第十三章 带传动和链传动1

1、机械设计基础机械设计基础主讲：张换高第十三章第十三章 带传动和链传动带传动和链传动带传动的类型和应用带传动的类型和应用带传动的受力分析带的应力分析带传动的弹性滑动和传动比普通V带传动计算链传动类型及应用滚子链传动设计带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，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。适用于两轴中心距较大的场合。本章主要内容：本章主要内容：13-1 13-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用固联于主动轴上的带轮1(主动轮)；固联于从动轴上的带轮3(从动轮)；紧套在两轮上的传动带2。啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖

2、动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。 1带传动的组成2传 动 原 理摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和带传动）。3带传动的特点（1）适用于中心距较大的传动；（2）带可以缓冲减振；（3）过载打滑可防止损坏其它零件；（4）结构简单、成本低廉、使用维护方便。缺点：缺点：优点：优点：（1）传动的外廓尺寸较大；（2）需要张紧装置或定期张紧；（3）不能保证固定不变的传动比；（4）寿命较短（5）传动效率低。带传动的类型和应用带传动的类型和应用4带传动的类型平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。在一般机械传动中，应用

3、最广的带传动是带传动，在同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。多楔带传动兼有平带传动和带传动的优点，柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小。传动带类型传动带类型5 5传动带的类型传动带的类型带采用基准宽度制，即用带的基准线的位置带采用基准宽度制，即用带的基准线的位置和基准宽度来确定带在轮槽中的位置和轮槽的尺寸。和基准宽度来确定带在轮槽中的位置和轮槽的尺寸。传传动动带带平平 带带 带带同步带同步带普通平带普通平带片基平带片基平带普通带普通带窄带窄带齿形带齿形带宽

4、带宽带多楔带多楔带特殊截面带特殊截面带圆带圆带带传动的应用带传动的应用在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确要求的场合。通常用于传递中小功率，传递功率一般不大于50KW，目前V带应用最广，一般带速v=525m/s，传动比i 7，传动效率0.90.95。6带传动的应用汽车发动机（同步带）汽车发动机（同步带）汽车发动机（多楔带）汽车发动机（多楔带）拖拉机（拖拉机（V带）带）机器人机器人关节关节同步带同步带大理石切大理石切割机割机（平带）（平带）（1）包角 ：带与带轮接触弧所对的中心角。带传动基本参数带传动基本参数d2ADCBd11a2 较小时： sin =(d2-d1)/ 2a

5、，代入上式得： (d2-d1) / a 或或 180 (d2-d1) 57.3/ a +用于大带轮，用于小带轮（2） 带长L：L=2acos +(d1+d2)/2+(d2-d1)addddaL4)()(2221221 （3）中心距a：由上式得： 21222121)(8)(2)(281ddddLddLa 7.带传动基本参数带传动基本参数2 很小时，cos 1 22 (泰勒公式）， (d2-d1)/ 2a，代入上式得：带传动的张紧带传动的张紧8.带传动的张紧带传动的张紧 根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；张紧的目的张紧的目的 运

6、转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能运转一定时间后，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。正常工作。常见的张紧装置有常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。一、定期张紧装置一、定期张紧装置滑道式张紧装置滑道式张紧装置摆架式张紧装置摆架式张紧装置带传动的张紧带传动的张紧三、采用张紧轮张紧装置张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。 二、自动张紧装置13-213-2带传动的受力分析带传动的受力分析

7、一、受力分析设带的总长度不变，根据线弹性假设：F1F0F0F2；或：F1 F22F0；记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff，其值由带传动的功率P和带速v决定。 带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为F0。 带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。 定义由负载所决定的传动带的有效拉力为FP/v，则显然有FFf。 尚未工作状态 工作状态 紧边紧边松边松边带传动受力分析带传动受力分析在F0一定的情况下，带传动的最大有效拉力Fec有多大？由欧拉公式可知： feFF 21/1120 ffeceeFF欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，或者说是给出了一个具体的带

