第五章 带传动和链传动

1、第五章 带传动与链传动带传动的组成一、摩擦型带传动的工作原理5.1 带传动概述二、 带传动的类型和特点根据带的形状可分为：平带：弯曲应力小、接头连接V带：摩擦力大、无接头（中心距不能调时用接头v带）圆形带：制造简单、功率小 多楔带：平带与V带组合同步带：张紧力小、i 准确、效率高、成本高4 结构简单，制造、安装和维护都较方便5 由于有弹性滑动的存在，故不能保证固定的传动比（同步带无此特点）6 结构尺寸较大，效率较低（0.90.95)，寿命较短7 由于需要施加张紧力，所以会产生较大的压轴力，使轴和轴承受力较大（同步带较小）三、 带传动的特点：1 传动带具有挠性和弹性，可吸收振动及缓和冲击，使传动

2、平稳噪音小2 当过载时,传动带与带轮之间可发生相对滑动而不损伤其它零件,起保护作用（同步带无此特点）3 适合于主、从动轴间中心距较大的传动小带轮上的包角为：四、几何尺寸3 .57180121adddd3. 带的基准长度Ld: 在规定的张紧力下，带的中性层的长度addddaLddddd4)()(22212121. 中心距 a2. 包角：带与带轮接触弧所对的圆心角称为包角4. 中心距a（已知 Ld 时）的计算8)(8)(2)(221222121ddddddddddddLddLa五、 带的张紧用张紧轮张紧张紧轮放在内侧，应靠近大带轮一端；以免1减小过多。张紧轮放在外侧，应靠近小带轮一端，以增大1。张

3、紧轮放在松边。紧边拉力：F1松边拉力：F2有效拉力（圆周力）：F=F1 F2 （1）5.2 带传动的力分析、应力分析及弹性滑动5.2.1 带传动的力分析初拉力F0空载时带拉力图加载时带拉力图0122FFF1000FP (2)在初拉力一定的情况下,带与带轮之间的摩擦力有一极限值带所传递的功率：打滑：带传动所需要的有效拉力超过带与带轮接触弧上极限摩擦力时，带与带轮将发生显著的滑动，这种现象称为打滑。 设计带传动时应避免打滑带为弹性体，总长不变，则紧边拉力的增加等于松边拉力的减少，即1002FFFF受力分析如图2cos2cos)(2sin)(2sindFddFFfdNddFFdFdNF1、F2的关系

4、:现以平带为例讨论：当摩擦系数为f 、包角为 时，带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态下F1、F2的关系12cos,22sinddd再略去2.ddFfdFdF因 很小，可取ddFfdNFdadN得由以上两式得：120FFdFfdaFfFF21lnfeFF21故松边与紧边拉力之比为：柔性体摩擦的欧拉公式 为带轮的包角，rad联立公式（1）（2）（3）（3）F=F1 F2 （1）)(21210FFF(2)feFF21（3）1121110max21fffffeeFFeFFeeFF增大包角和增大摩擦系数都可提高带传动的有效拉力（即提高所能传递的圆周力）F0 , F ,带中 ，带寿命5.2.2 带传动

5、的应力分析1 由紧边和 松边拉力产生的拉应力紧边拉应力AF11AF22松边拉应力MPaMPa式中A为带的横截面积加载时带拉力图AqAFcc2离心拉应力为：3 弯曲应力dbdEY2MPa2 离心力产生的拉应力Y -带的中性层到最外层的垂直距离，E-带的弹性模量。dd-带轮的基准直径。q 为带单位长度的质量 最大应力发生在：紧边进入小带轮处cb11max带的应力分布：5.2.3 带传动的失效形式及设计准则带传动的失效形式是：打滑和疲劳破坏打滑和疲劳破坏带传动的设计准则：在保证带传动不打滑的情况下，带具有一定的疲劳强度和使用寿命。5.2.4 弹性滑动和传动比打滑与弹性滑动的区别：由于带的弹性变形而引

6、起的带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动打滑造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定状态带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始的打滑是由于过载引起的，避免过载就可以避免打滑。弹性滑动使带的速度落后于主动轮的速度，快于从动轮的速度。弹性滑动会引起下列后果：（1）从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度（2）损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高；并引起传动带磨损设dd1、dd2为主、从动轮的直径，mm；n1、n2为主、从动轮的转速，r/min,则两轮的圆周速度为100060111nddm/s100060222nddm/s弹性滑动是带传动 中不可避免的现象，是带传

