第13章带传动和链传动

第13章带传动和链传动§13-1带传动的类型和应用§13-2带传动的受力分析§13-3带的应力分析§13-4带传动的弹性滑动和传动比§13-5普通V带传动的计算§13-6V带轮的结构§13-7同步带传动简介§13-8链传动的特点和应用§13-9链条和链轮§13-11链传动的主要及其选择§13-12滚子链传动的计算§13-10链传动的运动分析和受力分析§13-13链传动的润滑和布置带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。设计：潘存云3§13-1带传动的类型和应用带传动的组成：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设计：潘存云设计：潘存云类型平皮带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设计：潘存云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:θaCADB设计：潘存云d1d2设计：潘存云α1α1CADBd1d2aθ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。a调整螺钉调整螺钉滑道式张紧装置摆架式张紧装置a带传动的张紧方法：1.调整中心距设计：潘存云设计：潘存云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设计：潘存云§13-2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↑，紧边F2↓松边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设计：潘存云当圆周力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：以平带为例，分析打滑时紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系。设计：潘存云§13-3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工作时应力由三部分组成dFNcdαdlrF1F2设计：潘存云设计：潘存云3.弯曲应力当带绕过带轮时，因为弯曲而产生弯曲应力设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带轮的基准圆由材料力学公式得离心应力拉应力弯曲应力设计：潘存云F2F2F1F1§13-4带传动的弹性滑动和传动比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。设计：潘存云§13-5普通V带传动的计算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。一、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。设计：潘存云bbdh

φ=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13-1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13-2，P202φbd2240.8222401.101.061.00.912500.8425001.301.091.030.932800.8728001.111.050.953150.8931501.131.070.073550.9235501.171.070.974000.960.7940001.101.131.024501.000.8045001.151.045001.020.8150001.181.075600.8256001.096300.840.8163001.127100.860.8371001.158000.900.8580001.189000.920.870.8290001.2110000.940.890.84100001.2311200.950.910.861120012500.980.930.881250014001.010.960.901400016001.040.990.920.831600018001.061.010.950.86Ld/mmY

Z

ＡＢＣLd/mmＺＡＢＣ基准长度KL

基准长度

KL

表13-2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设计：潘存云

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。二、设计：潘存云§13-6V带轮的结构带轮的材料：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实心式设计：潘存云腹板式----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§13-6V带轮的结构带轮的材料：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；设计：潘存云S1斜度1：25SS2drdkdhddaLBS2设计：潘存云腹板式----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§13-6V带轮的结构带轮的材料：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；腹板式二设计：潘存云斜度1：25S2drdkdhddaBSL设计：潘存云设计：潘存云轮辐式----d>350mm；腹板式----中等直径；§13-6V带轮的结构带轮的材料：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轮幅数设计：潘存云设计：潘存云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13-8普通V带轮的轮槽尺寸设计：潘存云节园节线组成：同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。§13-7同步带传动简介结构特点：横截面为矩形，带面具有等距横向齿的环形传动带，带轮轮面也制成相应的齿形。传动特点：靠带齿与轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动，而使圆周速度同步，故称为同步带传动。Pb重要参数优点：1.传动比恒定；2.结构紧凑；3.由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40m/s，传动比可达10，传递功率可达200KW；4.效率高，高达0.98。缺点：成本高；对制造和安装要求高。pb节距设计：潘存云设计：潘存云§13-8链传动的特点和应用组成：链轮、环形链条作用：链与链轮轮齿之间的啮合实现平行轴之间的同向传动。特点：与带传动相比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；与传齿轮动相比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

设计：潘存云设计：潘存云销轴与外链板铆牢，分别称为内外链节。内外链节构成一个铰链。当链条啮入啮出时，内外链节作相对转动。同时滚子沿链轮链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均做成8字形，以减轻重量，并保持各横截面的强度大致相等§13-9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。

齿形链滚子链套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合销轴滚子外链板套筒内链板内链板紧压在套筒两端，称为内链节。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设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云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双排滚子链设计：潘存云设计：潘存云链号08A12.7014.387.95138000.60表13—9A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设计：潘存云设计：潘存云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。过渡链节设计：潘存云齿形链板的两侧是直边，工作时链板的侧边与链轮齿廓相啮合。链板的成形孔内装入棱柱，两棱柱相互滚动，可减小摩擦和磨损。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˚

设计：潘存云链轮的结构实心式----小直径设计：潘存云二、链轮设计：潘存云孔板式----中等直径链轮的结构实心式----小直径设计：潘存云设计：潘存云组合式----大直径，齿圈可更换。孔板式----中等直径链轮的结构实心式----小直径设计：潘存云θ§13-10链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动分析链条的平均线速度：平均传动比为：d12ω1θ分度圆瞬时线速度：链条的瞬时线速度沿AB方向，νAB180˚z1180˚z1θ为相位角：链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。由此可知，当链轮等速回转时，瞬时链速和顺时传动比都作周期性变化。链条进入链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮之间的传动。变化范围d1其大小为：ω1设计：潘存云链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：也作周期性变化，从而使链条上下抖动。由于链速是变化的，链传动在工作时，产生振动和动载荷！速度不均匀系数：Z11413121110987654321051015202530354045δ(%)链速不均匀系数变化曲线θd12ω1θνAB180˚z1180˚z1d1ω1设计：潘存云二、链传动的受力分析为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应:βy作用在链上的力有：圆周拉力:离心拉力:悬垂拉力:紧边拉力为：F1=F

+Fc+FyN松边拉力为：F2=Fc+FyNF=1000P/vNFc=qv2NFy=KyqgaNq为米长质量a--为中心距，β=90˚

Ky=1g--

为重力加速度，Ky为下垂量y=0.02a时的垂度系数。其值与链轮中心线与水平夹角有关β=0˚

Ky=7β=75˚

Ky=2.5β=60˚

Ky=4β=30˚

Ky=6适当张紧n1n2---有效拉力F1F1F2F2设计：潘存云∆p与∆d’

之间的关系：§13-11链传动的主要参数及其选择一、链轮的齿数大链轮的齿数:z2=iz1P+∆p链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向齿顶移动。∆p一定时:z

↑→∆d’↑→越容易发生跳齿和脱链现象。一般取：

z2≤120因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