8、传动所能提供的最大有效拉力Fec 。预紧力F0最大有效拉力Fec 包角最大有效拉力Fec 摩擦系数 f最大有效拉力Fec 注意：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！注意：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！由欧拉公式确定，即：取绕在主动轮上的传动带为研究对象 ，总摩擦力Ff和两边拉力F1、F2对轴心的力矩代数和T=0, 可得：FFfF1F2；因此有：F1F0F2；F2F0F2；当已知带传递的载荷时，可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F0。又F1 F22F0带传动受力分析对于平带传动，对于平带传动，f 就是带与带轮间的摩擦系数，对于就是带与带轮间的摩擦系数，对于V带传动带传动,在初拉力

9、在初拉力相等的情况下，产生的法向正压力不同，因而产生的极限摩擦力也不同相等的情况下，产生的法向正压力不同，因而产生的极限摩擦力也不同，如果把摩擦力的增长看作是摩擦系数的增加，对于，如果把摩擦力的增长看作是摩擦系数的增加，对于V带传动当量摩擦带传动当量摩擦系数系数)( 2sin为为带带的的楔楔角角 fff 由欧拉公式由欧拉公式及及FF1F2 得：得：)11(11112121 ffffeFFFFeFFeeFF feFF 21/因此，在相同条件下，因此，在相同条件下，V带能够传递较大功率，或者说，传递相同功带能够传递较大功率，或者说，传递相同功率，率，V带所需初拉力较小。带所需初拉力较小。13-3

10、13-3 带的应力分析带的应力分析带传动在工作过程中带上的应力有（设带的横截面积A）：一、带传动的应力分析 拉应力：紧边拉应力1F1 /A；松边拉应力2F2 /A ； 离心应力：带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力； 弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。Fc=qv2 c=qv2/A b=2yE/dq为单位长度带的质量（为单位长度带的质量（kg/m),v为带速（为带速（m/s) y为带的中性层到最外层的垂直距离（为带的中性层到最外层的垂直距离（mm),E为带的弹性模量（为带的弹性模量（MPa）,d为带轮直径（为带轮直径（mm） 为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径

11、。槽 型ZABCSPZSPASPASPCddmin/mm 50751252006390140224带的应力分析带的应力分析一、带传动的应力分布离心拉力离心拉力c紧边拉力和松边拉力紧边拉力和松边拉力1 、 2弯曲应力弯曲应力b最大应力最大应力max发生在紧边与小带轮的接触点上。发生在紧边与小带轮的接触点上。max= 1 + b1 + c 1F1 /A2F2 /Ac=qv2/Ab=2yE/d13-4 13-4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比一、带传动的运动分析带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与

12、带轮之间的相对运动，称为弹性滑动。若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界值Fec后，则带与带轮间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。V带传动滑动率0.010.02，一般可以忽略。弹性滑动导致：从动轮的圆周速度v2主动轮的圆周速度v1，速度降低的程度可用滑动率来表示： 弹性滑动演示弹性滑动演示下一页下一页%100121 vvv 12)1(vv 或)/(100060111smndv )/(100060222smndv 其中：因此，传动比为：)1 (1221 ddnni2112)1(ddnn 带的弹性滑动带的弹性滑动当带从紧

13、边刚要绕上主动轮时，带所受的力为紧边拉力当带从紧边刚要绕上主动轮时，带所受的力为紧边拉力F F1 1，此时带的线速度，此时带的线速度v v和主和主动轮圆周速度动轮圆周速度v v1 1是相等的，随着带在主动轮上的前进，带所受拉力由紧边拉力是相等的，随着带在主动轮上的前进，带所受拉力由紧边拉力F F1 1逐渐减低到松边拉力逐渐减低到松边拉力F F2 2，带的弹性变形也就随之减小，因而带沿着带轮的运动是，带的弹性变形也就随之减小，因而带沿着带轮的运动是一面前进，一面向后收缩，所以带的速度逐渐低于主动轮圆周速度，这就说明了一面前进，一面向后收缩，所以带的速度逐渐低于主动轮圆周速度，这就说明了带在绕经主

