第二十一章 带传动链传动

1、 第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery FoundationMachinery Foundation 第第21章章 带传动链传动带传动链传动目目 录录Machinery Foundation21.1 带传动类型、结构和特点带传动类型、结构和特点Machinery Foundation第第21章章 带传动链传动带传动链传动 带传动是依靠带与带轮外缘面之间的摩擦。Machinery Foundation 摩擦式带传动（如下图a） 啮合式带传动（如下图b）第第21章章 带传动链传动带传动链传动一、一、带传动的组成及工作原理带传动是由主动带轮、从动带轮和传动带所组成；Machine

2、ry Foundation 摩擦式带传动 啮合式带传动第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 平带（如下图a）：横截面形状为矩形 V带 （如下图b）：横截面形状为等腰梯形 圆形带（如下图c）：横截面形状为圆形 多楔带（如下图d） 同步带（如下图e）：纵截面形状为锯齿形1、摩擦式带传动的类型、摩擦式带传动的类型二、摩擦式二、摩擦式带传动的类型、特点第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundationa) )平带平带 b) V) V带带 c) )圆形带圆形带 d) )多楔带多楔带 e) )同步带同步带图图 带的截面形状带的截面形状第

3、第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 由于带具有弹性和挠性，能起到缓冲和减振的作用，动平稳，噪声小。 可用与远距离（两轴中心距较大）的场传动。 能起到过载保护的作用。 效率较低，平均效率为0.94-0.97。 带靠摩擦传动，摩擦容易起电。 对于传动比要求严格的场合，不能采用带传动2、摩擦式带传动的特点、摩擦式带传动的特点第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation同步带是横截面为矩形或近似为矩形、内表面具有等距横向齿的环形传动带。 它与同步带轮组成啮合传动，其同步运动和动力是通过带齿与轮齿相啮合传递的，具有传动比恒定、传

4、动功率较大、传动效率高、允许的线速度高等优点，故应用日益广泛。目前已广泛应用于计算机、数控机床及纺织机械等传动装置中。其主要缺点是制造和安装精度要求高，中心距要求严格。三、同步三、同步带简介第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation带传动用于传递中、小功率。在多级传动系统中，常用于高速级。带传动不宜用于易燃易爆等危险场合。应用最广的V带适宜的带速v=5-15m/s带传动的传动比i7，传动效率0.940.97。四、四、带传动的应用第第21章章 带传动链传动带传动链传动21.2 带传动的安装、张紧、使用和维护带传动的安装、张紧、使用和维护Machinery Fo

5、undation第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation一、带传动的安装一、带传动的安装平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持在规定的平行度以内。各轮宽的中心线、V带轮的对应轮槽中心线，平带轮面凸弧的中心线均应共面，且与轴线垂直，否则会加速带的磨损，降低带的寿命，如图所示。 带轮的安装带轮的安装 图图 两带轮的相应位置两带轮的相应位置第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 传动传动带的安装带的安装 通常应通过调整各轮的中心距来安装带和张紧；通常应通过调整各轮的中心距来安装带和张紧； 在带轮轴间距不可调而又无张紧轮的场合下

6、，安装聚酰胺在带轮轴间距不可调而又无张紧轮的场合下，安装聚酰胺片基平带时，应在带轮边缘垫布以防刮破传动带，并应边转片基平带时，应在带轮边缘垫布以防刮破传动带，并应边转动带轮边套袋；动带轮边套袋； 安装安装V带时，应按规定的初拉力张紧；带时，应按规定的初拉力张紧； 同组使用的同组使用的V V带型号应相同、长度相同，不同厂家生产的带型号应相同、长度相同，不同厂家生产的V带不能同时使用。带不能同时使用。第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation二、带传动的张紧二、带传动的张紧常用的张紧分为定期张紧定期张紧和自动张紧。张紧。 定期张紧：定期张紧：为中心距可调的定期张

7、紧形式。将为中心距可调的定期张紧形式。将装有带轮的电动机安装在滑道上，如图装有带轮的电动机安装在滑道上，如图a所示，或所示，或安装在摆动底座上如图安装在摆动底座上如图b所示。所示。 自动张紧：自动张紧：当中心距不能调整时，采用如图当中心距不能调整时，采用如图c所所示的张紧轮装置机构进行调整。示的张紧轮装置机构进行调整。第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 图图 带传动的张紧装置带传动的张紧装置 a) )滑道式滑道式 b) )摆架式摆架式第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 图图 带传动的张紧装置带传动的张紧装置

