号乘以25.4/16mm，即为链节距值。图2-2-21双排滚子链任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动链的长度用链节数Lp表示，链节数最好取偶数，以便连接时正好使外链板和内链板相接，接头处可用开口销或弹簧夹锁紧（图2-2-22a,b），开口销通常用于大节距，弹簧夹一般用于小节距。当链节数为奇数时，需采用过度链节（图2-2-22c）。过度链板不仅是制造复杂，而且链的承载能

力下降，故一般情况下做最好不用。但全部由过渡节组成的传动链具有较好的弹性。a)开口销

b)弹簧夹

c)过渡链节图2-2-22滚子链的接头形式任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动齿形链如图2-2-23所示，齿形链有两个齿形链板用铰链链节而成，链板两工作侧面间夹角为60°。齿形链按铰链形式不同可分为三种：圆销式（图2-2-23b）链销孔与销轴是间隙配合。轴瓦式（图2-2-23c）在链板销孔两侧有长短扇形槽各一条，相邻两链板在同一销轴上相间排列，即长短扇形槽相间排列，在销孔中装人销轴后，在销轴左右的槽中嵌人与短扇形槽相匹配的轴瓦，由两轴瓦和销轴组成铰链。当相邻两链节相对转动时，左右两轴瓦将各在其长扇形槽中摆动，轴瓦内面与销轴接触表面作相对滑动。滚柱式（图2-2-23d）无销轴，铰链由两个具有曲面的棱柱销组成。两棱柱销各自固定在相应的链板孔中，当链工作时，相邻两链节的相对转动是靠两棱柱销工作面作相对滚动来实现的。齿形链与滚子链相比，具有工作平稳、噪声小、耐冲击、允许较高的链速等优点，但结构复杂、重量大、价格贵，主要用于高速转动。1-销轴2-轴瓦3-棱柱销图2-2-23齿形链任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动滚子链链轮滚子链链轮的齿形已标准化，在GB/T

6069—2017中虽然没有规定具体的链轮齿形，但规定了最大和最小齿槽形状，在这两个极限齿槽形状之间的各种标准齿形均可以使用。如图2-2-24所示为目前常用的一种三圆弧一直线齿形，齿廓工作表面aAa/由三圆弧二、3、2和一直线G组成。当选用这种齿形并用相应的标准刀具加工时，链轮端面齿形在工作图上不必画出，只须注明齿形按GB/T

6069—2017附录的规定制造即可，但链轮的轴向齿形（图2-2-25）须画出。轴向尺寸和齿形可参阅有关设计手册。图2-2-24滚子链链轮端面齿形图2-2-25滚子链链轮轴向齿形任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动1)链轮主要尺寸计算公式分度圆直径(2-2-21)齿顶圆直径齿根圆直径式中：d1——滚子外径（mm）。(2-2-22)df=d-d1(2-2-23)2)链轮的材料链轮的材料应满足强度和耐磨性要求。可根据尺寸大小和工作条件选择合金钢、碳钢、铸铁等。推荐的链轮材料和表面硬度见表2-2-13(略)。考虑到小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多，磨损、冲击较大，为使两链轮的寿命相接近，小链轮材料的强度和齿面硬度比大链轮要高些。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动3)链轮结构。链轮的结构如图2-2-26所示。按链轮直径的不同可采用实心式（图2-2-26a）,辐板式（图2-2-26b）、轮辐式（图2-2-26c）、齿圈式（图2-2-26d）等结构。选用多排链时，可采用多排轮，图2-2-26e所示为双排辐板式链轮结构。图2-2-26链轮的结构任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动链传动的失效形式链板疲劳破坏链在传动时，其各元件都是在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将出现疲劳破坏。在正常润滑条件下，链板疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。铰链的磨损链传动时，由于铰链的销轴与套筒间承受较大的压力，彼此间因有相对转动而产生磨损。磨损后使链节距变长，极易引起跳链或脱链。对开式链传动，润滑不良或工作环境恶劣，磨损是主要失效形式。滚子和套筒的冲击疲劳破坏在链传动中，由于反复起动、制动或反转时产生较大惯性冲击，使销轴、套筒、滚子产生冲击疲劳破坏。销轴与套筒的胶合链传动在高速下工作时，链节啮入时受到较大冲击和振动，使销轴与套筒间的油膜破裂，而导致磨损过大，发热多，以至产生胶合。链的过载拉断当链速很低（v<0.6m/s）时，承受重载或严重过载，超过链的静力强度极限值，链被拉断。链传动的设计与计算任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动链传动的承载能力极限功率曲线图2-2-27是滚子链在一定寿命和润滑条件下，由各种失效形式限定的小链轮转速和相应的极限功率关系曲线，即极限功率曲线。图中①是在正常润滑条件下，铰链磨损限定的极限功率曲线；②是链板疲劳强度限定的极限功率曲线；③是套筒、滚子冲击疲劳强度限定的极限功率曲线；④是铰链胶合限定的极限功率曲线；⑤是润滑不良条件下的极限功率曲线；⑥是润滑良好情况下，由各种失效形式综合影响限定的额定功率曲线。图2-2-27滚子链的极限功率曲线额定功率曲线图2-2-28为常用的A系列滚子链的额定功率曲线，它是在下列特定条件下得到的，即①两链轮共面；②小链轮齿数z=19；③链节数Lp=120；④载荷平稳；⑤按推荐的润滑方式润滑（图2-2-29）；⑥满载荷连续运转寿命为15000h；⑦链因磨损引起的相对伸长量Δp/p不超过30%。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动I—人工定期润滑II—滴油润滑III—油浴或飞溅润滑IV—压力喷油润滑图2-2-28