7、动正常工作时固有的特性通常)%21 (滑动率：由于弹性滑动引起从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度，其相对降低率通常称为带传动的滑动系数或滑动率112211121ndndndddd)1 (1221ddddnni带传动的传动比从动轮的转速2112)1 (ddddnn5.3 V带传动的设计计算V带又分为普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、联组V带等，其中普通V带应用最广5.3.1 V带的标准一、 V带的型式V带的型式二、 V带的结构和规格普通V带分为Y、Z、A、B、C、D、E 七种型号V带的结构包括：包布层、顶胶、底胶和抗拉体型 号YZABCDE顶宽b6101317223238节宽bd5.38.51

8、114192732高度h4.06.08.011141925楔角40每米质量q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.60.87表5.1 普通V带的截面尺寸带轮的基准直径d d：在V带轮上，与所配用V带的节面宽度bp相对应的带轮直径称为基准直径d d 节面：带纵向弯曲时，带中保持长度不变的中性层所构成的面。节宽b p ：节面的宽度。带的基准长度Ld： 在规定的张紧力下，V带中中性层的长度称为带的基准长度Ld（公称长度）V带轮的基准槽宽bd：与所配用V带的节面宽度bp相等处的槽宽1000)11 (1000)11 (1111ffeAeFP三、单根普通V带的许用功率为保证单根带传动不

9、出现打滑，单根普通V带能传递的功率)11 (121feFFFF有效拉力1 bc式中 为带的许用应力11maxcb为使带具有一定的疲劳寿命，应使带传动在既不打滑又具有一定的疲劳寿命时，单根普通V带能传递的功率1000)11)(110AePfcbKW通过计算和实验，得到特定条件下单根普通V带能传递的功率，即单根普通V带的基本额定功率P0型号小带轮基准直径ddmin/小带轮转速n1/ (r/min)200400800950120014501600180020002400280032003600400050006000Z5056637180900.040.040.050.060.100.100.060

10、.060.080.090.140.140.100.120.150.200.220.240.120.140.180.230.260.280.140.170.220.270.300.330.160.190.250.300.350.360.170.200.270.330.390.400.190.230.300.360.420.440.200.250.320.390.440.480.220.300.370.460.500.540.260.330.410.500.560.600.280.350.450.540.610.640.300.370.470.580.640.680.320.390.490.610

11、.670.720.340.410.500.620.660.730.310.400.480.560.610.56A75901001121251401601800.150.220.260.310.370.430.510.590.260.390.470.560.670.780.941.090.450.680.831.001.191.411.691.970.510.770.951.151.371.621.952.270.600.931.141.391.661.962.362.740.681.071.321.611.922.282.733.160.731.151.421.742.072.452.543.

12、400.791.251.581.892.262.662.983.670.841.341.662.042.442.873.423.930.921.51.872.302.743.223.804.321.001.642.052.512.983.484.064.541.041.752.192.683.153.654.194.581.081.832.282.783.263.724.174.401.091.872.342.833.283.673.984.001.021.822.252.642.912.992.671.810.801.501.801.961.871.37B125140160180200224

13、2502800.480.590.740.881.021.191.371.580.841.051.321.591.852.172.502.891.441.822.322.813.303.864.465.131.642.082.663.223.774.425.105.851.932.473.173.854.505.266.046.902.192.823.624.395.135.976.827.762.333.003.864.685.466.337.208.132.503.234.155.025.836.737.638.462.643.424.405.306.137.027.878.602.853.

14、704.755.676.477.257.898.222.963.854.895.766.436.957.146.802.943.834.805.525.956.055.604.262.803.634.464.924.984.475.122.513.243.823.923.472.141.091.290.81C2002242502803153554004501.391.702.032.422.843.363.914.512.412.993.624.325.146.057.068.204.075.126.237.528.9210.4612.1013.804.585.787.048.4910.051

15、1.7313.4815.235.296.718.219.8111.5313.3115.0416.595.847.459.0810.7212.4614.1215.5316.476.077.759.3811.0612.7214.1915.2415.576.288.009.6311.2212.6713.7314.0813.296.348.069.6211.0412.1412.5911.959.646.027.578.759.509.437.984.345.016.086.566.134.163.233.572.93表5.4 单根普通V带的基本额定功率Po（包角=,特定基准长度,载荷平稳时）Kw 5.

16、3.2 普通V带传动设计1设计原始参数及内容设计内容包括：选择带的型号、长度、计算带的根数、传动中心距、带轮直径、结构尺寸、初拉力及压轴力等。V带设计的原始参数为：传动用途和工作条件；传动的功率P；主动轮、从动轮的转速n1 和n2 或传动比i，对传动位置和外部尺寸要求等pkpAcP传递的额定功率 KA工作情况系数 2 设计方法及步骤（1） 确定计算功率载荷性质工 作 机原 动 机电动机（交流启动、直流并励、三角启动），四缸以上内燃机电动机（联机交流启动、直流复励或串励），四缸以下的内燃机每天工作小时数/h1616载 荷 变动很小液体搅拌机、鼓风机、通风机（7.5kW）、离心式水泵和压缩机、轻负

