机械基础 课件 项目五 带传动及链传动

项目五带传动及链传动学习导航知识目标：能力目标：了解带传动的特点、类型及应用。掌握带传动的受力分析和应力分析的方法。掌握带传动弹性滑动和传动比的概念及计算方法。熟悉V带结构和国家标准以及V带轮的常用材料和结构。掌握带传动的失效形式及设计方法。熟悉带传动的张紧和安装方法。了解链传动的结构特点及应用。学会分析带传动的受力情况。学会分析带传动的失效形式及设计准则。能够依据手册设计V带传动，合理选择带的型号。项目五带传动及链传动任务一带传动概述任务二V带和V带轮任务三V带传动的工作能力分析任务四V带传动的设计任务五带传动的使用与维护任务六同步带传动任务七链传动任务一带传动概述学习要点认识带的类型及传动特点。带传动是由主动轮1、从动轮2及传动带3组成。带是挠性件，张紧在两轮上，通过它将主动轮1的运动和动力传递给从动轮2。带传动

任务一带传动概述6.1.1带传动的类型和应用6.1.2带传动的特点学习要点认识带的类型及传动特点。5.1.1带传动的类型和应用截面形状为矩形，其工作面为内表面。常用的平带为橡胶帆布带。平带传动多用于高速和中心距较大的场合。平带传动1摩擦带传动的类型5.1.1带传动的类型和应用截面形状为等腰梯形，其工作面为两侧面，V带与平带相比，当量摩擦系数大，能传递较大的功率，且结构紧凑，在机械传动中应用最广。V带传动2摩擦带传动的类型5.1.1带传动的类型和应用是在平带基体上由多根V带组成的传动带。多楔带能传递的功率更大，且能避免多根V带长度不等而产生的传力不均的缺点。故适用于传递功率较大且要求结构紧凑的场合。多楔带传动3摩擦带传动的类型5.1.1带传动的类型和应用圆带的横截面为圆形，如图所示。常用于小功率传动，如仪表、缝纫机、牙科医疗器械等。圆形带4摩擦带传动的类型5.1.2带传动的特点

(1)弹性带可缓冲吸振，故传动平稳，噪声小。

(2)过载时，带会在带轮上打滑，从而起到保护其他传动件免受损坏的作用。

(3)带传动的中心距较大，结构简单，制造、安装和维护较方便，且成本低廉。

(4)由于带与带轮之间存在弹性滑动，导致速度损失，传动比不稳定，且传动效率较低。

(5)带为非金属元件，故不宜用在酸、碱等恶劣工作环境下。任务二V带与V带轮5.2.1普通V带的结构和尺寸标准5.2.2普通V带轮的结构学习要点掌握V带的国家标准及V带轮的常用材料和结构特点。5.2.1普通V带的结构和尺寸标准标准普通V带的横截面结构由抗拉体顶胶底胶以及包布层4组成。普通V带已标准化，按截面尺寸从小到大可分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。标准普通V带的横截面结构5.2.2普通V带轮的结构带轮材料1普通V带轮最常用的材料是灰铸铁。当带的速度v≤25m/s时，可用HT150;当带速v=25～30m/s时，可用HT200；当v>35m/s时，可用铸钢制造。传递功率较小时，可用铸铝或工程塑料。带轮的结构2实心带轮腹板带轮孔板带轮轮辐带轮5.2.2普通V带轮的结构V带轮的典型结构任务三V带传动的工作能力分析5.3.1带传动的受力分析5.3.2带传动的应力分析学习要点掌握带传动的初拉力、紧边拉力和松边拉力之间的相互关系以及影响带传动能力的因素。掌握带传动不同截面的应力分布情况及最大应力的发生

位置。5.3.3带传动的运动分析5.3.1带传动的受力分析不工作时，带两边承受相等的拉力，称为初拉力F0。工作时，由于带和带轮接触面间产生摩擦力，绕入主动轮的一边被拉紧，拉力由F0增大到F1，称为紧边;离开主动轮的一边被放松，拉力由F0减小为F2，称为松边。带传动的受力分析5.3.1带传动的受力分析因为带的总长近似不变，所以紧边拉力的增加量F1-F0应等于松边拉力的减少量F0-F2。紧边和松边的拉力之差F称为带传动的有效圆周力。带传动所传递的功率为：当传递的有效圆周力F超过摩擦力时，带就开始在带轮上全面滑动，即打滑。5.3.1带传动的受力分析当传动带和带轮间有全面滑动趋势时，摩擦力就会达到最大值，即有效圆周力达到最大值。此时，紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系可用欧拉公式表示为5.3.1带传动的受力分析影响带所传递的圆周力的因素有:

