ch6-带传动和链传动

§6-1带传动的类型和应用§6-2带传动工作情况分析§6-3普通V带传动的设计计算

§6-4V带轮的材料和结构§6-5链传动的类型、结构和特点

§6-6链传动的运动特性§6-7滚子链传动的设计计算

第六章带传动和链传动带传动和链传动都是通过中间绕性元件（带或链）传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。具有结构简单、维护方便和成本低廉等优点。一.带传动的组成----主动轮1、从动轮2、环形带331n2n12F0F0F0F0

§6-1带传动的类型和应用2啮合型带传动（一）带传动的类型1摩擦型带传动----同步带传动V带传动平带传动按横截面形状可分为:平带V带多楔带圆形带二.传动带的类型§6-1带传动的类型和应用FQFQFNφ/2φ/2φFN2FN2平带传动----平面摩擦Ｖ带传动----槽面摩擦摩擦力:F

f

=FN

f=fFQFN=FQ=

3fFQ

摩擦力:F

f

=FN

ff=FQsinφ/2=FQ

fv

FQ=2FN2sinφ/2FN=FQsinφ/2ffv=sinφ/2----当量摩擦系数∵φ≈40°,sinφ/2≈0.3∴fv

≈3f式中：平带与V带的比较由于Ｖ带与轮槽之间是槽面摩擦，故在相同的压紧力作用下，可以产生更大的摩擦力，因而能传递较大的功率。在工业上，广泛使用的是Ｖ带传动。平带与V带的比较FQFNFQφ/2φ/2φFN2FN2按横截面形状可分为:平带V带多楔带圆形带二.传动带的类型§6-1带传动的类型和应用多楔带兼有平带弯曲应力小和Ｖ带摩擦力大等优点，常用于传递动力较大而又要求结构紧凑的场合。圆形带的牵引能力小，常用于仪器和家用器械中。普通Ｖ带窄Ｖ带宽Ｖ带大楔角Ｖ带联组Ｖ带三、V带的类型、结构、规格及标记§6-1带传动的类型和应用1.V带的类型与结构组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。三、V带的类型、结构、规格及标记帘布芯结构绳芯结构包布顶胶底胶抗拉体§6-1带传动的类型和应用1.V带的类型与结构bbdhφ

型号YZABCDEF顶宽b610131722323850节宽bd5.38.5111419273242

高度h46810.513.51923.530

楔角φ截面面积A（mm2）1847811382304766921173表6-1普通V带的截面尺寸40˚普通V带有：Y、Z、A、B、C、D、E等型号,已标准化YZABCDEF每种型号所对应的截面尺寸：2.V带的规格节面节面：带弯曲时保持原长不变的层面。带轮的基准直径ddddbp§13-5普通V带传动的计算带的基准长度Ld2.V带的规格带的节宽bp普通V带----楔角φ40°、相对高度（）约为0.7的V带hbd型号:Y、Z、A、B、C、D、E长度系列:表13-2基准直径d基准长度Ld

窄V带----楔角φ40°、相对高度（）约为0.9的V带hbd特点：1.用合成纤维绳作抗拉体的新型V带。2.宽度约缩小1/3，而承载能力可提高1.5~2.5倍。适用于传递动力大而又要求传动装置紧凑的场合。§6-1带传动的类型和应用应用：

两轴平行、且同向转动的场合，中小功率电机与工作机之间的动力传递。三.带传动的特点和应用试验仪器滑动轴承试验台实例:

§6-1带传动的类型和应用皮带输送装置印刷机械矿山机械动平衡机试验台建筑机械带传动的特点1.适用于中心距较大的传动；2.带具有良好的弹性，可缓和冲击、吸收振动；3.过载时带在带轮上打滑，可防止损坏其它零件；4.结构简单、成本低廉。缺点：1.传动的外廓尺寸较大；2.带传动工作时有弹性滑动，不能保证准确的传动比；3.带的寿命较短；4.传动效率较低。优点：§6-1带传动的类型和应用从动轮主动轮n1n2§6-2带传动工作情况分析静止时，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=F0F1≠F2