8、c) )张紧轮（带的松边内侧）张紧轮（带的松边内侧） d) )张紧轮（带的松边外侧）张紧轮（带的松边外侧）第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 带传动装置外面应加防护罩，以保证安全，防止带与酸、碱或油接触腐蚀传动带。 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。 应定时检查胶带，如有一根松弛或损坏，则应全部更换新带。带传动的工作温度不应超过60如果带传动装置需闲置一段时间，应将传动带放松。三、三、V带传动的使用和维护带传动的使用和维护第第21章章 带传动链传动带传动链传动21.3 V带传动的工作特性分析带传动的工作特

9、性分析Machinery Foundation第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation1、V带结构和类型带结构和类型其横截面结构如下图所示。V带由包布层、伸张层、强力层、压缩层组成。强力层的机构形式分为帘布结构型帘布结构型（图a）和线绳结线绳结构形构形（图b）两种。一、V带和V带轮第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundationa) )帘布结构帘布结构 b) )线绳结构线绳结构 u帘布结构抗拉强度高，但柔韧性及抗弯强度不如线绳结构好。帘布结构抗拉强度高，但柔韧性及抗弯强度不如线绳结构好。 图图 V带的结构带的结构 第第21章章

10、 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation普通V带的尺寸已经标准化，按截面尺寸由小到大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。 V带传动有普通V 带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation2、V带轮的结构和材料带轮的结构和材料u 带轮由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成；带轮由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成；u 轮缘指带轮外圈环形部分，其上开有带槽，与传动轮缘指带轮外圈环形部分，其上开有带槽，与传动带直接接触；带直接接触

11、；u 轮毂是指带轮与轴相配合的部分，一般轮毂孔内开轮毂是指带轮与轴相配合的部分，一般轮毂孔内开有键槽，以便用键将带轮和轴连接在一起。有时为了保有键槽，以便用键将带轮和轴连接在一起。有时为了保证带轮在轴上有固定位置，在轮毂上装有紧定螺钉。证带轮在轴上有固定位置，在轮毂上装有紧定螺钉。（1）V带轮机构带轮机构第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation V带轮的结构型式：带轮的结构型式：实心式实心式-当带轮直径较小，基准直径当带轮直径较小，基准直径D (2.53)d腹板式腹板式-此时此时D300mm；孔板式孔板式-此时此时D300mm且且Dd100mm；椭圆轮辐式

12、，当直径大于椭圆轮辐式，当直径大于300mm的带轮常采用轮辐，的带轮常采用轮辐，以减轻带轮重量以减轻带轮重量第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 带轮常用灰铸铁制成，带速较高时宜用铸钢，轻载时可用铝合金或塑料，单件生产时可用钢板冲压后焊接而成。（2）带轮材料）带轮材料第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation二、带传动的受力分析 静止时：带预紧套在带轮上，带轮两边的张紧力相等，为初静止时：带预紧套在带轮上，带轮两边的张紧力相等，为初拉力（拉

13、力（F0） ，如图如图a所示。所示。 传递载荷时：带与带轮接触面间有摩擦力，带绕上主动轮的传递载荷时：带与带轮接触面间有摩擦力，带绕上主动轮的一边被拉紧（紧边），拉力由一边被拉紧（紧边），拉力由F0增大到增大到F1；另一边（松边）拉；另一边（松边）拉力由力由F0降至降至F2 2。有效圆周力有效圆周力F：紧边与松边拉力的差值：紧边与松边拉力的差值 Ft=F1-F2=Ff （摩擦力总和）第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundationl实际有效圆周力等于带与带轮之间的摩擦力总和实际有效圆周力等于带与带轮之间的摩擦力总和Ff 。l假定带工作时总长度不变假定带工作时总长度

14、不变 ，且认为弹性体，则带的紧边拉力的，且认为弹性体，则带的紧边拉力的增加量等于松边拉力的减少量，即增加量等于松边拉力的减少量，即 F1-F0=F0-F2 F1+F2=2F0 打滑时：打滑时：当传动所需要的圆周力超过当传动所需要的圆周力超过Ff时，带将在带轮上打滑时，带将在带轮上打滑；打滑时，从动轮转速急剧下降，甚至停止转动，失去正常工作；打滑时，从动轮转速急剧下降，甚至停止转动，失去正常工作能力。能力。第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 图图 带传动的受力分析带传动的受力分析a) )未运转时未运转时 b) )传动时传动时 第第21章章 带传动链传动