A系列滚子链的额定功率曲线

图2-2-29

推荐的润滑方式若不能满足图2-2-29中推荐的润滑方式，应将图2-2-28中的额定功率值按如下比例降低：当链速v≤1.5m/s时，降低到50%；当链速1.5m/s<v<7m/s时，降低到25%；当链速v>7m/s时，如润滑不当，则传动不可靠。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动链传动的主要参数选择1)链轮齿数z1，z2

。齿数选择总原则是不宜太少，也不宜过多。当小链轮齿数z1过少时，尽管可以减小轮廓尺寸，但将会引起：①传动的不均勻性和附加动载荷增大；②链条进人和退岀啮合时，链节间的相对转角增大，加速铰链的磨损失效；③在节距和传递功率一定条件下，链所需传递的圆周力增大，加速链和链轮的损坏。当链轮齿数过多时，不仅会增大链传动的外形尺寸，还将缩短链的使用寿命。如图2-2-30所示，链的铰链磨损将使链节距增长，链节距的增长量Δp与啮合圆外移量Δd’的关系为图2-2-30链节距增长量和啮合圆外移量间的关系在节距p一定的条件下，齿高为确定值，从而允许的外移量Δd’也就随之确定。链轮齿数越多，不产生脱链的允许增长量就越小，链的使用寿命就越短。为此，限制链轮的最大齿数zmax≤120。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动由于链节数一般取为偶数，为使链和链轮齿的磨损较均匀，链轮齿数一般取为与链节数互质的奇数。小链轮的齿数可依据链速参考表2-2-14选取。表2-2-14小链轮齿数链速v/(m·s-1)0.6~33~8>8齿数≥15-17≥19-21≥23-25传动比的选择。传动比的选择传动比过大时，会导致小链轮包角过小，同时啮合齿数减少，这将加速链轮轮齿的磨损且容易出现跳齿现象，故包角最好不小于120°。为此，限制传动比i≤7,推荐i=2～3.5。链的节距和排数。链节距的大小反映了链和链轮各部分尺寸的大小。在一定条件下，链节距越大，承载能力就越大，相应产生的冲击、振动、噪声也越严重。所以设计时，在满足承载能力条件下，为使结构紧凑、寿命长，应尽量选取小节距的单排链。在高速、大功率时，可选取小节距的多排链。当中心距小，传动比大时，选取小节距多排链，以使小链轮有一定啮合齿数。当中心距大、传动比小而且速度不太高时，可选用大节距单排链。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动链的节距可根据传递功率P按下式算出额定功率P0后从图2-2-28选出(2-2-24)式中：P——传递功率（kW）；KA——工作情况系数，见表2-2-15；Kz——小链轮齿数系数，见表2-2-16；Kp——多排链排数系数，见表2-2-17。4)中心距和链节数若中心距过小，虽然传动的整体尺寸相对较小，但链在小链轮上的包角变小，啮合齿数减少，分担在每个轮齿上的载荷加大，磨损增大，易于产生跳齿和脱链现象；当链速不变时，单位时间内链的绕转次数增多，其伸曲次数和应力循环次数增多，亦加剧链的磨损和疲劳。反之，若中心距过大，因松边垂度过大，传动时发生上下颤动现象。在设计时，若中心距不受限制，一般初定中心距a0=(30-50)p，最大可取为amax=80p。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动动力机种类工作情况电动机、汽轮机内燃机一液力传动内燃机缸）一机械传动内燃机（＜6缸）一机械传动平稳载液体揽拌机；中小型离心式鼓风机，离心式压缩