(1)初拉力F0

F与F0成正比，初拉力F0越大，F就越大。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。V带因用当量摩擦系数fv取代平带的摩擦系数f(fv>f)，所以V带传递能力远高于平带。

(3)包角α

F随α的增大而增大。由于大带轮的包角α2大于小带轮的包角α1，故打滑首先发生在小带轮上。一般要求α1，可得带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为5.3.2带传动的应力分析由紧边拉力和松边拉力产生的拉应力1紧边拉应力松边拉应力由离心力FC产生的离心拉应力σC2由带弯曲变形产生的弯曲应力σb35.3.2带传动的应力分析当带由紧边绕入小带轮时所受的应力达到最大值，其值为σmax=σ1+σC+σb1带的疲劳强度条件是σmax=σ1+σC+σb1≤［σ］

带工作时的应力分布情况

5.3.3带传动的运动分析带的弹性滑动使从动轮圆周速度小于主动轮的圆周速度，其速度的降低率称为带传动的滑动率表示。传动比为：

任务四V带传动的设计5.4.1带传动的失效形式和设计准则5.4.2单根普通V带传递的功率学习要点掌握V带的国家标准及V带轮的常用材料和结构特点。5.4.3普通V带传动设计计算5.4.1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是打滑和带的疲劳损坏。因此，带传动的设计准则为在保证带传动不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。5.4.2单根普通V带传递的功率实际应用时，应对查得的单根普通V带的基本额定功率P0值加以修正，从而得出单根普通V带在实际工作条件下所能传递的许用功率[P0]，其计算公式为5.4.2单根普通V带传递的功率

【例】已知A型带，小带轮基准直径dd1=100mm，小带轮转速n1=1300r/min,查表求单根普通V带的基本额定功率P0。查表得知：n1=1200r/min时,P0=1.14kW；n1=1450r/min时，P0=1.32kW。通过观察表中数值发现，当小带轮基准直径dd1一定时，随着转速的增大，单根普通V带传递的基本额定功率P0也增大，可以近似地按线性增大的关系求出n1=1300r/min时P0的大小。设n1=1300r/min时对应的P0值为x，则可得到如下关系式：x-1.141.32-1.141300-12001450-1200=求得结果：x=1.212kW。5.4.3普通V带传动设计计算确定计算功率PC1选择普通V带的型号2确定两带轮的基准直径dd1、dd23验算带速v4确定中心距a和带的基准长度L55.4.3普通V带传动设计计算验算小带轮包角α6计算V带根数z7计算单根V带的初拉力F08计算作用在带轮轴上的压力FQ9带轮结构设计10任务五带传动的使用与维护5.5.1带传动的紧张与调整5.5.2带传动的安装与维护学习要点掌握带传动的张紧与调整以及张紧轮的安装和维护方法。5.5.1带传动的紧张与调整

(1)定期张紧如图(a)所示的滑道式适用于水平的传动场合，图(b)所示的摆架式适用于倾斜的传动场合。

(2)自动张紧如图(c)所示，将装有带轮的电动机安装在摆架上，利用电动机的自重使带轮随电动机绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。调整中心距1带传动的张紧装置动画5.5.1带传动的紧张与调整采用张紧轮2张紧轮装置图当中心距不便调整时，可采用张紧轮装置重新张紧。为使张紧轮受力小，带的弯曲应力应不改变方向，从而延长带的寿命，张紧轮一般设置在松边的内侧且靠近大轮处，如图所示。动画5.5.2带传动的安装与维护正确安装、合理使用和妥善维护，是保证V带传动正常工作及延长V带寿命的有效措施。一般应注意以下几点：

