带传动、链传动

1、v概概 述述v带传动带传动v链传动链传动基本要求:v熟悉普通V带的结构、标准、张紧方法和装置v掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑v掌握V带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法v掌握链传动链传动的工作情况运动不均匀性分析v掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择v了解链传动的布置、张紧和润滑等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。带传动和链传动结构简单、成本低廉，因此也是常用的传动。链传动链传动摩擦型摩擦型啮合型啮合型挠性传动挠性传动带传动带传动1 带传动的类型和应用2 带传动的受力分析3 带的应力分析4 带的弹性滑动和传动比5 普通

2、V带传动的设计计算6 V带轮的结构7 同步带传动简介带传动带传动的类型和应用的类型和应用一、带传动组成一、带传动组成v主动带轮1、从动带轮2、张紧在两轮上的环形带二、工作原理二、工作原理v静止时，两边拉力相等；v传动时拉力大的一边称为主动边（紧边）拉力小的一边为从动边（松边）靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力F1F2Ff12F0F0F0F01.1.按带的截面形状分按带的截面形状分v平带传动：横截面为扁平矩形，其工作面是与轮面相接触的内表面。v带传动：横截面为等腰梯形，工作面是与轮槽相接触的两侧面，由于轮槽的楔形效应，当量摩擦系数大，牵引能力较大。v多楔带传动：具有平带、带的优点。v圆带传

3、动：牵引能力小，常用于仪器和家用器械中。v同步带传动：具有带与链传动的特点2.2.按传动形式分按传动形式分v开口传动：两轴平行，同向回转v交叉传动：两轴平行，反向回转v半交叉传动：两轴交错，不能逆转 四、开口传动的几何关系四、开口传动的几何关系中心距a ：当带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离。包角：带与带轮接触弧所对的中心角。带长小、大带轮的直径、Ldd21add2sin2123 .571801212addadd或)()(2cos221221ddddaDACBABLadd2211sin1cos1222及addddaL4)()(2221221)(8)(2)(28121222121ddddL

4、ddLa五、带的张紧五、带的张紧v为什么要张紧？为什么要张紧？常见的张紧装置:v调节中心距定期张紧自动张紧v调整张紧轮v摆架式张紧摆架式张紧调节中心距调节中心距v滑道式定期张紧滑道式定期张紧v平带传动：张紧轮设置在 处调整张紧轮调整张紧轮v带传动：张紧轮设置在 处(带只能单向弯曲，避免过多减小包角）松边内侧靠大轮松边外侧靠小轮六、带传动的优缺点六、带传动的优缺点优点：优点：v适用于远距离传动v良好的挠性，可缓冲、减振，运转平稳v打滑现象可起过载保护作用v结构简单, 成本低缺点：缺点：v外廓尺寸较大v需要张紧装置v弹性滑动，传动比不固定v传动效率较低v带的寿命短v轴与轴承受力大v不宜用于高温,

5、易燃场合七、应用七、应用中小功率电动机与工作机械之间的动力传递。V带传动应用最广。一、带的受力变化一、带的受力变化二、紧松边拉力关系二、紧松边拉力关系三、带的打滑三、带的打滑一、带受力变化一、带受力变化1.1. 静止时静止时， 张紧力F0产生正压力；两边拉力相等=初拉力F0。F1F2F0F0F0F0Ff紧边紧边松边松边2. 传动时：传动时：带两边拉力不相等 1）带传动是摩擦传动 主动轮以n1转动，带与主动轮间产生了摩擦力Ff ，带轮 Ff ，带Ff ，带在Ff作用下开始运动 下边带张紧，带与从动轮间产生摩擦力，带Ff 带轮Ff ，从动轮靠摩擦力以转速n2 转动。2）力分析v带绕上主动轮的一边被