14、动轮缘的过程中，在带与主动轮轮缘之间发生了相对滑动。带在绕经主动轮缘的过程中，在带与主动轮轮缘之间发生了相对滑动。相对滑动也发生在从动轮上，但情况相反，当带绕过从动轮时，带所受拉力由松相对滑动也发生在从动轮上，但情况相反，当带绕过从动轮时，带所受拉力由松边拉力边拉力F F2 2逐渐增大到紧边拉力逐渐增大到紧边拉力F F1 1 ，带的弹性变形随之增大，因而带沿着带轮的运，带的弹性变形随之增大，因而带沿着带轮的运动是一面前进，一面向前伸长，所以带的速度动是一面前进，一面向前伸长，所以带的速度v v逐渐高于从动轮圆周速度逐渐高于从动轮圆周速度v v2 2. .带传动的弹性滑动是带传动正常工作时的固有

15、特性。带传动的弹性滑动是带传动正常工作时的固有特性。返回返回13-513-5普通普通V V带传动的计算带传动的计算一带规格bdbh节线节线:当带受纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的当带受纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的 任一条周线称为节线。全部节线组成节面。带的节面宽度称为节宽任一条周线称为节线。全部节线组成节面。带的节面宽度称为节宽,用用bd表示。表示。楔角楔角40，相对高度，相对高度h/bd0.7的的V带为普通带为普通V带，普通带，普通V带已经标准化，分为带已经标准化，分为7种型号。（其截面尺寸和每米质量见种型号。（其截面尺寸和每米质量见P201表表13-1）Y Z A B C D E带

16、的截面尺寸带的截面尺寸小小大大带轮基准直径带轮基准直径:在在V带轮上与带轮上与V带节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径带节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径,用用d表示。表示。带的基准长度：带的基准长度：V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度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。用称为基准长度。用Ld 表示（表示（P202表表13-2）包布包布顶胶顶胶抗拉体抗拉体底胶底胶普通普通V V带传动的计算带传动的计算二带传动的设计准则带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。三单根V带的许用功率带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转速、包角

17、和载荷特性等因素。带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。为了保证带传动不出现打滑，可得单根普通为了保证带传动不出现打滑，可得单根普通V带能够传递的功率为：带能够传递的功率为：1000)11(1000)11(110veAveFPff 1000)11)(011maxAvePfcbcbcb 普通普通V V带传动的计算带传动的计算单根V带的许用功率单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。(表13-3)实验条件：传动比i=1、包角180、特定长度Ld、平稳的工作载荷。（P0）带传动的实际工作条件往往实验条件不同，因此应对实

18、验得出的带传动的实际工作条件往往实验条件不同，因此应对实验得出的P0进行修正。进行修正。修正后即得实际工作条件下，单根普通修正后即得实际工作条件下，单根普通v带所能传递的功率，称为带所能传递的功率，称为许用功率。许用功率。LKKPPP )(000 式中：P0 功率增量，是考虑传动比i1时，大带轮上的弯曲应力较小，因此在寿命相同的情况下，则增大传递的功率。（见P204表13-4）K 包角修正系数，考虑1 180时传动性能的降低 (K 1) (见表13-5)KL 带长修正系数，考虑带长不为实验长度时对传动能力的影响（表13-2）V V带传动设计计算带传动设计计算四带传动的设计步骤设计的原始数据为：

19、功率P，转速n1、n2（或传动比i），传动位置要求及工作条件等。设计内容：确定带的类型和截型、长度L、根数Z、传动中心距a、带轮基准直径及其它结构尺寸等。传动的额定功率P,计算功率Pc=KAP。KA为工作情况系数（查表13-6），然后用Pc和小带轮转速n1通过图13-15（P205）查带的型号。例1：已知:带式运输机的普通V带传动，电动机输出功率P7.5KW，小带轮安装在电动机轴上，转速n1 1440r/min，传动比i=2.5，三班制工作，求V带传动（本步只选带的类型）1. 1. 选取选取V V带的型号带的型号解：查表解：查表13-6，可得，可得KA1.3，因此，因此Pc=KAP1.37.5