(1)安装V带时，应首先缩小中心距，将V带套人轮槽中，再按初拉力进行张紧。同组使用的V带应型号相同、长度相等，不同厂家生产的V带或新旧V带不能同组使用。

(2)安装时两轮轴线必须平行，且两带轮相应的V形槽的对称平面应重合，误差不得超过±20’，如图所示。否则将加剧带的磨损，甚至使带从带轮上脱落。

带轮安装的位置

5.5.2带传动的安装与维护

(3)带传动装置的外面应加防护罩，以保证安全，防止带与酸、碱或油接触而腐蚀传动带。传动带不宜在阳光下暴晒，以免变质，其工作温度不宜超过60℃。

(4)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。

(5)如果带传动装置较长时间不用，应将传动带放松。任务六同步带传动5.6.1同步带传动的特点及应用5.6.2同步带的尺寸规格学习要点了解同步带传动的特点及应用，了解同步带的尺寸规格

及国家标准。5.6.3同步带的传动设计5.6.1同步带传动的特点及应用同步带传动是将啮合传动原理应用于带传动领域的一种传动，具有带传动、链传动和齿轮传动的优点。同步带传动由于带与带轮是靠啮合传递运动和动力的，故带与带轮间无相对滑动，能保证准确的传动比。同步带与同步带传动5.6.2同步带的尺寸规格同步带有单面有齿和双面有齿两种，简称单面带和双面带。

节距在规定张紧力下，相邻两齿中心线的直线距离称为节距，以p表示。节距是同步带传动最基本的参数。

节线长当同步带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的周线称为节线，节线长以Lp表示。5.6.3同步带的传动设计同步带传动的主要失效形式是同步带疲劳断裂、带齿的剪切和压溃以及同步带两侧边和带齿的磨损。保证同步带具有一定的疲劳强度和使用寿命是设计同步带传动的主要依据，因此同步带传动的设计主要是限制单位齿宽的拉力，必要时才校核工作齿面的压力。具体设计计算方法见有关机械设计手册等文献。任务七链传动5.7.1链传动的组成、特点、分类及应用5.7.2滚子链的结构特点学习要点了解链传动的结构、运动特性及基本参数。5.7.3链传动的运动特性5.7.4链传动主要参数的选择5.7.1链传动的组成、特点、分类及应用链传动广泛应用于矿山机械、农业机械、起重运输机械、机床传动及轻工机械中。链传动由主动链轮1、从动链轮2和绕在链轮上的链条3组成。通过链条与链轮轮齿相啮合传递运动和动力。动画链传动5.7.1链传动的组成、特点、分类及应用链传动适用于中心距较大的两平行轴间的低速传动或多根轴线的传动。按用途不同，链条可分为传动链、输送链和起重链。根据结构不同，传动链又分为齿形链和滚子链等多种，常用的是滚子链。齿形链滚子链5.7.2滚子链的结构特点滚子链由内链板、外链板、套筒、销轴和滚子组成。滚子与套筒、销轴与套筒均为间隙配合而形成动联接，套筒与内链板、销轴与外链板间均是过盈配合而构成内、外链节。滚子链5.7.2滚子链的结构特点双排滚子链或多排滚子链适用于传递功率较大的场合。实际运用中排数不宜过多，一般不超过四排，以免各排受载不均匀。双排滚子链5.7.2滚子链的结构特点链条长度以链节数来表示。链节数通常取偶数，当链条连成环形时，正好是外链板与内链板相接，接头处可用开口销或弹簧夹锁紧。若链节数为奇数，则需采用过渡链节。在链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。滚子链5.7.3链传动的运动特性设n1、n2分别为两轮的转速z1、z2分别为主、从动链轮的齿数p为链节距。则链条的平均速度为链传动的平均传动比为实际上，平均传动比的瞬时值是按每一链节的啮合过程做周期性变化的。链传动工作时不可避免地会产生振动、冲击及附加动载荷，使传动不平稳，因此链传动不适用于高速传动。5.7.4链传动主要参数的选择齿数z1、z2和传动比I1若小链轮齿数z1太少，则动载荷增大，传动平稳性差，链易磨损，故应限制小链轮的最少齿数，一般取zmin>17。低速时，可少至9。大链轮齿数按传动比确定，z2=iz1，应使z2≤zmax=120。若z2过多，则磨损后的链易从链轮上脱落。山于链节数常为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数，并优先选用数列17,19,23,25,38,57,76,85,114中的数。5.7.4链传动主要参数的选择链的节距p2

p是链传动最主要的参数，决定链传动的承载能力。在一定条件下，p越大，承载能力越高，但引起的冲击、振动和噪声也越