《机械设计基础》项目四

机械设计基础全课导航绪论项目一平面机构的运动简图和自由度项目二平面连杆机构项目三凸轮机构和间歇运动机构模块一项目四带传动和链传动项目五齿轮传动项目六蜗杆传动项目七轮系及其传动比计算模块二项目八轴项目九轴承项目十连接、连接件及其他机械零部件模块三项目四带传动和链传动项目导航任务一认识带传动任务二设计普通V带传动任务三了解链传动项目引入本项目将简单介绍带传动的类型、受力分析、应力分析，滚子链的结构、规格，链轮的齿形、结构等，详细介绍普通V带传动和滚子链传动的设计。机械传动形式带传动链传动利用柔性带和带轮的摩擦或啮合来传递运动和动力利用链和链轮轮齿的啮合来传递运动和动力知识目标了解带传动的类型。掌握带传动的受力分析和应力分析。理解带传动中的弹性滑动和打滑现象。掌握普通V带传动设计的基础知识和普通V带传动的设计步骤。目标知识目标了解滚子链的结构、规格、主要参数、长度、标记方法，以及链轮的齿形、尺寸、结构和材料。理解链传动的特点和失效形式。掌握滚子链传动的设计步骤。目标素质目标通过学习带传动中的打滑现象，认识到事物存在两面性，学会全面地认识问题、分析问题和解决问题。通过学习普通V带传动和滚子链传动的设计，培养创新设计思维和严谨的科学精神。目标任务一认识带传动任务引入通过观察，小王发现带传动在日常生活中有着广泛的应用，如缝纫机、跑步机、手扶拖拉机等机器中都用到了带传动。点击跳过案例任务引入学习本任务的相关知识后，请你帮助小王解开疑惑。点击跳过案例一、带传动的类型带传动是由一根或几根环形带紧套在两个带轮上组成的传递运动和动力的机械传动，如图所示。带传动的基本组成带轮环形带一、带传动的类型带传动按工作原理不同摩擦型带传动啮合型带传动一、带传动的类型（一）摩擦型带传动摩擦型带传动依靠带与带轮接触面间的摩擦力来传递运动和动力。摩擦型带传动是较常使用的带传动类型，按带的截面形状不同，可分为以下几种。带的截面形状（a）平带（b）V带（c）多楔带

（d）圆带一、带传动的类型（一）摩擦型带传动1．平带传动平带传动工作时，扁平形的带套在两个或多个中间微凸的带轮上，借助带与带轮的轮缘表面间的摩擦力进行传动。平带传动的传动形式有以下几种。（a）开口传动（b）交叉传动（c）半交叉传动平带传动的传动形式平带传动结构简单，但带与带轮间容易打滑，适用于传动比较小（3左右），中、小功率，中心距较大的传动。一、带传动的类型（一）摩擦型带传动1．平带传动一、带传动的类型（一）摩擦型带传动2．V带传动V带传动工作时，借助V带两侧面与轮槽两壁面间的摩擦力进行传动，V带与轮槽的槽底并不接触，如图所示。V带传动适用于传动比较大（7左右）、中心距较小的传动。V带传动V带V带轮一、带传动的类型（一）摩擦型带传动2．V带传动V带传动优点V带是弹性体，能缓和载荷冲击，因此V带传动工作时运行平稳、无噪声过载时，将引起V带在带轮上打滑，可起到保护整机的作用制造和安装精度不高，维护方便，无须润滑可通过增加V带的长度来适应中心距较大的工作环境V带传动1—V带；2—V带轮一、带传动的类型（一）摩擦型带传动2．V带传动V带传动缺点V带与带轮间的弹性滑动使传动比不准确，传动效率较低传递同样大小的圆周力时，轮轴上的压力比啮合型带传动的大不适用于高温、易燃场合V带传动1—V带；2—V带轮（续表）多楔带是一种由平带和多根V带组合而成的传动带，楔形面是工作面。多楔带兼有平带的弯曲应力小和V带的摩擦力大等优点，因此多楔带传动工作时传动平稳、振动小、发热少、效率高。多楔带传动常用于需要很多根V带或轮轴垂直于地面的场合。一、带传动的类型（一）摩擦型带传动3．多楔带传动圆带传动是指由圆带和带轮组成的摩擦传动。圆带的牵引力小，因此圆带传动常用于轻载仪器中。一、带传动的类型（一）摩擦型带传动4．圆带传动缝纫机属于哪种类型的带传动？课堂互动一、带传动的类型（二）啮合型带传动啮合型带传动依靠齿形带和带轮间的啮合来传递运动和动力。啮合型带传动同步带传动齿孔带传动……一、带传动的类型（二）啮合型带传动1．同步带传动同步带传动工作时，借助带工作面上的齿和带轮上的齿的相互啮合进行传动。同步带以钢丝绳为中心骨架层，以聚氨酯或耐磨橡胶为基体，其中心骨架层能使带在承载后仍保持固定节距，因此同步带传动工作时带与带轮间没有相对滑动，保证了两带轮间的同步传动。同步带传动一、带传动的类型（二）啮合型带传动2．齿孔带传动齿孔带传动工作时，借助带上的孔与带轮上的齿的相互啮合进行传动。齿孔带传动摩擦型带传动和啮合型带传动的区别有哪些？课堂互动二、带传动的受力分析带传动的受力分析（a）静止时（b）工作时1—主动轮；2—从动轮带传动的受力分析二、带传动的受力分析带传动静止时，传动带以一定的初拉力

