带传动工作情况分析课件

带传动和链传动带传动和链传动1一、带传动的工作原理及类型带传动的组成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。一、带传动的工作原理及类型带传动的组成2带传动的原理：由于传动带张紧在带轮上，当主动轮转动时，主动轮与传动带之间的摩擦力就驱使带运动，而传动带与从动轮之间的摩擦力又带动从动轮转动。带传动是一种摩擦传动。带传动的类型：传动带可按其界面形状进行分类，常用的界面有扁平矩形，等腰梯形及圆形三种。带传动的原理：带传动的类型：3★带传动的类型

(按剖面形状分)平型带传动V带传动圆形带传动同步齿形带传动三角带，截面形状为等腰梯形，与带轮轮槽相接触的两侧面为工作面，在相同张紧力和摩擦系数情况下，V带传动产生的摩擦力比平带传动的摩擦要大，故具有较大的牵引能力，结构更加紧凑，广泛应用于机械传动中。截面形状为圆形，牵引能力小，常用于仪器和家用电器中。最简单，截面形状为矩形。其工作面是与轮面接触的内表面。适合于高速转动或中心距较大的场合。相当于平带与多根V带的组合兼有两者的优点，适于传递功率较大要求结构紧凑场合。★带传动的类型(按剖面形状分)平型带传动V带传动圆形带传动4带传动的优缺点优点：远距离传动可缓冲、减振，运转平稳过载保护结构简单,精度低,成本低缺点：外廓尺寸大弹性滑动，传动比不固定，效率低轴与轴承受力大寿命短需要张紧装置不宜用于高温,易燃场合带传动的优缺点优点：缺点：5三、带传动的受力分析一、带受力变化二、紧松边拉力关系三、最大有效拉力三、带传动的受力分析一、带受力变化6一、带受力变化静止时，两边拉力相等=F0→张紧力工作时:拉力增加紧边：F0→F1

紧边拉力拉力减少松边：F0→F2

松边拉力工作状态:带两边拉力不相等紧松边判断：绕进主动轮的一边→紧边F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边一、带受力变化静止时，两边拉力相等=F0→张紧力紧松边判断：7二、紧松边拉力关系紧边由F0→F1拉力增加，带增长松边由F0→F2

拉力减少，带缩短总长不变带增长量＝带缩短量F1－F0＝F0－F2;F1＋F2＝2F0

有效拉力:F1-F2

即带所传递的圆周力F圆周力F：F=F1-F2=Ff（等于带与带轮接触弧长上的摩擦力的总和）打滑：外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边二、紧松边拉力关系紧边由F0→F1拉力增加，带增长有效拉力8圆周力Ft（N），带速V(m/s)和传递功率P(kW)之间的关系为：P=FtV/1000当P一定时，带速越高，有效力就越低，所以为了降低有效拉力，往往把带传动安置在高速级传动上，若带速一定，有效力就随着功率的增大而增大，所以带与带轮之间的摩擦力也增大，但是在一定条件下，这个摩擦力有一极限值，因此带传递的功率也有一相应极限值。当带传递的功率超过此极限时，带与带轮就产生相对滑动，这种现象称为打滑，打滑使传动失效，但是可以保护其他机械零件免受损坏，起到过载保护作用。圆周力Ft（N），带速V(m/s)和传递功率P(kW)之间的9当带传动达到打滑的临界状态时，带与带轮间的摩擦力达到极限值，这时带传动的有效拉力达到最大值Fmax，紧边与松边的拉力可用欧拉公式表示，即：F1/F2=efae----自然对数的底F----带与带轮间的摩擦系数a----包角当带传动达到打滑的临界状态时，带与带轮间的摩擦力达到极限值，10所以最大有效拉力为：1、预压力越大，带与带轮间的压力越大，产生的摩擦力也就越大，最大有效拉力越大，带不易打滑。2、包角越大，带与带轮间的接触弧长越大，因而产生的摩擦力就越大，传动能力就越高。3、摩擦系数f增大，有效拉力也随之增大。所以最大有效拉力为：1、预压力越大，带与带轮间的压力越大，产11四、带传动的弹性滑动和传动比传动带是弹性体，在拉力的作用下产生弹性伸长，其伸长量因拉力的大小而改变。带在工作时，在紧边的拉力大于松边拉力，也就是说带在紧边的伸长量比在松边时的伸长量大，所以带从紧边绕过主动轮到达松边的过程中，带的弹性伸长量相应的逐渐减小，即带在主动轮上逐渐缩短，致使带的速度落后于主动轮的圆周速度。同理，这种由弹性伸缩引起的滑动在从动轮上也要发生，但情况恰恰相反，带的速度比从动轮的圆周速度大。这种由于带的弹性伸缩而引起的带与带轮之间的相对滑动，称为带的弹性滑动。四、带传动的弹性滑动和传动比传动带是弹性体，在拉力的作用下产12弹性滑动引起从动轮的圆周速度V2比主动轮的圆周速度V1低，其降低量往往用滑动ε表示：