6、拉紧，叫做紧边：紧边拉力F0F1v带绕上从动轮的一边被放松，叫做松边：松边拉力 F0F2 二、紧松边拉力关系二、紧松边拉力关系紧边由F0F1拉力增加，带增长松边由F0F2拉力减少，带缩短总长不变 带增长量带缩短量即F1F0F0F2 或F1F22F0 有效拉力=F1 - F2 ，即带所传递的圆周力。即圆周力：Ft = F1 - F2 F1F2F0F0F0F0Ff紧边紧边松边松边1000vFPt带传递的功率为? 带传动工作时,作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小有什么特点?最大应力发生在什么部位?带的应力：带的应力：拉应力、离心拉应力、弯曲应力拉应力、离心拉应力、弯曲应力1.1.紧边和松边拉力产

7、生的拉应力紧边和松边拉力产生的拉应力a22MP AF紧边：a11MP AF松边：2.2.离心力产生的拉应力离心力产生的拉应力上产生的离心力：微弧段dldqvrvqrddFNc22)(：，由微弧段各力平衡得起拉力离心力在微弧段两端引cF，作用于带的全长则取2222sin2sin2qvFdddqvdFccAqvAFcc2离心拉应力：3. 3. 弯曲应力弯曲应力dEhb大、小带轮直径不同，弯曲应力不同。大、小带轮直径不同，弯曲应力不同。变应力疲劳破坏最大应力: max=1+b1+c发生位置:紧边进入小带轮处带中应力分布情况带中应力分布情况: :4 4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比

8、v什么是弹性滑动, 什么是打滑？ 对传动有什么影响？v为什么会发生弹性滑动或打滑？是否可以避免？一、带的一、带的弹性滑动弹性滑动现象现象紧边单位伸长量：松边单位伸长量：AEF11AEF2221FF 21主动轮：带从紧边绕上主动轮，点过程中，从带Bv1Av出现了相对滑动现象边弹性收缩，说明带一边绕进，一带拉力由带121vvF F从动轮：，出现相对滑动现象弹性伸长，说明带一边绕进，一边过程中，带拉力，从带绕上从动轮时，带带2122vvFCvvFD主动轮圆周速度：100060111nDv100060222nDv从动轮圆周速度：21vv 存在弹性滑动滑差率滑差率 ：由于带的弹性滑动引起的从动轮圆周速度

9、的降低率。02. 001. 0112211121nDnDnDvvv带传动的传动比：带传动的传动比：121221)1 (DDDDnni二、带的打滑二、带的打滑1. 打滑： 实践证明弹性滑动并非全在包角对应的全部接触弧A1B1上，而仅发生在带离开带轮的一侧，即B1C1（滑动弧）范围内，对应角称为滑动角，在带进入带轮的一侧，即A1C1范围内并不发生弹性滑动，对应角为静角。 带不传递载荷时，滑动角为零，随着载荷增加滑动角逐渐增大静角逐渐减小，当滑动角增大到等于包角时，达到极限状态，即带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时，带与带轮将发生显著的滑动，开始打滑。由于小带轮包角小，打滑总是首先发

10、生在小带轮上。F1F2Ff紧边紧边松边松边打滑后果： 带的磨损加剧、传动效率降低，以致使传动失效。dFFFddl、微弧两端的拉力分别为，包角取微弧挠性体摩擦基本公式121feFF21FFFFft11121ftffteFFeeFF)11(2110ffeceeFFPFfFec，或0NNfdFdF力为带与轮面间的极限摩擦带轮给微弧段的正压力思考：V带与平带有何不同？带所能传递的最大带所能传递的最大有效圆周力有效圆周力:2. 以平带为例，分析带即将打滑时紧边拉力和松边拉力的关系由此可见：由此可见： V带与平带传动相比，在相同预拉力带与平带传动相比，在相同预拉力时，法向反力不等，因此可以传递更大的功率。