荷机；谷物机械；均匀负载输送机；发电机；均匀负载不反转的一般机械1.01.11.3在图2-2-10中的位置位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳）位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）小链轮齿数系数Kz排数zp123456排数系数Km11.72.53.34.04.6表2-2-15工作情况系数KA表2-2-16齿数系数Kz表2-2-17多排链排数系数Kp任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动式中：z1和z2分别为主、从动链轮的齿数（设链轮1为主动轮）；n1和n2分别主、从动链轮的转速，r/min；p为链节距，mm。链传动的传动比为图2-2-31链传动的速度分析链传动的特牲由于链条是由多个链节组成，当与链轮啮合时，呈一正多边形分布在链轮上（见图2-2-31）。链轮回转一周，链条就移动一正多边形周长印的距离，所以链的速度为任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动上两式求得的链速度和传动比i都是平均值。实际上，即使主动链轮以等角速度ω1回转，链传动的链速和瞬时传动比都是变化的。链速的变化，可以通过啮入链节铰链A的运动来说明(见图2-2-31)。如主动链轮的分度圆半径为尺，当链节进人啮合时，铰链A随链轮作等速圆周运动，其圆周速度为vA≈ω1R1，vA可以分解为链条中心线方向分速度v和与其垂直的分速度v’，分速度v带动从动轮运动，其值为v=R1ω1cosβ式中：β是铰链A的圆周速度与链条中心线方向的夹角。β角随着铰链A的位置不同而变化。每一个链节在主动轮上的圆心角为360°/z1，则β角的变化范围是从-180°/z1~180°/z2

。同理，链条在从动轮上也围成一多边形，每一链节所对圆心角2y=360°/z2，随者链轮的转动，y角在-180°/z1~180°/z2之间变化。设从动轮角速度为ω2，则瞬时链速可写成v=R1ω1cosβ=R2ω2cosγ由此得链传动的瞬时传动比为任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识七、链传动链传动的张紧与带传动类似，张紧方法很多，但基本可分为两类：用调整中心距的方法张紧。用张紧轮张紧，如图2-2-32所示。张紧轮应放在靠近小链轮的松边，张紧轮直径可略小于小链轮直径，从外侧张紧，以保证小链轮处的包角。张紧轮可以是带齿的，也可以是不带齿的。b)利用重锤自动张紧1—张紧轮2—弹簧3—重锤4一调节螺旋图2-2-31链传动的速度分析a)利用弹簧自动张紧c)定期调节螺旋张紧任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置任务实施确定计算功率Pc由表2-2-11查得KA=1.2Pc=KAP=1.2×5.5kW=7.15kW选取普通V带型号根据Pc=7.15kW、n1=960r/min，由图2-2-12选用B型普通V带。选取普通V带型号根据表2-2-6和图2-2-12选取dd1=140mm，且dd1=140mm>dmin=125mm大轮基准直径为按表2-2-6选取标准值dd2=450mm，则实际转动比i，从动轮的实际转速分别为从动轮的转速误差(299-306)/306=-2.3%，为允许值。任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置任务实施验算带速v带速在5～25m/s范围内。确定带的基准长度Ld和实际中心距a由表2-2-4选取基准长度Ld=2800mm由式（2-2-16）得实际中心距a为中心距a的变动范围为任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置任务实施校验小带轮包角α确定V带根数Z由式（2-2-18）得根据dd1=140mm，n1=960r/min，查表2-2-8，用内插法得取P0=2.1kW由式（2-2-11）得功率增量ΔP0为由表2-2-9查得Kb=2.6494×10-3根据传动比i=3.14，查表2-2-10得Ki=1.1373，则任务二带传动设计项目二 设计带式输送机传动装置任务实施由表2-2-4查得带长度修正系数Ki=1.07，由图2-2-11查得包角系数Ka=0.95，得普通V带根数圆整得Z=3。求初拉力F0及带轮轴上的压力Fa由表2-2-6查得B型普通V带q=0.17kg/m，根据式(2-2-19)得由式（2-2-20）可得作用在轴上的压力Fa为带轮的结构设计设计结果选用3根B-2800

