带传动与链传动课件

传动件：带、链、齿轮、蜗轮蜗杆挠性传动刚性传动第八章带传动与链传动目的要求：

了解带传动的组成、工作原理，传动特点，分类和使用，能正确选用带轮材料、结构型式及V带标准；掌握V带设计准则、选用设计方法。重点难点：

正确选型；带传动的设计。

§8-1带传动的类型和应用一、组成和工作原理：

1.组成

:主动带轮、从动带轮、传动带--张紧2.原理:带传动靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，因此，带与带轮的摩擦面间必须有足够的张紧力。二、带传动特点：

优点：1）有过载保护作用2）有缓冲吸振作用3）运行平稳无噪音4）适于远距离传动（amax=15m）5）制造、安装精度要求不高缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大3）结构尺寸较大、不紧凑4）打滑，使带寿命较短5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。

在多级传动系统中，通常将它置于高速级（直接与原动机相联），这样可起过载保护作用，同时可减小其结构尺寸和重量。三、适用传动平稳、传动比不要求准确，中小功率、大中心距，一般:四、带传动的类型及应用

带传动按工作原理不同，可分为摩擦带传动和啮合带传动。摩擦带按带的截面形状，又可分为平带、V带、圆带和多楔带等。啮合带为同步带，本章主要介绍摩擦带传动。1、平带：矩形截面，结构简单，带轮容易制造。

2、V带：截面为梯形，工作面为两侧面，只用于开口传动，由于V带是两侧面工作，所以与平带相比，在同样的张紧力下，带与带轮间能产生较大的正压力及摩擦力，所以，V带传动具有较大的传动能力。3、特殊截面带(同步带、多楔带、圆带等）五、V带结构及标准1.结构包布

顶胶（伸张层）抗拉体（a.绳芯结构；b.帘布芯结构）底胶（压缩层）

2.分类普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带3.各部分名称：（1）内周长度：Li(2)中性层：弯曲时长度和宽度不变。其宽度bp----节宽.(3)普通V带：截面相对高度=h/bp0.7，楔角=400

4.标准件，型号：Y，Z，A，B，C，D，E5.基准长度Ld（公称长度）(1)基准直径(dd)：带轮上和bp相对应的带轮直径；(2)基准长度(Ld)：中性层所在长度6.普通V带的标记：（印在带的外表面）截形基准长度标准编号例：B1000GB1171-897、带传动的几何参数：一、带传动的张紧1.调整中心距122.张紧轮装置二、带传动的维护与安装1.型号与长度。型号与带轮轮槽尺寸相符，新旧V带不可同时使用。2.两带轮轴线平行。对应轮槽的中心线重合。

3.按规定的张紧力张紧.4.多根V带采用配组带。5.应加防护罩。6.工作温度。7.拆装。

§8-2带传动工作情况分析一、带传动的受力与打滑

1.初拉力:2.紧边：带绕入主动轮的一边，(增大)3.松边：带绕入从动轮的一边，(减小)

----带传动的圆周力或有效拉力。带所传递的功率：

4.打滑(带将沿带轮表面全面滑动)一定的初拉力F0

条件：

后果：加速带摩损；

从动轮转速急剧降低。5.拉力的计算(1)欧拉公式6-5（V带即将打滑时):

(2)若忽略带的弹性变形，则（6-1）有（6-7）

----不打滑条件下所能传递的最大圆周力。

二、带的应力分析工作时，带中应力由三部分组成：1.拉应力

2.离心拉应力

3.弯曲应力

y:中性层至带顶的距离

带中应力分布图发生在紧边与小轮接触处带运行一周，应力明显变化四次，当应力循环至一定次数，带会发生疲劳破坏，这是带的主要失效形式之一。带开始绕入主动轮的那点（图中b点）是应力最大点σmax=σ1+σc+σb1。注意：1、离心应力σc使带的传动能力下降，控制带速在5~25m/s范围内，高速时选轻质带。2、弯曲应力与带轮直径有关，dd1<dd2,所以σb1>σb2，应控制带轮直径不要过小。（见表6-4及6-7）三、弹性滑动