F0F0F0F0F1F2F1F2一、带传动的受力分析紧边:F0↑→F1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

F0=(F1+F2)/2从动轮主动轮n1n2F1F2F1F2松边:F0↓→F2F=F1

-F2=Ff

带传动的有效拉力，即带所能传递的圆周力F：§6-2带传动工作情况分析可见：P与F成正比，当传递功率增加时，有效拉力也增大，两边拉力差值增大。这就要求带与带轮接触面上要有更大的摩擦力来维持传动。传递功率：

当带所需要传递的圆周力超过带与带轮间的摩擦力的极限值时，带与带轮间将发生显著的相对滑动，-----打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，致使传动失效，所以带传动是不允许出现打滑的。§6-2带传动工作情况分析当带与带轮间出现打滑趋势时，摩擦力达到最大值，有效拉力也达到最大。绕性体摩擦的欧拉公式

这时，紧边和松边拉力之间的关系可用著名的欧拉公式来表示：式中：f----摩擦系数；V带传动：f=f’α1----带在小带轮上的包角，rad可知：α↑，f↑→F↑§6-2带传动工作情况分析1.拉应力紧边拉应力：松边拉应力：工作时，带中应力由三部分组成：rF1F2A----带的横截面积§6-2带传动工作情况分析二、带的应力分析2.弯曲应力式中:h----带的厚度；mm

dd

----带轮的基准直径,mm

为了避免弯曲应力过大:dd1≥dmin带的弯曲应力为:ddV带轮的基准圆hE----带的弹性模量；MPa型号表6-7V带轮的最小基准直径dminYZABC205075125200§6-2带传动工作情况分析3.离心拉应力离心拉应力：

虽然离心力只发生在带作圆周运动的部分，但由此引起的拉力却作用于带的全长。§6-2带传动工作情况分析σb1σ2α2n1n2α1σb2σ1σc带的应力分布4.应力分布及最大应力σcα2n1n2α1σb1σb2σ2σ1σmax由图可见，带是在变应力的作用下工作的。最大应力σmax发生在紧边与小带轮的接触处：带的损坏形式是疲劳损坏。为了提高带的寿命。应限制应力循环次数。§6-2带传动工作情况分析F2F2F1F1设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为：这种由于材料的弹性变形和拉力差而产生的滑动被称为----带的弹性滑动。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。从动轮n2主动轮n1四、带传动的弹性滑动和传动比强调：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是由于过载引起的带在轮上的全面滑动，应当避免，也可以避免。弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是带传动固有的一种物理现象，它是不可避免的。由于弹性滑动的影响，使：v1＞

v＞v2四、带传动的弹性滑动和传动比§6-2带传动工作情况分析四、带传动的弹性滑动和传动比dd1、dd2为主、从动轮的直径，n1、n2为主、从动轮的转速，设：则两轮的圆周速度分别为：由于弹性滑动是不可避免的，总有：v2＜v1

传动中由于带的弹性滑动引起的从动轮的圆周速度的降低率-----滑动率ε§6-2带传动工作情况分析得从动轮的转速：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：四、带传动的弹性滑动和传动比§6-2带传动工作情况分析一、单根普通V带的额定功率带传动的失效形式------打滑和传动带的疲劳损坏。设计准则：保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。由欧拉公式代入中，得单根普通V带能传递的功率：§6-3普通V带传动的设计计算为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：σmax=σ1+σb+σc

≤[σ]即：σ1=[σ]

-σb-σc代入上式，得带传动在既不打滑又有一定寿命时，单根普通V带能传递的功率：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。(其值见表6-3)§6-3普通V带传动的设计计算单根V带的额定功率Pr根据V带传动的实际工作条件对试验条件下得到的基本额定功率所作的修正。----（6-13）∆P0

—当i＞1时，单根V带额定功率的增量；见表6-4式中：Kα

—包角系数，见表6-5KL—

长度系数，见表6-2§6-3普通V带传动的设计计算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6-4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（三）带传动的参数选择初选：