GB/T

1171-2017

V带，中心距a=924.85mm，带轮直径dd1=140mm，dd2=450mm，轴上压力Fa=1686.05N。任务三单级标准直齿圆柱齿轮传动设计项目二 设计带式输送机传动装置习2-2-12-2-22-2-32-2-42-2-52-2-62-2-7题小带轮包角对带传动有何影响？为什么只给出小带轮包角α1的公式？带传动工作时，带截面上产生哪些应力？应力沿带全长是如何分布的？最大应力在何处？带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们对传动有何影响，是否可以避免？一般来说带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上，为什么？带传动的设计准则是什么？在V带传动设计过程中，为什么要校验带速5m/s≤v≤25m/s和包角α≥120º？带传动张紧的目的是什么？张紧轮应安放在松边还是紧边上？内张紧轮应靠近大带轮还是小带轮？外张紧轮又该怎样？并分析说明两种张紧方式的利弊。观察3～5种机器上的普通Ⅴ带传动，测量出带顶宽b、带轮外径d和中心距a，确定带型、带轮基准直径dd1、dd2，并计算出带长Ld。带传动功率P=5kW，已知n1=400r/min，d1=450mm，d2=60mm，中心距a=1.5m，fv=0.2，求带速v、包角α1和有效拉力F。任务三单级标准直齿圆柱齿轮传动设计项目二 设计带式输送机传动装置习题已知某普通Ⅴ带传动由电动机驱动，电动机转速

n1=1450r/min，小带轮基准直径dd1=100mm，大带轮基准直径

dd2=280mm，中心距a≈350mm，用2根A型Ⅴ带传动，载荷平稳，两班制工作，试求此传动所能传递的最大功率。设计搅拌机的普通Ⅴ带传动。已知电动机的额定功率为4kW，转速n1=1440r/min，要求从动轮转速n2=575r/min，工作情况系数ΚA=1.1。图示为磨碎机的传动系统图。已知电机功率P=30kW，转速n1=1470r/min，带传动比i≈1.15，试设计V带传动参数。与带传动相比，链传动有哪些优缺点？为什么自行车和摩托车中常采用链传动？链传动的主要失效形式有哪些？题2-2-12饲料磨碎机传动系统任务三单级标准直齿圆柱齿轮传动设计项目二 设计带式输送机传动装置习题2-2-15

已知一滚子链传动，主动轮转n1=960r/min，齿数z1=21，选用10A滚子链，单排链，传动比i=2，中心距a=640mm，油浴润滑，工作时有较大冲击。试求此传动允许传递的最大功率。