15、带传动链传动Machinery Foundation有效圆周力有效圆周力F（N），），带速带速v (m /s)和传递功率和传递功率P（kW）间的关系为）间的关系为: : P = Fv/1000当当V带打滑时，带打滑时，F1与与F2之间的关系可用欧拉公式表示，即之间的关系可用欧拉公式表示，即： 或efFFv21efFFv21/式中，e为自然对数的底数； 为当量摩擦因数； 为小带轮的包角（rad）。fv第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 拉应力 紧边拉应力 1= F1/A 松边拉应力 2= F2/A 离心应力 c= Fc/A= q /A 式中，式中，v为

16、带速（为带速（m /s）; ;q为传动带单位长度的质量为传动带单位长度的质量（kg/s）; ;A为带的横截面积（为带的横截面积（mm2）。）。v2三、带传动的应力分析第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 弯曲应力 b Eh /d 式中，式中，E为带材料的弹性模量（为带材料的弹性模量（MPa）; ;h为为V形带高度（形带高度（mm）.带在工作时的应力分布如图所示: 图图 带的应力分布带的应力分布第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation带的总带的总应力为上述三种应力之和。应力为上述三种应力之和。当传动带紧边进入小带轮处

17、应力达到最大值，其值是：当传动带紧边进入小带轮处应力达到最大值，其值是： max= =1 1+ +c+ +b1第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation传动带在拉力作用下要产生弹性伸长，工作传动带在拉力作用下要产生弹性伸长，工作时，由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性时，由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性伸长量也不同。如图所示，当带从紧边伸长量也不同。如图所示，当带从紧边a点转点转到松边到松边c点的过程中拉力由点的过程中拉力由F1逐渐减小到逐渐减小到F2，使得弹性伸长量随之逐渐减少，因而带沿主使得弹性伸长量随之逐渐减少，因而带沿主动轮的运动是一面绕进。一面向后

18、收缩。而动轮的运动是一面绕进。一面向后收缩。而带轮是刚性体，不产生变形，所以主动轮的带轮是刚性体，不产生变形，所以主动轮的圆周速度圆周速度v1大于带的圆周速度大于带的圆周速度v，这就说明带，这就说明带在绕经主动轮的过程中，在带与主动轮之间在绕经主动轮的过程中，在带与主动轮之间发生了相对滑动。相对滑动现象也要发生在发生了相对滑动。相对滑动现象也要发生在从动轮上，根据同样的分析，带的速度从动轮上，根据同样的分析，带的速度v大于大于从动轮的速度从动轮的速度v2。这种由于带的弹性变形而。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微小相对滑动，引起的带与带轮间的微小相对滑动，称为弹性滑动。称为弹性滑动。四

19、、带传动的弹性滑动和打滑现象第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation定义：定义： 由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑动由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑动。产生的原因产生的原因： 由弹性变形和拉力差引起的。由弹性变形和拉力差引起的。特点特点： 弹性滑动弹性滑动不可不可避免；避免； F 弹性滑动弹性滑动 后果：后果： 带速滞后于主动轮，超前于从动轮带速滞后于主动轮，超前于从动轮v1 v带带 v2 ，v1 v2 ； 带传动传动比不稳定带传动传动比不稳定第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foun

20、dation对比一下打滑对比一下打滑打滑是打滑是带沿带轮面发生全面滑动。带沿带轮面发生全面滑动。产生的原因产生的原因： FFfmax 打滑打滑特点特点： 打滑打滑可以可以避免避免，而且应当避免而且应当避免 短时打滑起到过载保护作用短时打滑起到过载保护作用 打滑先发生在小带轮处打滑先发生在小带轮处 后果：后果： 打滑打滑带的剧烈磨损带的剧烈磨损从动轮转速剧烈降低从动轮转速剧烈降低失效失效第第21章章 带传动链传动带传动链传动21.4 普通普通V 带传动的设计计算带传动的设计计算Machinery Foundation第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation依