20、9.75KW，查图查图13-15，可得应采用，可得应采用A型或型或B型带。型带。V V带传动设计计算带传动设计计算2. 确定带轮基准直径确定带轮基准直径d1、d2为使带传动尺寸紧凑，应将小带轮基准直径取得小些。但同时为了避免带所受弯曲应力过大而导致带的寿命降低，应对小带轮的最小基准直径进行限制，小带轮的基准直径应大于或等于所选带型号的许用最小直径dmin， 即d1 dmin ，（ dmin查表13-7）然后按照V带轮的基准直径系列（表13-7的注）选取小带轮基准直径。然后计算大带轮直径。大带轮直径计算出来后，应按照带轮的基准直径系列进行圆整。)1()1(12121221 dnndddnni带速

21、越高，离心拉应力越大，带的疲劳寿命越低；带速过低，带传递的功率一定时有效拉力F增大。一般应使v在525m/s范围内。3. 验算带速验算带速v v10006011 ndv V V带传动设计计算带传动设计计算4 4确定中心距确定中心距a a和带的基准长度和带的基准长度L Ld dv当d1、d2一定时，中心距a，小带轮包角 1， Ld ，带的工作能力，系统尺寸，当a过大时，在高速传动时易引起带的颤动；v当d1、d2一定时，中心距a，小带轮包角 1 ， Ld ，应力循环次数，带的寿命。一般设计V带传动时，推荐采用下式初选中心距a0。即0.7（ d1 d2 ） a0 2（ d1 d2 ）然后按照下式初定

22、V带的基准长度L0：021221004)()(22addddaL 查表13-2选取接近的基准长度Ld，再按下式近似计算所需中心距。aa0+(LdL0）2考虑带传动的安装、调整和V带张紧的需要，应给中心距留有调整余量，其变动范围为：（a0.015 Ld ）（a+0.03 Ld)V V带传动设计计算带传动设计计算5 5验算小带轮上的包角验算小带轮上的包角1 1主动带轮上的包角1应满足: 1203 .57180121add 初拉力是带传动正常工作的必要条件，初拉力不足，带容易打滑；初拉力过大，降低带的寿命，也增大轴和轴承的负担。单根普通V带合宜的初拉力可按下式计算：6 6计算计算V V带根数带根数z

23、 zLccKKPPPPPz )(000 V带根数z必须为整数，为了使每根V带受力均匀，通常z10。7 7计算初拉力计算初拉力F F0 02015 . 2500qvKzvPFc NV V带传动设计计算带传动设计计算8 8计算作用在轴上的载荷计算作用在轴上的载荷F FQ Q为了设计支承带轮的轴和轴承，需要确定带传动作用在轴上的载荷FQ ， FQ一般用下式作近似计算2sin210 zFFQ 总的计算步骤总的计算步骤8 8计算作用在轴上的载荷计算作用在轴上的载荷F FQ Q5 5验算小带轮上的包角验算小带轮上的包角1 16 6计算计算V V带根数带根数z z (P(P0 0表表13-3,P13-3,P

24、表表13-413-4，K K表表13-5,)13-5,)，K KL L表表13-2,)13-2,)7 7计算初拉力计算初拉力F F0 04 4确定中心距确定中心距a a和带的基准长度和带的基准长度L Ld d ( (表表13-2)13-2)2. 2. 确定带轮基准直径确定带轮基准直径d d1 1、d d2 2( (表表13-7)13-7)3. 3. 验算带速验算带速v v1. 1. 选取选取V V带的型号带的型号( (小带轮转速和功率小带轮转速和功率, ,图图13-15)13-15)V V带传动设计举例带传动设计举例例1：已知:带式运输机的普通V带传动，电动机输出功率P=7.5KW，小带轮安装