(1)带是弹性的，受拉后伸长，并随拉力的变化而改变；(2)在紧边绕过主动轮进入松边时:

(3)在松边绕过从动轮进入紧边时:

弹性滑动:

由于带的弹性变形而引起的带与带轮面间的局部相对滑动从而：（4）速度降低率用滑动率表示：（5）带的传动比

§8-3普通V带传动的设计计算一、带传动的主要失效形式和设计准则1.主要失效形式：

打滑；

疲劳破坏（脱层、撕裂、拉断）。2.设计准则：

工作中不打滑；

足够的疲劳强度和使用寿命。二、单根V带的基本额定功率

1、V带的基本额定功率(P0)

定义：单根带在既不打滑又具有一定的疲劳强度时所能传递功率。

试验值：

包角，特定基准长度，平稳载荷2.实际工作中，单根V带的额定功率P’

功率增量(kw)；包角修正系数；带长修正系数

表6-5表6-7表6-2三、V带传动的参数选择及设计步骤：1.V带型号的选取由设计功率和小转速n1，查图6-9。

KA—工作情况系数（表6-6）2、带轮基准直径和带速

选表6-4取标准值

v--5～25m/s。

过大：离心大，应力循环加快，寿命降低；过小：P（输入功率）一定时，F增大。3.中心距a和带长

中心距初选0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)

带长Ld（根据带传动的几何关系计算）

表6-2

实际中心距的确定4.小轮包角（P

96）

5.V带根数Z

计算值过大，应改选型号，增大P’6.预紧力的确定经验公式(6-24)7、带传动对轴的压力

四、V带轮的材料与结构1.材料：

V=25-30m/s铸铁(HT150，HT200)；

V>30m/s铸钢；

小功率传动铝合金、塑料。2.带轮（轮缘、轮毂、轮幅组成）的结构实心带轮(s)小基准直径；

腹板带轮(P)(孔板带轮)中等基准直径；

椭圆轮副带轮。3.带轮的标记

名称槽型槽数×基准直径带轮结构型式标准编号带轮A3100SGB1004.结构尺寸计算

例6-1一车床的电动机和床头箱之间采用垂直布置的V带传动。已知电动机功率为P=7.5kW，转速n1=1450r/min，要求传动比i=2.1，两班制工作；设计此带传动。

解：⑴计算功率Pc因载荷变动较小、两班制工作和轻负荷起动，取KA=1.2，故⑵选择带型根据Pc和n1，查图选取B型。⑶参数选择和设计计算查表确定dd1=125mm，现按dd1=125、140、160、180分别计算，以分析小带轮直径的选取对设计结果的影响，计算结果见下表。方案一方案二方案三方案四小带轮节圆直径/mm125140160180大带轮节圆直径/mm265300355375带速/m/s9.4910.6312.1513.67小带轮包角/(o)168.7166.3164.9164单根V带传递的功率/kW2.192.813.634.40V带根数5(4.71)4(3.82)

3(2.97)

3(2.49)

讨论：由上述结果可知，在合理的带速范围内，V带的传递功率随带速增加而提高。为了充分发挥带的传动能力，在传动尺寸允许的条件下，可以选用较大直径的带轮。同时，这样做还可以减少V带根数，使传动的轴向尺寸减小。在本例中，若对传动尺寸的大小没有限制，则取小带轮直径dd1=160mm。

例8-2试设计一螺旋运输机的V带传动；已知电动机额定功率P=10kW，转速n1=960r/min，要求从动轮转速n2=480r/min，两班制，要求结构较为紧凑。

