第8章带传动和链传动培训讲学

第8章带传动和链传动§8-1带传动的特点§8-2带传动的主要型式§8-3带传动的受力分析§8-4带的耐久性§8-5带传动的弹性滑动及传动比§8-6普通V带传动的设计计算§8-7V带轮的结构§8-8张紧力、张进装置和带传动的维护§8-9链传动的特点§8-12链传动的主要参数及其选择§8-13链传动的计算§8-10链和链轮§8-14链传动的使用维护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。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云3§8-1带传动的特点带传动的组成：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，依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转。1n2n12F0F0F0F0湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授§8-1带传动的特点紧边松边

当原动机驱动主动轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用便拖动从动轮一起转动，并传递一定的动力。

传动时，两边带上的拉力将有一差值。带绕上主动轮的一边被拉紧。叫紧边；带绕上从动轮的一边被放松。叫松边；第八章带传动和链传动湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：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，用于仪器带传动的类型抗拉体湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授§8-2带传动的主要型式1、开口传动2、交叉传动3、半交叉传动带传动主要有以下三种型式湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授3、传动形式开口传动：两轴平行，ω1、ω2同向。交叉传动：两轴平行，ω1、ω2反向。半交叉传动：两轴交错，不能逆转。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授1、开口传动

两轴平行而且回转方向相同的带传动。两带轮轴线间的距离a称为中心距。带与带轮接触弧所对的中心角称为包角。小带轮包角大带轮包角湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：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dd1dd2湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云α1α1CADBdd1dd2aθ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。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授2、交叉传动

带在交叉处互相摩擦，带很快磨损。此方法应选取较大的中心距和较低的带速。改变两平行轴的回转方向。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授

传递空间两交错轴之间的回转运动。通常两轴的交错角为90度。它只能进行单向传动。半交叉和交叉传动只能用于平带传动3、半交叉传动湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云§8-3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紧边松边从动轮主动轮n1n2n1n2设计：潘存云设带的总长不变，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湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：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。dFNF1F2F+dFFfdFNαdαdldα2dα2取一小段弧进行分析：参数如图

正压力：dFN

两端的拉力：F和F+dF

力平衡条件：忽略离心力,水平、垂直力分别平衡摩擦力：fdFN湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授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切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云φ联立求解：

F↑f↑α↑∵α1<α2用α1

α分析：

V带传动与平皮带传动初拉力相等时，它们的法向力则不同。平带的极限摩擦力为:

FNf=FQfFN/2FN/2FQFQFNFN=FQFN=FQ/sin(φ/2)φφ则V带的极限摩擦力为：f

’

——当量摩擦系数,f’>fF=F1-F2湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授在相同条件下

，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，得以下计算公式湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云§8-4带的耐久性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

带工作时应力由三部分组成dFNcdαdlrF1F2湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云离心力FNc在微弧段两端会产生拉力Fc。

由力平衡条件得dFNcdαdlrF1F2Fc

Fc

dα2dα2离心力只发生在带作圆周运动的部分，但由此引起的拉力确作用在带的全长。

离心拉应力

往x轴投影湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：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δc湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云F0F0α1由力平衡条件得静止时轴上的压力为：5.作用在轴上的力FQF0F0FQα12α12湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云F2F2F1F1§8-5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湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授得从动轮的转速：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。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授§8-5带传动的弹性滑动和传动比弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念：

弹性滑动的大小与紧边和松边的拉力差有关。当带的型号一定时，带所传递的圆周力越大，弹性滑动也愈大。当外载荷所产生的圆周力大于带与小带轮接触弧上的全部摩擦力时，弹性滑动就转变为打滑。打滑是由于过载而引起的全面滑动，应当避免；是带传动的失效形式。而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，是不可避免的。是带传动正常工作时固有的特性。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授结论1）由于拉力差引起的带的弹性变形而产生的滑动现象——弹性滑动2）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性。（∵只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）3）速度间关系：v轮1>v带>v轮2。量关系→滑动率ε表示：传动比或4）后果：a、v轮2<v轮1，i不准确；b、η↓；c、引起带的磨损；d、带温度↑，寿命↓。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授2、打滑时，载荷F↑，（F1-F2）↑，弹性滑动区↑，↑。当整个包角内全面的相对滑动——“打滑”。总结：1）打滑是过载造成的，∴打滑是可以避免的。2）打滑过程中：ε↑↑，v2↓↓，传动失效。3）η↓↓，磨损↑↑，∴打滑必须避免。区别：弹性滑动是带传动的固有特性，是不可避免的。打滑是一种失效形式，是可以避免的，而且必须避免。4）打滑首先发生在小带轮上。（∵

）湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云§8-6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。帘布结构：一般传动绳芯结构：柔韧性好湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云bbphφ=40˚，h/bp

=0.7的V带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。

型号ZABCDEY顶宽b1013172232386节宽bp

8.511141927325.3

高度h68111419254.0

楔角φ每米质量q（kq/m）0.060.100.170.300.600.870.04表8-1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dd。ddV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8-1、6。φbp湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授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/mmYZＡＢＣLd/mmＺＡＢＣ基准长度KL基准长度

KL

表8-1、6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湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云

φ=40˚，h/bp

=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带湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授二、单根普通V带的许用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8-2a。普通v带有打滑趋势所能传递的最大圆周力。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云200400800950120014501600180020002400280032003600400050006000小带轮基准直径d1/mm表8-2a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湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授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]KL——长度系数；考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响，见下页表8—6。

湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云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/mmYZＡＢＣLd/mmＺＡＢＣ基准长度KL

基准长度

KL

表8-6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湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授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]KL——长度系数；∆[P0]——功率增量；考虑在i≠1，带在大轮上的弯曲应力较小，故在寿命相同的情况下，可增大传递功率，取值详见表8-2b湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云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8-2b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湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授Kα

——包角系数。考虑α≠180˚时对传动能力的影响，见表8—5

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]KL——长度系数；∆[P0]——功率增量；表8-5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湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授三、普通V带的型号和根数的确定计算功率KA——工作情况系数详下页见表8-3P125Kα

——包角系数。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]KL——长度系数；∆[P0]——功率增量；湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云表8-3工作情况系数载荷性质载荷变动很小载荷变动小载荷变动较大载荷变动很大工作机原动机电动机（交流启动、三角启动、直流并励）、四缸以上内燃机电动机（联机交流启动、直流复励或串励）、四缸以下内燃机液体搅拌机、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）。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授型号的确定根据Pc和小带轮的转速n1，由选型图确定。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Kα

——包角系数。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]KL——长度系数；∆[P0]——功率增量；湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授设计：潘存云设计：潘存云300050002000160040002008005001004003001000小带轮的转速n1(r/min)125025000.811.2523.154581016203040506380100200250普通V带选型图ZABCDEd1=50~71d1=80~100d1=112~140d1=125~140d1=160~200d1=200~315d1=355~400d1=450~500d1=80~100湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授型号的确定根据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Kα

——包角系数。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]KL——长度系数；∆[P0]——功率增量；湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授带轮的直径过小，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8-4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：湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授带速一般应使v在5~25m/s的范围内。

2.中心距、带长和包角推荐范围0.5(dd1+dd2)+3h<a0<2(dd1+dd2)初定V带基准长度根据L0由表8-1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+0.03Ld)如中心距a0未给出，可初取a0=（1~1.5）dd2湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授小轮包角一般应使α1≥120˚,否则可加大中心距或增加张紧轮。3.初拉力保持适当的初拉力是带传动工作的首要条件。初拉力不足，会出现打滑，初拉力过大将增大轴和轴承上的压力，并降低带的寿命。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。湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授§8-6普通V带传动的设计计算（四）、V带传动的设计步骤及方法7、计算作用于轴上的力（图8-11）为了设计轴和轴承，需要计算出作用于轴上的力湖北汽车工业学院专用作者：潘存云教授带传动设计的步骤: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FQ；9.带轮的结构设计。湖北汽车工业学院专用