25、在电动机轴上，转速n1 =1440r/min，传动比i=2.5，三班制工作，求V带传动解解: (: (1)1)选取选取V V带的型号带的型号查表查表13-6，可得，可得KA1.3，因此，因此Pc=KAP1.37.59.75KW，查图查图13-15，可得应采用，可得应采用A型或型或B型带。选择型带。选择A型带。型带。（2 2）确定带轮基准直径）确定带轮基准直径d d1 1、d d2 2查图查图13-15和表和表13-7注，取注，取d d1 1 140mm计算和设计步骤计算和设计步骤设计结果设计结果选择选择A型带。型带。Pc= 9.75KWKA1.3d d1 1 140mmmmdnnd343)02

26、. 01(1405 . 2)1(1212 查表查表13-7注，取注，取d d2 2 355mm,大带轮转速误差大带轮转速误差3.85，在误差允许范围内。在误差允许范围内。（3 3）验算带速）验算带速smsmndv/25/6 .10100060144014010006011 d d2 2 355mmv v10.6m/sV V带传动设计举例带传动设计举例初取中心距：初取中心距：a0=1.5(d1+d2)=1.5(140+355)=742.5mm取取a0=750mm。符合。符合0.7（d1 d2） a0 2（d1 d2）条件）条件带长：带长：计算和设计步骤计算和设计步骤设计结果设计结果Ld2240m

27、ma724mm查表查表13-2，选用取，选用取L Ld d 2240mm，实际中心距：，实际中心距：aa0+(LdL0)2750(2240-2292)2=724mm(4)(4)确定中心距确定中心距a a和带的基准长度和带的基准长度L Ld dmmaddddaL22927504)140355()355140(275024)()(22202122100 (5)(5)验算小带轮上的包角验算小带轮上的包角1 1 1201633.577241403551803.57180121add 1163V V带传动设计举例带传动设计举例计算和设计步骤计算和设计步骤设计结果设计结果F0= 195.68N(6)(6)

28、计算计算V V带根数带根数z zLccKKPPPPPz )(000 由由n1=1440r/min，d1=140mm,查表查表13-3得：得： P02.28KW由传动比由传动比i=2.5,查表查表13-4得：得： P00.17KW 由由1163查表查表13-5得得 K0.96；查表；查表13-2得得KL1.069 . 306. 196. 0)17. 028. 2(75. 90 PPzc取取z 4z 4（7 7）计算初拉力）计算初拉力F F0 0NqvKzvPFc68.1956 .101 . 0196. 05 . 26 .10475. 950015 . 2500220 查表查表13-113-1得得

29、q 0.1kg/m，因此单根，因此单根V带的初拉力为：带的初拉力为：V V带传动设计举例带传动设计举例计算和设计步骤计算和设计步骤设计结果设计结果FQ= 1548N(8)(8)计算作用在轴上的载荷计算作用在轴上的载荷F FQ QNzFFQ15482163sin68.195422sin210 (9)(9)带轮结构设计（略）带轮结构设计（略）13-6带轮结构设计带轮结构设计1V带轮设计的要求结构工艺性好、无过大的铸造内应力、质量分布均匀。轮槽工作面要精细加工，以减少带的磨损。各轮槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使带的载荷分布较为均匀。 2带轮的材料通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT150和HT2

30、00。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。 V带轮的典型结构有：实心式、 腹板式、 孔板式和 轮辐式。 3结构与尺寸带轮的结构设计，主要是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。（详细介绍）13-8链传动特点和应用传动的计算链传动特点和应用传动的计算链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。 与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低速情况下工作。 与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。 链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比，传动平稳性差，

31、工作中有一定冲击和噪声。 链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其它不宜采用齿轮传动的场合。13-9链条和链轮链条和链轮传动链是链传动中的主要元件，传动链有滚子链和齿形链等类型。 滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成。 内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接； 滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。一、滚子链一、滚子链套筒销轴外链板内链板滚子节矩节矩p链的结构特点链的结构特点链条的接头处的固定形式有：用开口销固定，多用于大节距链弹簧卡片固