ε=[（V1-

V2

）/V1]x100%若取主、从动带轮的直径分别为d1,d2,转速分别为n1n2,则两带轮的圆周速度分别为：弹性滑动引起从动轮的圆周速度V2若取主、从动带轮的直径分别13可以解得：于是带的传动比为：当滑动率ε=1%~2%时，在一般计算中可不予考虑，而取传动比为：可以解得：于是带的传动比为：当滑动率ε=1%~2%时，在一般14σb2σb1σ2σmaxσ1σcF1F21、拉应力2、离心应力3、弯曲应力带传动的应力分析σb2σb1σ2σmaxσ1σcF1F21、拉应力2、离心应15式中：E----带的弹性模量,MPa。Ha（y）--带的中性层到最外层之间的垂直距离，mm。dd---带的基准直径，mm。q---带的质量，kg/m。式中：E----带的弹性模量,MPa。16最大应力：σmax=σ1+σc+σb分析：V↑，FC↑，σC↑，寿命↓v↑,FC↑,带对轮的压力↓，摩擦力↓，传动能力↓。q↑，FC↑q和v均与FC

成正比，但v的影响较大。V不可太小，否则传递载荷的能力会下降。P=FeV/1000KW1、V=5～25m/s最大应力：σmax=σ1+σc+σb分析：V↑，FC172、σb

与dd

成反比，与ha（带的型号）成正比。弯曲应力σb只发生在带有弯曲变形的部分。2、σb与dd成反比，与ha（带的型号）成正比。弯曲应18σmax=σ1+σC+σb1α应力：大------小--------大…..。变应力σmax=σ1+σC+σb1α应力：大------小--197、计算带的根数z2、根据n1、Pc选择带的型号3、确定带轮基准直径dd1、dd2带轮愈小，弯曲应力愈大，所以dd1≥dmin

dd2=i

dd1(1–ε)，圆整成标准值

具体步骤1、确定计算功率Pc＝KAP工况系数，查表3-24、验算带速v(v＝5～25m/s)N5、确定中心距a及带长Ld6、验算主动轮的包角α1N

z≥7？NY8、确定初拉力F09、计算压轴力FQ10、带轮结构设计问题：带传动适合于高速级还是低速级？根据图3-5

套基准长度，表3-17、计算带的根数z2、根据n1、Pc选择带的型号3、确20a过小，带短，易疲劳a过大，易引起带的扇动确定中心距初定中心距a0

0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)机械设计基础——带传动工作情况分析初算带长Ld0

计算实际中心距a（圆整）取基准带长Ld(表9-1)a过小，带短，易疲劳确定中心距初定中心距a0机械设计基21带传动的使用维护为什么要张紧？Ｐ＝Fecv/100→调整F0→增大Fec但安装制造误差、塑性变形