2-2-16

试设计某车床上电动机和床头箱间的普通V带传动。已知电动机的功率P=4kW，转速n1=1440r/min，从动轴的转速n2=680r/min，两班制工作，根据机床结构，要求两带轮的中心距在950mm左右。任务三单级标准直齿圆柱齿轮传动设计任务目标认识齿轮机构的特点、类型能选择渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的加工方法能根据使用要求进行单级标准直齿圆柱齿轮传动设计任务引入已知：传递功率P=4.0KW，电动机驱动，小齿轮转速n1=306r/min，单向运转，载荷平稳。使用寿命5年，三班制。设计带式输送机单级直齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动。项目二 设计带式输送机传动装置齿轮传动在现代机器和仪器中的应用极为广泛，其功用是按规定的速比传递运动和动力。优点工作可靠、使用寿命长、传动比恒定、效率高（98%～99%）、结构紧凑，适用的直径、速度和功率范围广（齿轮直径可从1mm到150m以上、最大功率可达105kW、圆周速度200～300m/s、转速20000r/min）等。缺点(1)制造和安装精度要求较高，加工齿轮需要用专用机床和设备，成本较高；(2)不宜作轴间距离过大的传动。从工艺角度可将齿轮看成是由齿圈和轮体两部分构成。按照齿圈上轮齿的分布形式，可分为直齿、斜齿、人字齿等；按照轮体的结构特点，齿轮大致分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮、扇形齿轮和齿条等等，如图2-3-1，图2-3-2所示为平行轴齿轮传动。相关知识一、齿轮的功用与结构特点任务三单级标准直齿圆柱齿轮传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识一、齿轮的功用与结构特点任务三单级标准直齿圆柱齿轮传动设计项目二 设计带式输送机传动装置a)

b)

c)图2-3-1直齿圆柱齿轮传动a)

b)图2-3-2平行轴斜齿轮传动和人字齿轮传动a)

b)图2-3-3锥齿轮传动a)

b)图2-3-4空间齿轮传动空间轴齿轮传动有：传递两相交轴转动的齿轮传动，如图2-3-3锥齿轮传动。传递两交错轴转动的齿轮传动，如图2-3-4a斜齿圆柱齿轮以及图2-3-4b蜗杆传动。常用齿轮齿形：按照齿轮轮廓曲线的不同齿轮又可分为渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮等，本项目仅讨论制造、安装方便，应用最广的渐开线齿轮。相关知识二、常用齿轮齿形及其加工任务三单级标准直齿圆柱齿轮传动设计项目二 设计带式输送机传动装置相关知识三、渐开线齿轮的齿廓及啮合特性渐开线的形成如图2-3-5所示，一条直线nn沿一个半径为rb的圆的圆周作纯滚动，该直线上任一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线，此圆称为基圆，该直线称为渐开线的发生线。渐开线上任一点K的向径OK与起始点A的向径OA间的夹角∠AOK(∠AOK=θk)称为渐开线（AK段）的展角。图2-3-5渐开线的形成任务三单级标准直齿圆柱齿轮传动设计项目二 设计带式输送机传动装置三、渐开线齿轮的齿廓及啮合特性开线就越平直，当基圆半径无穷大时，渐开线为直线；基圆内无渐开线。渐开线的性质发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即NK=NA；

因为发生线在基圆上作纯滚动，所以它与基圆的切点N就是渐开线上K点的瞬时速度中心，发生线NK就是渐开线在K点的法线，同时它也是基圆在N点的切线；

切点N是渐开线上K点的曲率中心，NK是渐开线上K点的曲率半径。离基圆越近，曲率半径越小；渐开线的形状取决于基圆大小。如图2-3-6所示，基圆越大，渐图2-3-6不同基圆所得到的渐开线相关知识任务三单级标准直齿圆柱齿轮传动设计项目二 设计带式输送机传动装置三、渐开线齿轮的齿廓及啮合特性渐开线齿廓的啮合特性一对齿轮传动是靠主动轮齿廓依次推动从动轮齿廓来实现的。两轮的瞬时角速度之比为传动比，在工程中要求传动比是定值：相关知识定传动比传动如图2-3-7所示，设两渐开线齿廓某一瞬时在K点接触，主动轮1以角速度ω1顺时针转动并推动从动轮2以角速度ω2逆时针转动，两轮齿廓上K点的速度分别为：vK1=ω1O1K和vK2=ω2O2K。过K点作两齿廓的公法线nn，与两基圆分别切于N1、N2。由图2-2-4可知，两基圆半径分别为rb1=O1N1=O1KcosαK1，rb