32、定，多用于小节距链设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。滚子链的规格和主要参数滚子链分为滚子链分为A、B两个系列，常用两个系列，常用A系列系列牌号表示：牌号表示：链号链号排数排数整链链节数整链链节数标准编号标准编号如：如：08A188 GB1243.1-83dgdkdfdadgd链轮的参数和齿形链轮的参数和齿形二、链轮二、链轮链轮是链传动的主要零件，其齿形已经标准化。链轮设计的主要内容是：链轮的基本参数： 配用链条的节距 p、滚子的最大外径 d1、排距 pt、齿数z。 确定链轮的结构和尺寸； 选择链轮的材料和热处理方式；链轮尺寸计算公式：分度圆

33、直径：齿顶圆直径：齿根圆直径：)/180sin(zpd 1max25. 1dpdda 1min)/6 . 11(dpzdda )(11为滚子直径为滚子直径ddddf )/18054. 0(zctgpd 对于三圆弧一直线齿形链轮参数和齿形链轮参数和齿形链轮较常用的齿形是一种三圆弧一直线的齿形（如左图所示）。图中，齿廓上的a-a、a-b、c-d线段为三段圆弧，半径依次为 r1、r2和 r3；b-c线段为直线段。 abcdarrr213zo2o1o3180三、链轮的结构和材料三、链轮的结构和材料 小直径的链轮可制成整体式； 中等尺寸的链轮可制成孔板式； 大直径的链轮可制成组装式。 链轮的轴向齿廓及尺

34、寸应符合国标GB1244-85的规定。 链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。常用材料有碳素钢（Q235、Q275、45、ZG310-570）、灰铸铁（HT200）,重要链轮也可采用合金钢。整体式链轮整体式链轮 孔板式链轮孔板式链轮组合式链轮组合式链轮13-10 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、链传动的速度分析一、链传动的速度分析在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距 p。链的平均速度为：1000601000602211 pnzpnzv链传动的平均传

35、动比为：1221zznni 链条铰链A点的前进分速度 cos211dv 上下运动分速度 sin211dv d2d2/2vBO2d1vd1/2AO1v13-10 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、链传动的速度一、链传动的速度 分析分析在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距 p。链的平均速度为：1000601000602211 pnzpnzv链传动的平均传动比为：1221zznni 链条铰链A点的前进分速度cos11Rvx上下运动分速度sin11Rvy动画演示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二、链传动的运动不均匀

36、性二、链传动的运动不均匀性由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形效应多边形效应。因为从动链轮的角速度为： coscoscos221122dddv 所以链传动瞬时传动比为： coscos1221ddi 变化范围：变化范围： （180z1）0 （180z1）变化范围：变化范围： （180z2）0 （18

37、0z2）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三、链传动的动载荷三、链传动的动载荷链传动中的多边形效应造成链条和链轮都是周期性的变速运动，从而引起动载荷。链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷。链节距越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。链条前进的加速度引起的动载荷为：c1dmaF从动链轮的角加速度引起的动载荷为：tRJFdd222d当链节啮上链轮轮齿的瞬间，作直线运动的链节铰链和以角速度作圆周运动的链轮轮齿，将以一定的相对速度突然相互啮合，从而使链条和链轮受到冲击，并产生附加动载荷。链传动的运动分析和受力分析链

38、传动的运动分析和受力分析四、链传动的受力分析四、链传动的受力分析链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目的主要是链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力，张紧的目的主要是使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链使松边不致过松，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象。现象。 链的紧边拉力为： yc1FFFF 链的松边拉力为： yc2FFF 其中：F为有效圆周力：vPF1000 Fc为离心力引起的拉力：2cqvF 在上述各式中，P 为传递的功率（kW)；v为链速(m/s)；q为单位长度链条的质量(kg/m)。Fy为悬垂拉力，与链条松边的垂度和传动的布置方

39、式有关。链作用在轴上的压力FQ：FF)3 . 12 . 1(Q qgaKFy yKy为垂度系数（为垂度系数（值见值见P216），），a为中心距，为中心距，q每米链质量，每米链质量，g为重力加速度为重力加速度13-11、 12 滚子链传动的计算及主要参数的选择滚子链传动的计算及主要参数的选择一、失效形式和额定功率一、失效形式和额定功率q链板的疲劳破坏。（正常润滑条件下主要失效形式）q滚子套筒的冲击疲劳破坏（中、高速闭式链传动）q销轴与套筒的胶合（润滑不当或速度过高时）q链条铰链的磨损（开式传动）q过载折断（低速重载或严重过载）1.主要失效形式主要失效形式滚子链传动的计算及主要参数的选择滚子链传动