紧套在带轮上，带两边的拉力相等，如图（a）所示；工作时，带与带轮接触面间产生摩擦力，导致带两边的拉力不再相等。如图（b）所示，带绕进主动轮的一边，拉力由增大到，这一边称为紧边；带绕进从动轮的一边，拉力由

减小到，这一边称为松边。带传动的受力分析（a）静止时（b）工作时1—主动轮；2—从动轮二、带传动的受力分析设在传动过程中，带的总长度不变，则紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，即可得（4-1）二、带传动的受力分析紧边拉力

与松边拉力

之比称为挠性体摩擦的欧拉公式，即式中：

——自然对数的底数；

——带与带轮接触面间的摩擦系数；

——带轮的包角，单位为rad。（4-2）小贴士二、带传动的受力分析在带传动中，包角是指带与带轮接触弧所对应的带轮圆心角。如图所示，、分别为小带轮包角和大带轮包角。包角的大小反映了带与带轮接触面接触弧的长短，包角越小，接触弧的弧长越短，接触面间所产生的摩擦力总和越小，因此包角的大小可反映带传动的传动能力。包角二、带传动的受力分析紧边拉力与松边拉力之差称为有效拉力，用F表示，即带传动所传递的功率P为（4-3）即式中：F ——带传动的有效拉力，单位为N；P ——带传动所传递的功率，单位为kW；v ——带传动的速度，单位为m/s。（4-5）（4-4）二、带传动的受力分析（4-6）式中：

——自然对数的底数；

——带与带轮接触面间的摩擦系数；

——小带轮包角，单位为rad。因小带轮包角

小于大带轮包角，故计算最大有效拉力时，应将代入式中，联立式、

、，解得根据最大有效拉力的计算公式，分析影响最大有效拉力的因素有哪些？课堂互动二、带传动的受力分析由式可知，影响最大有效拉力的因素有以下几项：（1）初拉力。越大，就越大，但

过大，会导致带磨损加剧、带过快松弛，从而使带的寿命降低。若过小，则带所能传递的功率减小，工作时带容易打滑。二、带传动的受力分析由式可知，影响最大有效拉力的因素有以下几项：（2）带与带轮接触面间的摩擦系数。随的增大而增大。对于V带传动，其当量摩擦系数

（为V带轮轮槽的槽角）。显然，所以在相同条件下，V带传动能传递较大的功率。或者说，在传递相同功率时，V带传动的结构更紧凑。二、带传动的受力分析由式可知，影响最大有效拉力的因素有以下几项：（3）小带轮包角

。

越大，带与带轮接触面间的摩擦力就越大，带传动的传动能力就越强。为保证带传动的有效性，需要对带传动进行应力分析，如分析紧边拉力和松边拉力产生的紧边拉应力和松边拉应力、离心力产生的离心拉应力、带绕在带轮上引起的弯曲应力等。三、带传动的应力分析三、带传动的应力分析（一）紧边拉应力和松边拉应力紧边拉应力的计算公式为

（4-7）式中：

——紧边拉力，单位为N；

——紧边拉应力，单位为MPa；

——带的横截面面积，单位为。松边拉应力的计算公式为三、带传动的应力分析（一）紧边拉应力和松边拉应力

（4-8）式中：

——松边拉力，单位为N；

——松边拉应力，单位为MPa；

——带的横截面面积，单位为。紧边拉应力和松边拉应力都与什么有关？课堂互动三、带传动的应力分析（二）离心拉应力当带绕上带轮时，产生的离心力会在该段带的两边引起拉力，计算公式为

（4-9）式中：

——离心力引起的拉力，单位为N；m ——带的单位长度质量，单位为kg/m；v ——带速，单位为m/s。三、带传动的应力分析（二）离心拉应力离心力只发生在做圆周运动的部分带上，由此引起的拉力却作用于整条带上，故离心拉应力的计算公式为