17、荷输送机1.01.11.21.11.21.3载 荷 变动小带式运输机、通风机（7.5kW）、旋转式水泵和压缩机（非离心式）、发电机等1.11.21.31.21.31.4载 荷 变动较大斗式提升机、压缩机、往复式水泵、起重机、冲剪机床、重载运输机、纺织机、振动筛1.21.31.41.41.51.6载 荷 变动很大破碎机（旋转式、颚式等）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8表5.2 工作情况系数 （2） 选择带的型号依据计算功率Pc和小带轮转速n1选择带的型号（3） 确定带轮的基准直径dd1和dd2和验算带速普通V带轮最小基准直径dd1 d d min 且符合下列带轮基

18、准直径系列值20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、56、63、71、75、80、85、90、95、100、106、112、118、125、132、140、150、160、170、180、200、212、224、236、250、265、280、300、315、355、375、400、425、450、475、500、530、560、670、710、750、800、900、1000V带带轮基准直径的系列 （mm ）：)1 (1212dddnnd大轮的基准直径dd2应符合带轮基准直径系列（圆整不超过5%）要求传动比精确时，dd2 按传动比的精确程度圆整验算带的速度10006

19、011ndd m/s一般应使 在525m/s的范围 ，圆周力，z ，圆周力， z ，带中应力循环次数，寿命， 且离心力，摩擦力若 不满足，可调整带轮直径使其满足)(2)(7 . 021021ddddddadd 2）计算带长Ld02122104)()(22addddaLddddd 3）查Ld (p100表5.3) 4）计算实际中心距20ddLLaa（5） 计算小轮包角13 .57180121adddd一般应使 否则可加大中心距或增设张紧轮 1201（4） 确定中心距、带长1）初选a0minmax0.0150.03ddaaLaaL（6） 确定v带的根数zLcKKPPPz)(00Z取整数，为了使每根

20、V带受力均匀，V带根数不宜太多，通常z10Pc：计算功率P0: 特定条件下，单根V带的基本额定功率 P0: 功率增量。 i 1时，大带轮弯曲应力小而导致的P0 的增量K :包角系数K L : 长度系数（8） 计算作用在轴上的力Q2sin22cos2100zFzFFQ20) 15 . 2(500qKzPFc（7） 确定张紧力（初拉力）F0（单根V带）（9）V带轮的设计带轮的设计，内容包括 选择带轮材料带轮的材料:主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200；转速较高时宜采用铸钢；小功率时可用铸铝和塑料或木材 根据带轮基准直径的大小选择结构形式带轮的结构：实心式：带轮的基准直径 dd 40

21、0mm时采用。 根据带的类型确定轮缘尺寸（表5.7） 根据经验公式计算其他结构尺寸。书中图下面有相应的经验公式基准长度Ld/KL基准长度Ld/KLYZABCZ A BC2002242502803153554004505005606307108009001000112012501400160018000.810.820.840.870.890.920.961.001.02 0.790.800.810.820.840.860.900.920.940.950.981.011.041.06 0.810.830.850.870.890.910.930.960.991.01 0.820.840.860.8

22、80.900.920.95 0.830.86200022402500280031503550400045005000560063007100800090001000011200125001400016000 1.081.101.30 1.031.061.091.111.131.171.19 0.981.001.031.051.071.091.131.151.18 0.880.910.930.950.970.991.021.041.071.091.121.151.181.211.23基准长度Ld/KL基准长度Ld/KLZ A BC200224250280315355400450500560630

23、7108009001000112012501400160018000.810.820.840.870.890.920.961.001.02 0.790.800.810.820.840.860.900.920.940.950.981.011.041.06 0.810.830.850.870.890.910.930.960.991.01 0.820.840.860.880.900.920.95 0.830.86200022402500280031503550400045005000560063007100800090001000011200125001400016000 1.081.101.30

24、1.031.061.091.111.131.171.19 0.981.001.031.051.071.091.131.151.18 0.880.910.930.950.970.991.021.041.071.091.121.151.181.211.23包角180175170165160155150145140135130125120K1.00.990.980.960.950.930.920.910.890.880.860.840.82带 型小带轮转速n1r/min传 动 比 i1.001.011.021.041.051.081.091.121.131.181.191.241.251.341.3

25、51.511.521.992.0Z型4007308009801200146028000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.010.000.000.000.000.010.010.020.000.000.000.010.010.010.020.000.000.010.010.010.010.030.000.000.010.010.010.020.030.000.010.010.010.020.020.030.000.010.010.020.020.020.040.010.010.020.020.020.020.040.010.020.020.020.030.030.04A型4007308009801200146028000.000.000.000.000.000.000.000.010.010.010.010.020.020.040.010.