11、时，法向反力不等，因此可以传递更大的功率。vQQNfFfFfF2sinQ QF FN NQ QF FN NF FN NfFfFQN平带：平带：V V带带: :)11(2110vvffeceeFF弹性滑动和打滑的区别：弹性滑动和打滑的区别： 弹性滑动是指正常工作时的微量滑动现象，是由弹性滑动是指正常工作时的微量滑动现象，是由拉力差（即带的紧边与松边拉力不等）引起的，不可拉力差（即带的紧边与松边拉力不等）引起的，不可避免。避免。 打滑是指由于过载引起的全面滑动，是带传动的打滑是指由于过载引起的全面滑动，是带传动的一种失效形式，应当避免。一种失效形式，应当避免。5 5 普通普通V V带传动的设计计算

12、带传动的设计计算一、一、V V带的规格带的规格二、单根普通二、单根普通V V带的许用功率带的许用功率三、普通三、普通V V带的型号和根数的确定带的型号和根数的确定四、主要参数的选择四、主要参数的选择一、一、V V带的规格带的规格1.1.结构：结构：伸张层(顶胶)、强力层(抗拉体)、压缩层(底胶)、包布层V带类型：普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、汽车V带等2.2.有关有关V V带的几个基本概念带的几个基本概念 节面：V带受弯曲时，在带中既不伸长又不缩短的那一层。 节宽bd:节面宽度 V带轮基准直径d:与V带的节面宽度bd 相对应的带轮直径。 V带基准长度Ld: V带在规定的张紧力作用下，位

13、于带轮基准直径上的周线长度， 公称长度截面型号：截面型号：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E 截面尺寸见课本表截面尺寸见课本表9-39-3带的，带：楔角普通VbhVd7 . 040. 3的场合而又要求传动装置紧凑适用于传递动力大带，承载能力提高，的，带：楔角窄VbhVd9 . 040二、单根普通二、单根普通V V带的许用功率带的许用功率v失效形式：打滑、带的疲劳损坏。v设计依据：保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳寿命。1000)11 (1000)11 (110veAveFPvvff保证不打滑的条件下，单根普通V带能传递的功率为了使带具有一定的疲劳寿命，应使cbcb111

14、1max故：带传动在既不打滑又有一定寿命时，单根普通V带能传递的功率为1000)11)(10AvePvfcb。见课本表带所能传递的功率，单根纤维绳芯结构的条件下抗拉体为化学）、带长为特定长度、（即载荷平稳，包角49101PVi带的基本额定功率单根V0PAveAqvDEhVthCLPfHp)11)(7200(102109. 0130 1.1K1.33KK2999019K KPKKPPP:,L0L000，棉布或棉线胶带胶带为带的材质系数，化纤、分别查表、加以修正定条件不符时实际工作条件与上述特K三、普通三、普通V V带的型号和根数的确定带的型号和根数的确定PKPAca计算功率：传动的额定功率工作情

15、况系数，见表PKA59带型号。选择普通查图和根据VnPca79110)(000KKKPPPPPzLcaca1. 1. 型号的确定型号的确定2. 2. 根数的确定根数的确定四、主要参数的选择四、主要参数的选择1.1.带轮直径和带速带轮直径和带速大，带的寿命降低），否则，弯曲应力过（表69min1 DD)1 (1212DnnD7921要符合基准直径系列表、DDsmnDv/255100060111）小轮基准直径2）大轮基准直径3）带速2.2.中心距、带长和包角中心距、带长和包角)2)7 . 0) 1210210DDaDDa（：初定中心距02122104)()(22)2aDDDDaLVd带基准长度：初

16、定按上值查表9-2选取基准长度Ld。3)近似计算中心距：20ddLLaa考虑带传动张紧的需要，中心距变动范围为：)03. 0()015. 0(ddLaLa4)小轮包角：1203 .57180121aDD3 3初拉力初拉力初拉力不足，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。单根普通v带合宜的初拉力可按下式计算：20) 15 . 2(500qvKzvPFca4 4作用在带轮轴上的压力作用在带轮轴上的压力2sin210zFFQq-q-每米带长质量，每米带长质量，kg/mkg/m见表见表9-39-3。带传动的设计步骤带传动的设计步骤v已知条件及设计内容：已知条件及设计内容：已知