40、的计算及主要参数的选择2.失效形式和额定功率失效形式和额定功率上图示为润滑良好的单排链的极限功率曲线图。由图可见，在中等速度的链传动中，链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度；随着链轮转速的增高，链传动的多边形效应增大，传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度，转速越高，传动能力就越低，并会出现铰链胶合现象，使链条迅速失效。0由链板疲劳强度限定由滚子、套筒冲击疲劳强度限定由销轴和套筒胶合限定额定功率P0/kW小链轮转速n1 /(r/min)额定功率曲线 常用区域图中阴影部分为实际使用区域，红线表示的是工况恶劣或润滑不良时，图中阴影部分为实际使用区域，红线表示的是工况恶劣或润滑不良时，磨损将

41、很严重，其极限功率大幅降低。磨损将很严重，其极限功率大幅降低。滚子链传动的计算及主要参数的选择滚子链传动的计算及主要参数的选择二、滚子链传动的参数选择与计算二、滚子链传动的参数选择与计算1链轮齿数通常限制链传动的传动比i6，推荐的传动比i23.5。 选择小链轮齿数Z1 计算大链轮齿数Z2=iZ1。小链轮齿数Z1过少运动不平稳严重。小链轮齿数Z1过大增大了传动的尺寸和质量 。2确定计算功率 计算功率Pc是根据传递的额定功率P，并考虑工作情况来确定的。PKPAc KA为链传动的工作情况系数（见表13-13）。为了防止磨损后脱链，一般大链轮齿数Z21201180sinzPd 滚子链传动的计算及主要参

42、数的选择滚子链传动的计算及主要参数的选择考虑到链传动的实际工作条件与标准实验条件的不同，引入修正系数，链所需传递的功率按下式确定： mLzA0KKKPKP 式中：Kz为小链轮齿数系数；KL为链长系数；Km为多排链系数；链条节距 p可根据功率P0和小链轮转速 n1由额定功率曲线选取。见见表表13-11见见表表13-123链的节距 链的节距越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，振动冲击和噪声也越严重。设计一般尽量选取小节距的链。 滚子链传动的计算及主要参数的选择滚子链传动的计算及主要参数的选择链条的长度以链节数Lp来表示，链节数为：21221p)2(22 zzapzzpaL 计算出的L

43、p应圆整为整数，最好取为偶数，链传动的中心距为： 21222121p)2(8)2()2(4 zzzzLzzLpap5小链轮毂孔最大直径根据小链轮的节距和齿数确定链轮毂孔的最大直径dkmax，若dkmax小于安装链轮处的轴径，则应重新选择链传动的参数。6低速链传动的静力强度计算对于链速v0.6m/s的低速链传动，因抗拉静力强度不够而破坏的可能性很大，故应进行抗拉静力强度计算。详细说明详细说明4链传动的中心距和链节数链传动的中心距过大易引起链条的抖动，过小则减小小链轮的包角，都会造成不利影响。设计时一般取中心距a=(3050)p，最大取amax=80p。滚子链传动的计算及主要参数的选择滚子链传动的计算及主要参数的选择1初估链速，初取小链轮齿数，计算大链轮齿数（表13-10）2初取中心距a0，计算链节数，取偶3取KA（表13-13），计算功率Pc4估计链传动的失效形式，取KZ、KL、Km计算P0，5由图13-33取链的型号6计算实际中心距a7验算链速8选择润滑方式9计算工作拉力和轴上的载荷10链轮结构设计三、滚子链传动的计算步骤三、滚子链传动的计算步骤13-13 链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置一、链传动的布置一、链传动的布置链传动一般应布置在铅垂面内，尽可能避免布置在水平或倾斜平面内。链传动的紧边在上方或在下方都可以，但