（4-10）式中：

——离心拉应力，单位为Mpa；A ——带的横截面面积，单位为。由此可见，在高速带传动中，为减小离心拉应力，宜采用轻质带。影响离心拉应力大小的物理量有哪些？课堂互动三、带传动的应力分析（三）弯曲应力弯曲应力的计算公式为

（4-11）式中：

——弯曲应力，单位为MPa；E ——带的弹性模量，单位为MPa；h ——带的中性层到最外层的垂直距离，单位为mm；D ——带轮直径，单位为mm。带绕上带轮弯曲时，其长度、宽度均保持不变的层面称为中性层。小贴士三、带传动的应力分析三、带传动的应力分析（三）弯曲应力带传动工作时，带的应力分布情况如图所示。各截面应力的大小用自该处引出的径向线或垂直线的长短来表示。

带的应力分布情况三、带传动的应力分析（三）弯曲应力

带的应力分布情况

（4-12）式中：

——紧边拉应力，单位为MPa；

——离心拉应力，单位为Mpa；

——小带轮上带的弯曲应力，单位为MPa。由图可知，最大应力出现在紧边开始绕上小带轮处，其值为三、带传动的应力分析（三）弯曲应力由于带在交变应力状态下工作，当应力循环次数达到一定值时，带将发生疲劳破坏。为保证带有足够的疲劳寿命，应使最大应力不大于带的许用应力，即

（4-13）小贴士三、带传动的应力分析

是在、规定的带长、规定的应力循环次数和载荷平稳等条件下通过试验确定的。课堂活动三、带传动的应力分析一平带传动，传动功率为15kW，带速为15m/s，带在小带轮上的包角为170º（2.97rad），带的厚度为4.8mm、宽度为100mm、密度为，带与带轮接触面间的摩擦系数为0.3。试求：（1）带传动的有效拉力

F。（2）紧边拉力F1和松边拉力F2

。（3）离心力在带中引起的拉力

。（4）初拉力。四、带传动中的弹性滑动和打滑现象（一）弹性滑动现象在工作过程中，带在紧边时被弹性拉长，到松边时又发生弹性收缩，因此带在带轮上发生了微小的局部滑动，这种现象称为弹性滑动。弹性滑动现象是摩擦型带传动正常工作时的固有特性，是不可避免的，故对于要求精确传动比的场合，是不能采用带传动（同步带传动除外）的。带传动中的弹性滑动现象四、带传动中的弹性滑动和打滑现象（一）弹性滑动现象弹性滑动的大小可用滑动率ε

表示（4-14）其中（4-15）式中：

、

——分别为带在主动轮和从动轮上的圆周速度，单位为m/s；

、

——分别为主动轮和从动轮的转速，单位为r/min；

、

——分别为主动轮和从动轮的基准直径，单位为mm。式（4-14）（4-15）式（4-16）验算带速v四、带传动中的弹性滑动和打滑现象（一）弹性滑动现象由式（4-14）和式（4-15）得带传动的实际传动比为（4-16）由于带传动的滑动率很小（ε

≈1％~2％），一般计算时可不考虑，因此取传动比为（4-17）式（4-14）（4-15）式（4-16）当带传动的工作载荷超过带与带轮之间的极限摩擦力时，带与带轮之间会产生显著的相对滑动（一般发生在包角较小的小带轮上），这种现象称为打滑。打滑会加剧带的磨损，从而导致传动失效。但打滑并不总是有害的，当带传动所传递的功率突然增大并超过设计功率时，打滑可以起到过载保护的作用，避免机器因过载而损坏。四、带传动中的弹性滑动和打滑现象（二）打滑现象试比较弹性滑动和打滑现象，并将表补充完整。课堂活动四、带传动中的弹性滑动和打滑现象弹性滑动和打滑现象的比较现象弹性滑动打滑产生原因