17、条件已知条件设计内容设计内容传动用途载荷性质传递的功率P 主动轮转速n1传动外廓尺寸要求 其他工况条件、原动机类型等V带的型号、长度和根数带轮材料、结构和尺寸合理的传动参数计算初拉力和压轴力7.7.计算带的根数计算带的根数 z z2.2.根据根据n n1 1、 P Pca ca 选择带的型号选择带的型号3.3.确定带轮基准直径确定带轮基准直径D D1 1、D D2 2带轮愈小，弯曲应力愈带轮愈小，弯曲应力愈大，所以大，所以D D1 1 D Dminmin D D2 2 = = i i D D1 1(1(1) )，圆整成标准值圆整成标准值具体步骤具体步骤1.1.确定计算功率确定计算功率 P Pc

18、a ca K KA AP P工况系数，工况系数，查表查表4.4.验算带速验算带速v v ( (v v5 525m/s)25m/s)N N5.5.确定中心距确定中心距 a a 及带基准长度及带基准长度L Ld d6.6.验算主动轮的包角验算主动轮的包角1 1N NN NY Y8.8.确定初拉力确定初拉力 F F0 09.9.计算轴上的压力计算轴上的压力 F FQ Q根据图根据图0012011203.57180aDD套表上基准长度套表上基准长度10.10.带轮结构设计带轮结构设计 z z 10 10 ？ 1000KKKPPPPPzLcaca 205 . 2500qvzvKPKFca2sin210z

19、FFQ6 V6 V带轮的结构带轮的结构一、一、 带轮材料带轮材料铸铁、钢、非金属材料（塑料、木材）。二、二、 带轮结构带轮结构v基本结构型式按带轮直径确定 v实心式、腹板式、轮辐式v槽角规定为32、34、36和38,具体轮槽尺寸见表。同步带传动简介同步带传动简介优点:1、传动比恒定2、结构紧凑3、带薄而轻、抗拉强度高、带速高(可达40ms）、传动功率达(可达200KW）4、效率高可达0.981 链传动的特点和应用2 链条和链轮3 链传动的运动分析和受力分析4 链传动的主要参数及其选择5 滚子链传动的计算6 链传动的润滑和布置1 链传动的特点和应用链传动的特点和应用一、组成一、组成 主动链轮、从

20、动链轮、环形链条二、工作原理二、工作原理v靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力v有中间挠性件的啮合传动三、特点三、特点v优点：优点：与带传动相比：没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，压轴力小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在高温、有油污等恶劣环境下工作。与齿轮传动相比：制造和安装要求精度低；中心距较大时传动结构简单。v缺点：缺点：瞬时链速和瞬时传动比不恒定，传动平稳性差(冲击、振动大，噪音高动载荷 不宜高速传动)。矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车。传动比i 8；中心距a 56m；传递功率P 100kW；圆周速度 15m/s；传动效率0.950.98。2 链

21、条和链轮链条和链轮一、链条一、链条v滚子链滚子链v齿形链齿形链二、链轮二、链轮一、链条一、链条 传动链可分为：滚子链、齿形链配合状况配合状况:v内链板、套筒之间过盈配合v外链板、销轴之间过盈配合v套筒与销轴、滚子与套筒之间 间隙配合，使内外链板能相对转动v链板形状的特点等强度内链板 外链板 套筒 销轴 滚子1.1.滚子链滚子链（套筒滚子链）（套筒滚子链） 结构组成结构组成: 内、外链板，套筒，销轴，滚子链条材料链条材料: 各零件由碳素钢或合金钢制成，并经热处理以提高强度和耐磨性。链条参数：链条参数：v节距p相邻两滚子中心的距离 v链条长度 以链节数表示v链节数为偶数时，刚好内、外链板相接，再用