21、据依据： 带是标准件，因此在带传动计算中，只要根据传动要求带是标准件，因此在带传动计算中，只要根据传动要求、工作情况、传递的功率、工作情况、传递的功率P、两轮转速（或传动比、两轮转速（或传动比i）以及空）以及空间尺寸要求等确定带的型号，长度间尺寸要求等确定带的型号，长度L，根数，根数z，基准直径，基准直径dd1、dd2，带传动的中心距，带传动的中心距a，最后定出带轮的结构尺寸，并划出，最后定出带轮的结构尺寸，并划出带轮工作图。带轮工作图。第第21章章 带传动链传动带传动链传动第一步第一步计算功率PcMachinery Foundation 选择设计选择设计V带传动的一般步骤带传动的一般步骤 P

22、c = KA P式中，式中，KA为工作情况系数，为工作情况系数，P为传递的功率。为传递的功率。 选择V带的型号可根据计算功率可根据计算功率Pc及小轮转速及小轮转速n1来选取。来选取。第二步第二步第第21章章 带传动链传动带传动链传动第三步第三步确定带轮的基准直径dd1和dd2Machinery Foundation在条件允许的情况下，小带轮的直径应取得大一些。大带轮的直径可以根据传动比关系式确定。 dd2=n1dd1/n2 计算后得dd2值按标准系列（按较小的尺寸）圆整得到标准值。 第第21章章 带传动链传动带传动链传动第四步第四步验算带的运动速度Machinery Foundation小带轮

23、确定后，带的计算速度按下式进行验算小带轮确定后，带的计算速度按下式进行验算 v=d1n1/(601000) 第五步第五步带传动的中心距a和带长度Ld中心距过小中心距过小, ,结构紧凑结构紧凑, ,单位时间绕带轮次数增加单位时间绕带轮次数增加, ,应力循环应力循环次数增加次数增加, ,寿命下降寿命下降, ,小带轮包角小带轮包角1也会减小也会减小, ,降低传动能力降低传动能力。中心距过大。中心距过大, ,高速时会产生颤动高速时会产生颤动, ,传动尺寸也增大。传动尺寸也增大。一般取值一般取值: 0.7(d1+d2)a02(d1+d2)第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foun

24、dation初选a0后，带的初选长度L0（单位mm） L0=2a0+(d1+d2)/2 +（d2-d1）2/ (4a0)以求得的长度L0为依据，根据带的型号，圆整倒标准长度Ld，由此求的实际中心距（单位mm） a=a0+ (Ld-L0 )/2 考虑调整,补偿的需要,中心距的变化范围: a min=a - 0.015Ld a max=a + 0.03Ld 第第21章章 带传动链传动带传动链传动第六步第六步小带轮的包角Machinery Foundation小带轮包角近似计算: 11800 (d2d1) 57.3对于V带传动，小轮包角应不小于120（特殊情况下可用到90）否则应加大中心距a，重新验

25、算1。第七步第七步验算带的绕转次数u(次/s)u =（v/L）1520第第21章章 带传动链传动带传动链传动第八步第八步确定确定V带的根数带的根数zMachinery Foundation zPc/P0= Pc/(P0+P0)KKL P0=(P0+P0)KKL P0=Kbn1(1-1/Ki) 式中，P0为单根V带所能传递的功率（kW）； K 为考虑包角不同时的影响系数； Kb为弯曲影响系数； K i为传动比书； n1位主动轮转速。第第21章章 带传动链传动带传动链传动第九步第九步确定单根确定单根V带的初拉力带的初拉力Machinery Foundation初拉力不足: 摩擦力小,可能打滑;初拉

26、力过大:会使胶带寿命降低,对轴及轴承的压力增大。考虑离心力影响时，单根带的初拉力F0为： F0=(500Pc/vz)(2.5/K-1)+qv2 第十步第十步计算带轮轴上所受的径向压力计算带轮轴上所受的径向压力FQ一般按静止状态下带轮两边均作用初拉力来进行计算，如图4-8，得：第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation FQ =2zF0sin(1/2) 图图9-8 带作用在轴上的径向压力带作用在轴上的径向压力第第21章章 带传动链传动带传动链传动第十二步第十二步设计结果设计结果Machinery Foundation列出带型号，基准长度Ld，根数z，带轮结构d