F0不保证设张紧装置常见的张紧装置:调整中心距定期张紧自动张紧调整张紧轮带传动的使用维护为什么要张紧？常见的张紧装置:22自动张紧调整中心距定期张紧自动张紧调整中心距定期张紧23平带传动：张紧轮设置在处调整张紧轮Ｖ带传动：张紧轮设置在处松边内侧靠大轮(∵Ｖ带只能单向弯曲，避免过多减小包角）松边外侧靠小轮(∵平带可以双向弯曲，应尽量增大包角)范例平带传动：张紧轮设置在处调整张24链传动的特点一、构成主动链轮、从动链轮、链二、工作原理靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力有中间挠性件的啮合传动三、特点优点：远距离传动工作可靠,效率η较高平均传动比恒定i=z2/z1压轴力Fp小于带传动的结构紧凑(与带传动比较)缺点：运动不均匀(z小、

p大→不均匀↑)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)外廓尺寸大链传动的特点一、构成缺点：25一、链传动链可分为：滚子链、齿形链1滚子链（套筒滚子链）组成:内、外链板，套筒，销轴，滚子配合状况:内链板、套筒之间—过盈配合外链板、销轴之间—过盈配合套筒、销轴之间—间隙配合，使内外链板能相对转动链板形状的特点→等强度内链板外链板套筒销轴滚子一、链传动链可分为：滚子链、齿形链配合状况:内链板外链板26参数节距p—相邻两销轴中心之距离链长—链节数链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇时，采用过渡链节参数节距p—相邻两销轴中心之距离链节数为偶数时，刚好内、外272齿形链无声链结构：链板(带两个齿，交错并列铰接)、导板(防侧向窜动)由许多以铰链连接的齿形链板锁构成

传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮齿互相啮合特点：优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难2齿形链无声链由许多以铰链连接的齿形链板锁构成

传动平稳，28二、链轮1基本参数基本参数：节距p、套筒外径d1、齿数z、排距p1分度圆直径：被链轮节距等分的圆，d=p/(sin180°/z)齿顶圆直径:

da2齿形端面齿形：三圆弧一直线（零件工作图上不画）轴面齿形：(工作图上要画)工作图应标明：链节距p、齿数z、分度圆直径d以及顶圆直径da3材料材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度小链轮材料好些低碳钢(渗碳淬火)、中碳钢(表面淬火)、铸钢、夹布胶木(平稳、噪音小)二、链轮1基本参数2齿形293、主要参数及其选择一、链条速度二、传动比三、链轮齿数四、链节距五、中心距和链条长度3、主要参数及其选择一、链条速度30一、链条速度假定：主动边总处于水平位置链轮抽象成正多边形，边长为p链速：

平均链速：相当于多边形轮的传动一、链条速度假定：主动边总处于水平位置平均链速：相当于多边形31二、传动比平均传动比，瞬时速度、传动比是变化的，且z越少，转速越不均匀称为多边形效应v0=1r1v二、传动比平均传动比，瞬时速度、传动比是变化的，且z越少，转32三、链轮齿数小链轮齿数选用奇数，这是因为链条的链节数一般用偶数小链轮齿数z1

愈多，传动愈平稳，动载荷减小通常取z1≥17，且传动比i

越小，z1可越多大链轮齿数z2

＝i

z1

，常取z2≤120，以防止脱链三、链轮齿数小链轮齿数选用奇数，这是因为链条的链节数一般用偶33四、链节距p最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离节距p越大，承载能力越大但p过大，运动越不均匀，冲击越大，且结构庞大所以，高速重载时，宜选小节距多排链低速重载时，宜选大节距单排链四、链节距p最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离节距p34五、中心距和链条长度链条长度常以链节数表示，链节数最好取偶数，避免过渡链节五、中心距和链条长度链条长度常以链节数表示，链节数最好取偶数35

带传动和链传动带传动和链传动36一、带传动的工作原理及类型带传动的组成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。一、带传动的工作原理及类型带传动的组成37带传动的原理：由于传动带张紧在带轮上，当主动轮转动时，主动轮与传动带之间的摩擦力就驱使带运动，而传动带与从动轮之间的摩擦力又带动从动轮转动。带传动是一种摩擦传动。带传动的类型：传动带可按其界面形状进行分类，常用的界面有扁平矩形，等腰梯形及圆形三种。带传动的原理：带传动的类型：38★带传动的类型