0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)1.中心距

a

a↑●α1↑，带的应力循环次数↓，带寿命↑●传动的平稳性↓，传动的整体尺寸↑2.传动比i

i↑α1↓，带传动易打滑推荐值：i=2~5§6-3普通V带传动的设计计算（三）带传动的参数选择3.带轮的基准直径●σb↑

dd↓●P给定时，v↓，Fe↑，带的根数↑→带轮宽度↑，各带间受力不均↑应保证：

dd1≥（dd）min见表6-7§8-3普通V带传动的设计计算（三）带传动的参数选择槽型YZABCDE（dd）min205075125200355500表6--7V带轮的最小基准直径3.带轮的基准直径应保证：

dd1≥（dd）min§8-3普通V带传动的设计计算（三）带传动的参数选择4.带速vv↑一般推荐：v≈5~25m/s

vmax＜30m/s●σc↑，带的循环次数↑，带疲劳强度和寿命↓●P一定时，Fe↓，带的根数↓，传动尺寸↓为充分发挥带的工作能力和减少传动的总体尺寸带传动常设置在多级传动中的高速级§6-3普通V带传动的设计计算（四）带传动的设计计算已知条件：P、n1、n2（或i）、传动位置要求及工作条件等。设计内容：确定带型、长度、根数、中心距、带轮基准直径等。1.已知条件和设计内容KA---工作情况系数，见表6-62.设计步骤和方法(1)确定计算功率Pca§6-3普通V带传动的设计计算表6-6工作情况系数载荷变动很小载荷变动小载荷变动较大载荷变动很大工况KA空、轻载启动重载启动液体搅拌机、通风机和鼓风机、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机。每天工作小时数/h<1010~16>16<1010~16>161.01.11.21.11.21.31.11.21.31.21.31.41.21.31.41.41.51.61.31.41.51.51.61.8带式输送机、旋转式水泵和压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、旋转筛、木工机械。制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、冲剪机床、橡胶机械、振动筛、纺织机械等。破碎机（旋转式、颚式）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）。（2）选择带型根据Pcan1查图6-10（3）确定带轮的基准直径dd并验算带速v①初选小带轮的基准直径dd1由带型表6-6表6-7选取dd1≥ddmin§6-3普通V带传动的设计计算<-点击按钮300050002000160040002008005001004003001000小带轮的转速n1(r/min)125025000.811.2523.154581016203040506380100200250图6-10普通V带选型图ZABCDEd1=50~71d1=80~100d1=112~140d1=125~140d1=160~200d1=200~315d1=355~400d1=455~500d1=80~100计算功率Pca(KW)①初选小带轮的基准直径dd1②验算带的速度（3）确定带轮的基准直径dd并验算带速v一般：v≈5~25m/svmax＜30m/s③计算从动轮的基准直径dd2按表6-8圆整为直径系列使其在画图、设计制造方面都较方便§6-3普通V带传动的设计计算（4）确定中心距