22、开口销或弹簧锁住活动销轴；链节数为奇数时时，采用过渡链节，通常应避免采用。（用过渡链节联接）奇数（直接联接）偶数链节数 滚子链分类：滚子链分类： 单排链和多排链滚子链标准：滚子链标准： A（表9-11）、B系列2. 齿形链齿形链结构：v齿形链板用铰链联接而成。齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。特点：v优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠v适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小v缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难二、链轮二、链轮1. 标准参数标准参数的最大和最小值、齿沟角、齿沟圆弧半径齿槽的齿面圆弧半径irer2. 齿形齿形v端面齿形：三圆弧

23、一直线bcdcbaaa和、v轴面齿形：两侧圆弧状3.3.链轮主要尺寸链轮主要尺寸分度圆d：链轮上被链条节距等分的圆。zp和齿数已知节距11min1max)6 . 11 (25. 1180sinddddpzdddpddzpdfaa齿根圆直径：齿顶圆直径：分度圆直径：若选用三圆弧一直线齿形，则：)180cot54. 0(zpda链轮基本参数： 配用链条的节距p，套筒外径d1，排距pt以及齿数z。4. 链轮材料链轮材料v材料要求：保证轮齿具有足够的接触强度和耐磨性v小链轮啮合次数多，故材料好些v常用材料：低碳钢（渗碳淬火）、中碳钢（表面淬火）、铸钢、灰铸铁、夹布胶木（平稳、噪音小），合金钢等。5.

24、链轮结构链轮结构v实心式：小直径v孔板式：中等直径v组合式：大直径3 3 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析1000601000602211pnzpnzv链条线速度（链速）：1221zznni传动比：211d链轮分度圆圆周速度：由于多边形效应，瞬时链速和瞬时传动比都是变化的。分析链轮和链条的速度：分速度：沿链条前进方向的水平cos211dv 主动轮上：111min111max11180cos218020)180180zdvzdvzz时，时，的相位角（链节铰链在主动轮上 链轮每转一齿，链速就时快时慢

25、地变化一次。 1=常数时，瞬时链速和瞬时传动比作周期性变化。cos211dv 分速度：沿链条前进方向的水平sin211dv 也作周期性变化，从而使链条上下抖动。同理：同理：线方向的线速度：链条在垂直于链节中心从动轮上：从动轮上：222d链轮分度圆圆周速度：coscos2/cos21122ddd水平分速度：cos222dv coscos1221ddi瞬时传动比：二、链传动的受力分析二、链传动的受力分析ycycFFFFFFF21松边拉力：链的紧边拉力：链传递的有效拉力F119,2表心拉力链节在运动中产生的离qqvFFcc有关时的垂度系数，与下垂量为悬垂拉力：aKqgaKFFyyyy02. 0_FF

26、Q)3 . 12 . 1 (压轴力：作用在链上的力：圆周力（有效拉力）F、离心拉力Fc、悬垂拉力Fy；，垂直布置，190yKyK；，水平布置，60yK。，；，；，倾斜布置，5308 . 2602 . 175yyyKKK4 4 链传动的链传动的主要参数及其选择主要参数及其选择一、链轮齿数一、链轮齿数小链轮齿数 z1 愈多，传动愈平稳，动载荷减小。可按传动比由表9-15选取z1 。通常取 z1 17，且传动比 i 越小， z1越多。大链轮齿数 z2 i z1 ，常取 z2 120，以防止脱链。增大链轮节圆变长，条节距若链条的铰链磨损，链 dpzpd180sin链现象，越容易发生跳齿和脱，一定时， dzp。大齿轮齿数不宜过多120,2z 小链轮齿数最好选用奇数，因为链条的链节数一般 用偶数，这样可使磨损均匀。二、链的节距二、链的节距v节距 p 越大，承载能力越大。v但 p 越大，传动的多边形效应也越大，运动越不均匀，冲击越大，且结构庞大。v设计时尽可能选小节距链，高速重载时，宜选小节距多排链。三、中心距三、中心距a a和链的节数和链的节数L Lp pppa80)5030(一般用链的节数表示链条长度:pL圆整21221)2(22z