(按剖面形状分)平型带传动V带传动圆形带传动同步齿形带传动三角带，截面形状为等腰梯形，与带轮轮槽相接触的两侧面为工作面，在相同张紧力和摩擦系数情况下，V带传动产生的摩擦力比平带传动的摩擦要大，故具有较大的牵引能力，结构更加紧凑，广泛应用于机械传动中。截面形状为圆形，牵引能力小，常用于仪器和家用电器中。最简单，截面形状为矩形。其工作面是与轮面接触的内表面。适合于高速转动或中心距较大的场合。相当于平带与多根V带的组合兼有两者的优点，适于传递功率较大要求结构紧凑场合。★带传动的类型(按剖面形状分)平型带传动V带传动圆形带传动39带传动的优缺点优点：远距离传动可缓冲、减振，运转平稳过载保护结构简单,精度低,成本低缺点：外廓尺寸大弹性滑动，传动比不固定，效率低轴与轴承受力大寿命短需要张紧装置不宜用于高温,易燃场合带传动的优缺点优点：缺点：40三、带传动的受力分析一、带受力变化二、紧松边拉力关系三、最大有效拉力三、带传动的受力分析一、带受力变化41一、带受力变化静止时，两边拉力相等=F0→张紧力工作时:拉力增加紧边：F0→F1

紧边拉力拉力减少松边：F0→F2

松边拉力工作状态:带两边拉力不相等紧松边判断：绕进主动轮的一边→紧边F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边一、带受力变化静止时，两边拉力相等=F0→张紧力紧松边判断：42二、紧松边拉力关系紧边由F0→F1拉力增加，带增长松边由F0→F2

拉力减少，带缩短总长不变带增长量＝带缩短量F1－F0＝F0－F2;F1＋F2＝2F0

有效拉力:F1-F2

即带所传递的圆周力F圆周力F：F=F1-F2=Ff（等于带与带轮接触弧长上的摩擦力的总和）打滑：外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边二、紧松边拉力关系紧边由F0→F1拉力增加，带增长有效拉力43圆周力Ft（N），带速V(m/s)和传递功率P(kW)之间的关系为：P=FtV/1000当P一定时，带速越高，有效力就越低，所以为了降低有效拉力，往往把带传动安置在高速级传动上，若带速一定，有效力就随着功率的增大而增大，所以带与带轮之间的摩擦力也增大，但是在一定条件下，这个摩擦力有一极限值，因此带传递的功率也有一相应极限值。当带传递的功率超过此极限时，带与带轮就产生相对滑动，这种现象称为打滑，打滑使传动失效，但是可以保护其他机械零件免受损坏，起到过载保护作用。圆周力Ft（N），带速V(m/s)和传递功率P(kW)之间的44当带传动达到打滑的临界状态时，带与带轮间的摩擦力达到极限值，这时带传动的有效拉力达到最大值Fmax，紧边与松边的拉力可用欧拉公式表示，即：F1/F2=efae----自然对数的底F----带与带轮间的摩擦系数a----包角当带传动达到打滑的临界状态时，带与带轮间的摩擦力达到极限值，45所以最大有效拉力为：1、预压力越大，带与带轮间的压力越大，产生的摩擦力也就越大，最大有效拉力越大，带不易打滑。2、包角越大，带与带轮间的接触弧长越大，因而产生的摩擦力就越大，传动能力就越高。3、摩擦系数f增大，有效拉力也随之增大。所以最大有效拉力为：1、预压力越大，带与带轮间的压力越大，产46四、带传动的弹性滑动和传动比传动带是弹性体，在拉力的作用下产生弹性伸长，其伸长量因拉力的大小而改变。带在工作时，在紧边的拉力大于松边拉力，也就是说带在紧边的伸长量比在松边时的伸长量大，所以带从紧边绕过主动轮到达松边的过程中，带的弹性伸长量相应的逐渐减小，即带在主动轮上逐渐缩短，致使带的速度落后于主动轮的圆周速度。同理，这种由弹性伸缩引起的滑动在从动轮上也要发生，但情况恰恰相反，带的速度比从动轮的圆周速度大。这种由于带的弹性伸缩而引起的带与带轮之间的相对滑动，称为带的弹性滑动。四、带传动的弹性滑动和传动比传动带是弹性体，在拉力的作用下产47弹性滑动引起从动轮的圆周速度V2比主动轮的圆周速度V1低，其降低量往往用滑动ε表示：