解：⑴计算功率Pc因载荷变动较小、两班制工作和负荷起动，查表取KA=1.2。故

Pc=KAP=1.2×10kW=12kW⑵选择带型

根据Pc和n1，由图知其计算点在B、C型界线附近，现同时选取B、C两种型号的V带分别试算。

⑶参数选择和设计计算参照表考虑到B型带取dd1=125mm、140mm时，带的传动能力较差，C型带取dd1=250mm、280mm时又造成过大的传动尺寸，不满足结构紧凑的要求，故决定对B型带取dd1=160mm、180mm，对C型带取dd1=200mm、224mm共四种情况分别计算。为满足结构紧凑的要求，对上列四种情况分别按下式初选中心距:0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)计算结果见下表带型小带轮直径

dd1/mm计算项目

BC160180200224大带轮直径dd2/mm带速v/m/s初定中心距a0/mm带的计算长度L/mm带的基准长度Ld

/mm实际中心距a/mm小带轮包角/0单根带传递的功率P0/kW功率增量△P0/kWV带的根数3158.0450018401800541163.62.680.2736（5.93）3559.0555020402000593161.81.250.2735（4.85）40010.165022992240671162.91.650.774（3.38）45011.370025592500741162.55.870.773（2.70）讨论：由计算结果可知，本例选B型或C型带均能满足使用要求，若考虑使结构紧凑，则可选用B型带；但如果带传动的轴向尺寸要求较小，则可选用C型带。由此可知，带传动设计时，有时要选择两种乃至三种带型并取不同的小带轮直径dd进行计算，以从中选取较满意的结果。

§8-10链传动的特点一、链传动的组成和工作原理组成主动链轮；从动链轮；链条（传动链）。工作原理依靠链节与链轮齿的啮合传递两平行轴间的运动和动力。特点:中心距范围大（amax=8m）；传动效率较高，可达0.98平均传动比固定，瞬时传动比周期变化的；张紧力小，对轴压力小，F∑＝（1.2～1.3）F；耐高温，油污；传动稳定性差，无过载保护作用，制造成本高。

链传动的几何计算1、链节数2、中心距a一、链的运动不均匀性§8—12链传动的运动特性

当链轮转速为n1、n2时

链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化。这就造成链运动速度的不均匀,作有规律的周期性的波动。

主动轮：w1节圆圆周速度：链条速度：

链条垂直速度：

链节进入啮合后变化情况→刚进入啮合→达顶点→退出啮合前进VVmin

→Vmax

→Vmin

对从动轮讲：

瞬时传动比：

即使主动轮角速度W1恒定，而W2随而变化，∴it不恒定-----链传动的多边形效应

二、链传动的动载荷

①从动轮角速度变化引起冲击结论：链轮转速越高，节距越大，齿数Z1越少，动载冲击越严重，噪音越大。当P、Z一定，则必须限制nnL—极限转速②链节和轮齿以一定速度相啮合，使链和轮齿受到冲击并产生附加动载荷。③张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突然卸载或超载必出现惯性冲击，增大了动负荷。

链传动的受力分析

链传动中主要作用力有：

1、工作拉力2、离心拉力

Fc=qV2

3、垂度拉力4、紧边拉力F1=Fe+Fc+Ff

松边拉力F2=Fc+Ff5、作用于轴上载荷Q=Fe+2Ff

链传动的失效形式及承载能力

一、链传动的失效形式1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏2）链节磨损后伸长

3）冲击破坏

4）胶合

5）轮齿过度磨损

6）过载拉断

二、链传动的承载能力

1）极限功率曲线5—良好润滑情况下额定功率曲线,

设计时实际使用的功率曲线6—润滑不好或工况恶劣的极限功率曲线,较良好的润滑下低得多。

一、链长度的计算通常是根据已知条件，由规范中选择合适的链条和链轮尺寸，然后进行验算。二、功率曲线图1、链传动中，如果按照推荐的润滑方式进行润滑，速度不同时，失效形式不同；2、通过实验，得出每种失效形式的极限功率曲线——P0～n1

曲线（图8-26）P0----链传动不失效所传递的功率。

特定实验条件：两轮端面共面，小链轮Z1=19，Lp=100节，单排链，平稳载荷，推荐的润滑方式，工作寿命15000h。当链传动的工作条件与上述条件不同时，应加以修正。§8-13链传动的设计计算一、链传动的主要参数选择及步骤

1、链的节距和排数

计算功率Pca=KA.P(KW)KA——工况系数单排链所能传递的功率

KZ——小链轮齿数系数