27、d1、dd2，中心距a,轴上压力FQ等。第十一步第十一步带轮结构设计带轮结构设计参见本章第二节。第第21章章 带传动链传动带传动链传动补充补充 链传动链传动Machinery Foundation第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation一、链传动的原理、类型、特点及应用一、链传动的原理、类型、特点及应用链传动由主动链轮1、从动链轮2和绕在链轮上的环形链条3等组成，以链条作为中间挠性件，依靠链条与链轮轮齿的啮合来传递平行轴间的运动和动力。 图图 链传动链传动1、链传动的原理、链传动的原理第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundat

28、ion 链传动按用途不同，可分为三类。链传动按用途不同，可分为三类。u 传动链：主要用于一般机械传动。传动链：主要用于一般机械传动。u 输送链：存各种输送装置和机械化装卸设备中，用输送链：存各种输送装置和机械化装卸设备中，用以输送物品。以输送物品。u 起重链：在起重机械中用以提升重物。起重链：在起重机械中用以提升重物。2、链传动的主要类型、链传动的主要类型第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation按照链条结构不同，链条主要有滚子链和齿形链两种。 图 链传动类型a）齿形链 b）滚子链 1内链板 2外链板 3销轴 4套筒 5滚子第第21章章 带传动链传动带传动链

29、传动Machinery Foundation（1）结构简单，耐用、维护容易；）结构简单，耐用、维护容易；（2）有准确的平均传动比；）有准确的平均传动比；（3）无滑动现象，但传动平稳性差，工作时有噪声；）无滑动现象，但传动平稳性差，工作时有噪声；（4）可在温度较高、有油污等恶劣环境下工作；）可在温度较高、有油污等恶劣环境下工作；（5）瞬时传动比不恒定；）瞬时传动比不恒定；（6）制造和安装精度要求较低，成本低廉；）制造和安装精度要求较低，成本低廉；（7）适用于中心距较大的场合。）适用于中心距较大的场合。3、链传动的特点、链传动的特点第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foun

30、dationu当两轴平行，中心距较远，传动功率较大且瞬时传动比无当两轴平行，中心距较远，传动功率较大且瞬时传动比无严格要求以及工作环境恶劣的场合，不宜采用带传动和齿轮严格要求以及工作环境恶劣的场合，不宜采用带传动和齿轮传动时，可采用链传动。传动时，可采用链传动。u链传动广泛用于农业、采矿、冶金、建筑、石油化工及运链传动广泛用于农业、采矿、冶金、建筑、石油化工及运输起重等各种机械和机床、摩托车及自行车机械传动上。目输起重等各种机械和机床、摩托车及自行车机械传动上。目前，链传动所能传递的功率可达前，链传动所能传递的功率可达3600kW，常用功率，常用功率P100kW；u链速链速v可达可达3040m

31、s，常用，常用v15ms；传动比最大可达；传动比最大可达15，一般，一般i6；效率；效率=0.940.98；中心距；中心距a6m。4、链传动的应用、链传动的应用第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation二、滚子链传动二、滚子链传动u滚子链可分为单排滚子链和双排滚子链。滚子链可分为单排滚子链和双排滚子链。u如图所示为单排滚子链，它由内链板如图所示为单排滚子链，它由内链板1、外链板、外链板2、销轴、销轴3、套筒、套筒4及滚子及滚子5组成。两片外链板与销轴、两片内链板与套筒之间为过盈组成。两片外链板与销轴、两片内链板与套筒之间为过盈配合，构成外链节、内链节；销轴与

32、套筒、套筒与滚子之间为间隙配合，构成外链节、内链节；销轴与套筒、套筒与滚子之间为间隙配合，使链条与链轮啮合时形成滚动摩擦，以减轻磨损。链板板制配合，使链条与链轮啮合时形成滚动摩擦，以减轻磨损。链板板制成成8字形，使链板各截面强度大致相等，并减轻重量。字形，使链板各截面强度大致相等，并减轻重量。第第21章章 带传动链传动带传动链传动 图图 单排滚子链结构单排滚子链结构1一内链板；一内链板；2一外链板；一外链板；3一销轴；一销轴；4一套筒；一套筒；5一滚子一滚子a)滚子链构成滚子链构成b)单排外裤节单排外裤节c)单排内链节单排内链节第第21章章 带传动链传动带传动链传动Machinery Foundation 为将链条两端连接起来，当链节数为偶数时，可以把内、外链为将链条两端连接起来，当链节数为偶数时，可以把内、外链板搭接，穿入开口销即可（见图板搭接，穿入开口销即可（见图a)或用弹簧卡锁住（见