ε=[（V1-

V2

）/V1]x100%若取主、从动带轮的直径分别为d1,d2,转速分别为n1n2,则两带轮的圆周速度分别为：弹性滑动引起从动轮的圆周速度V2若取主、从动带轮的直径分别48可以解得：于是带的传动比为：当滑动率ε=1%~2%时，在一般计算中可不予考虑，而取传动比为：可以解得：于是带的传动比为：当滑动率ε=1%~2%时，在一般49σb2σb1σ2σmaxσ1σcF1F21、拉应力2、离心应力3、弯曲应力带传动的应力分析σb2σb1σ2σmaxσ1σcF1F21、拉应力2、离心应50式中：E----带的弹性模量,MPa。Ha（y）--带的中性层到最外层之间的垂直距离，mm。dd---带的基准直径，mm。q---带的质量，kg/m。式中：E----带的弹性模量,MPa。51最大应力：σmax=σ1+σc+σb分析：V↑，FC↑，σC↑，寿命↓v↑,FC↑,带对轮的压力↓，摩擦力↓，传动能力↓。q↑，FC↑q和v均与FC

成正比，但v的影响较大。V不可太小，否则传递载荷的能力会下降。P=FeV/1000KW1、V=5～25m/s最大应力：σmax=σ1+σc+σb分析：V↑，FC522、σb

与dd

成反比，与ha（带的型号）成正比。弯曲应力σb只发生在带有弯曲变形的部分。2、σb与dd成反比，与ha（带的型号）成正比。弯曲应53σmax=σ1+σC+σb1α应力：大------小--------大…..。变应力σmax=σ1+σC+σb1α应力：大------小--547、计算带的根数z2、根据n1、Pc选择带的型号3、确定带轮基准直径dd1、dd2带轮愈小，弯曲应力愈大，所以dd1≥dmin

dd2=i

dd1(1–ε)，圆整成标准值

具体步骤1、确定计算功率Pc＝KAP工况系数，查表3-24、验算带速v(v＝5～25m/s)N5、确定中心距a及带长Ld6、验算主动轮的包角α1N

z≥7？NY8、确定初拉力F09、计算压轴力FQ10、带轮结构设计问题：带传动适合于高速级还是低速级？根据图3-5

套基准长度，表3-17、计算带的根数z2、根据n1、Pc选择带的型号3、确55a过小，带短，易疲劳a过大，易引起带的扇动确定中心距初定中心距a0

0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)机械设计基础——带传动工作情况分析初算带长Ld0

计算实际中心距a（圆整）取基准带长Ld(表9-1)a过小，带短，易疲劳确定中心距初定中心距a0机械设计基56带传动的使用维护为什么要张紧？Ｐ＝Fecv/100→调整F0→增大Fec但安装制造误差、塑性变形

F0不保证设张紧装置常见的张紧装置:调整中心距定期张紧自动张紧调整张紧轮带传动的使用维护为什么要张紧？常见的张紧装置:57自动张紧调整中心距定期张紧自动张紧调整中心距定期张紧58平带传动：张紧轮设置在处调整张紧轮Ｖ带传动：张紧轮设置在处松边内侧靠大轮(∵Ｖ带只能单向弯曲，避免过多减小包角）松边外侧靠小轮(∵平带可以双向弯曲，应尽量增大包角)范例平带传动：张紧轮设置在处调整张59链传动的特点一、构成主动链轮、从动链轮、链二、工作原理靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力有中间挠性件的啮合传动三、特点优点：远距离传动工作可靠,效率η较高平均传动比恒定i=z2/z1压轴力Fp小于带传动的结构紧凑(与带传动比较)缺点：运动不均匀(z小、

p大→不均匀↑)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)外廓尺寸大链传动的特点一、构成缺点：60一、链传动链可分为：滚子链、齿形链1滚子链（套筒滚子链）组成:内、外链板，套筒，销轴，滚子配合状况:内链板、套筒之间—过盈配合外链板、销轴之间—过盈配合套筒、销轴之间—间隙配合，使内外链板能相对转动链板形状的特点→等强度内链板外链板套筒销轴滚子一、链传动链可分为：滚子链、齿形链配合状况:内链板外链板61参数节距p—相邻两销轴中心之距离链长—链节数链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇时，采用过渡链节参数节距p—相邻两销轴中心之距离链节数为偶数时，