a，并选择V带的基准长度Ld推荐：0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)②计算相应的带长

Ld0③根据Ld0查表6-2中心距变动范围：(a-0.015Ld

)~(a+0.03Ld

)选取基准长度:Ld≈Ld0考虑带传动的安装、调整和V带张紧的需要。④计算实际中心距

a①初定中心距a0§6-3普通V带传动的设计计算∵a↑，α1↑,∴可加大中心距或增加张紧轮。（5）验算小带轮上的包角α1≥90°（6）确定带的根数Z＜10根改选横截面积较大的带型，可减少带的根数。§6-3普通V带传动的设计计算（7）确定带的初拉力F0单根V带所需的最小初拉力：新安装的V带：F0=1.5(F0)min安装时，应保证F0＞上述数值运转后的V带：F0=1.3(F0)min§6-3普通V带传动的设计计算（8）计算带传动的压轴力FPZF0ZF0α1FP不考虑带两边的拉力差，近似按带两边的预紧力的合力来计算由力平衡条件：βFPZF0ZF0β§6-3普通V带传动的设计计算1．V带轮的设计内容2．带轮的材料常用带轮材料为铸铁：HT150和HT200。转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。小功率时可用铸铝或塑料。§6-4V带轮的材料和结构3．带轮的结构形式四种典型结构：实心式、腹板式、孔板式、轮辐式根据带轮的基准直径选择结构形式。根据带的截型确定轮槽尺寸。带轮的其它结构尺寸通常按经验公式计算确定。实心式----直径小；daddHL实心式带轮的结构腹板式潘存云教授研制斜度1：25S2drdkdhdddaBSL腹板式----中等直径；实心式----直径小；带轮的结构腹板式----中等直径；孔板式S1斜度1：25SS2drdkdhdddaLBS2实心式----直径小；孔板式----中等直径；带轮的结构轮辐式----d>350mm；h2drdkdha1L斜度1：25dddaBh1腹板式----中等直径；带轮的结构实心式----直径小；孔板式----中等直径；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dd1、dd2；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FP；9.带轮的结构设计。设计结果：带型、带根数Z、带长L、中心距a、带轮基准直径dd1、dd2

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§6-5V带传动的张紧、使用与维护（一）V带传动的张紧运转一段时间后，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。张紧轮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张紧方法§6-5V带传动的张紧、使用与维护（二）V带传动的使用和维护各带轮的轴线应相互平行，各带轮相对应的V型槽的对称平面应重合，误差不得超过20′。多根V带传动时，为避免各根V带的载荷分布不均，带的配组公差应在规定的范围内（参见GB/T13575.1--92）为安全起见，带传动应置于铁丝网或保护罩之内，使之不能外露。§6-5V带传动的张紧、使用与维护潘存云教授研制潘存云教授研制§6-6链传动的特点和应用组成：主、从动链轮、环形链条优点：1.

无弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；2.作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失

；3.结构紧凑；传动的效率较高；4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；5.制造和安装精度要求较低，其传动结构简单；缺点：

传动的平稳性较差，不适应高速的场合。§6-6链传动的特点和应用缺点：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1.瞬时链速和瞬时传动比不恒定，传动平稳性较差，2.工作时有噪声；3.只能用于两平行轴间链轮的同向传动4.磨损后易发生跳齿。§6-6链传动的特点和应用应用实例：一、链条类型齿形链滚子链§6-7链条和链轮组成：滚子套筒销轴内链板外链板销轴滚子外链板套筒内链板1.滚子链滚子链的剖面结构：滚子套筒销轴内链板外链板销轴与外链板铆牢，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套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合内链板紧压在套筒两端，称为内链节。链条的主要参数-----节距p：节距p：

p↑，链条各零件尺寸↑，所能传递的功率↑pppt双排滚子链链条长度以链节数表示链节数最好取偶数◆链节数为偶数时◆链节数为奇数时弹簧夹开口销过渡链节§6-7链条和链轮表6-10滚子链的规格和主要参数链号08A12.707.9513.80.6010A15.87510.1621.81.0012A19.0511.9131.11.5016A25.4015.8855.62.6020A31.7519.0586.73.8024A38.1022.23124.65.6028A44.4525.40169.07.5032A50.8028.58222.410.1040A63.5039.68347.016.10节距P

mm滚子外径d1mm单排链极限拉伸载荷F0KN单排链每米质量q

kg/m链号数×25.4／16=节距值滚子链已标准化，分A、B两个系列，常用A系列滚子链的标记：标记实例：

24A-2-68GB/T1243--1997------A系列、节距38.1mm、双排、68节的滚子链链号标准编号排数整链链节数—§6-7链条和链轮2.齿形链优点：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：多用于高速或运动精度要求较高的场合。p直边直边O60˚

§6-7链条和链轮链条的平均线速度：平均传动比：销轴A的圆周速度：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。§6-8链传动的运动特性R1ω1ABω1R1一、平均传动比二、瞬时传动比R1ω1ω1νxABR1βνy1销轴A的圆周速度：二、瞬时传动比沿着链条前进方向的水平分速度：作上下运动的垂直分速度：销轴圆周速度的水平分量即是链条速