能否避免

利与弊

任务实施参加带传动知识竞赛通过参加带传动知识竞赛，加深对带传动的认识。【实施流程】（1）学生自由分组，每组3～4人。（2）以小组为单位，了解知识竞赛的选题范围，搜集相关资料，掌握与带传动相关的知识，如带传动的类型、特点、受力分析、应力分析等。任务实施参加带传动知识竞赛通过参加带传动知识竞赛，加深对带传动的认识。【实施流程】（3）从全班同学中选出裁判与计分员，各小组根据老师所出的题目进行抢答，答对一题得1分，答错一题扣1分，得分多的小组获胜。老师可根据实际情况给予获胜小组一定奖励。任务实施参加带传动知识竞赛通过参加带传动知识竞赛，加深对带传动的认识。【实施流程】（4）小组成员整理自己在知识竞赛过程中答错或答不出来的题目及其正确答案，总结自己在此活动中的收获，并将这些内容以word文档的形式提交给老师。课堂训练在学习完本节内容之后，请你简述带传动的类型、受力分析、应力分析和带传动中的弹性滑动和打滑现象？课堂训练认识带传动带传动的类型带传动的受力分析带传动的应力分析带传动中的弹性滑动和打滑现象任务二设计普通V带传动任务引入通过学习带传动的基础知识，小王了解到对于功率较小、转速较低的机器来说，V带传动是一种简单、可靠的动力传输方式，因此其在日常生活中有着广泛的应用。点击跳过案例任务引入例如，电风扇的电动机通过V带传动将动力传递到扇叶，使得扇叶旋转，从而产生凉风；水泵的电动机通过V带传动将动力传递到泵轴，使得泵轴旋转，从而实现水的输送。点击跳过案例任务引入此外，V带传动也被广泛应用于割草机、摩托车等轻型机械中。那么，该如何根据工作需要设计普通V带传动呢？点击跳过案例任务引入学习本任务的相关知识后，请你帮助小王解开疑惑。点击跳过案例一、普通V带传动设计的基础知识（一）V带V带按截面形状和尺寸不同普通V带窄V带宽V带应用最为广泛一、普通V带传动设计的基础知识（一）V带普通V带为无接头的环形带，主要由以下几部分组成。V带的截面结构（a）帘布芯结构V带（b）绳芯结构V带1—顶胶；2—抗拉体；3—底胶；4—包布抗拉体为胶帘布的V带，抗拉强度大，承载能力较强抗拉体为胶线绳的V带，柔韧性好，抗弯强度大，但承载能力较差一、普通V带传动设计的基础知识（一）V带如图所示，V带的顶宽用W表示，高度用T表示。当V带绕V带轮弯曲时，在V带中保持原长度不变的周线称为节线，由全部节线构成的面称为节面，节面的宽度称为节宽，用表示。

V带截面基本尺寸V带顶宽与节宽有着怎样的关系？课堂互动一、普通V带传动设计的基础知识（一）V带尺寸参数V带型号YZABCDE节宽

5.38.511.014.019.027.032.0顶宽

6.010.013.017.022.032.038.0高度

4.06.08.011.014.019.023.0带的单位长度质量

0.0230.0600.1050.1700.3000.6300.970普通V带截面有多种型号，常见的有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，其截面基本尺寸如表所示。不同型号V带的截面基本尺寸例4-2（7）截面基本尺寸（表）仔细观察表格，从Y型号到E型号，V带的截面如何变化？质量如何变化？课堂互动一、普通V带传动设计的基础知识（一）V带V带型号YZABCDE/mm/mm/mm/mm/mm/mm/mm2002240.810.824054750.870.906307000.810.8393010000.830.84156517600.820.85274031000.820.86466050400.910.92在V带轮上，与所配用V带的节宽

相对应的直径称为基准直径

。V带在规定的张紧力下，位于基准直径上的周线长度称为基准长度

；在其他情况下，需要对基准长度进行修正，故引入带长修正系数

。普通V带的基准长度

和带长修正系数如表所示。普通V带的基准长度和带长修正系数式4-18带长修正系数（表）式4-22例4-1例4-2（4）（6）一、普通V带传动设计的基础知识（一）V带（续表）V带型号YZABCDE/mm/mm/mm/mm/mm/mm/mm2002242502803153554000.810.820.840.870.890.920.964054755306257007809200.870.900.930.960.991.001.04630700790890990110012500.810.830.850.870.890.910.939301000110012101370156017600.830.840.860.870.900.920.9415651760195021952420271528800.820.850.870.900.920.940.9527403100333037304080462054000.820.860.870.900.910.940.9746605040542061006850765091500.910.920.940.960.991.011.05式4-18带长修正系数（表）式4-22例4-1例4-2（4）（6）一、普通V带传动设计的基础知识（一）V带（续表）V带型号YZABCDE/mm/mm/mm/mm/mm/mm/mm4505001.001.0210801330142015401.071.131.141.5414301550164017501940205022000.960.980.991.001.021.041.0619502180230025002700287032000.970.991.011.031.041.051.0730803520406046005380610068150.970.991.021.051.081.111.1461006840762091401070012200137000.991.021.051.081.131.161.19122301375015280168001.111.151.171.19式4-18带长修正系数（表）式4-22例4-1例4-2（4）（6）一、普通V带传动设计的基础知识（一）V带V带型号YZABCDE/mm/mm/mm/mm/mm/mm/mm2300248027001.071.091.103600406044304820537060701.091.131.151.171.201.2476009100107001.171.211.24152001.21式4-18带长修正系数（表）式4-22例4-1例4-2（4）（6）（续表）仔细观察表格，同一型号的V带，其基准长度和带长修正系数有何关系？课堂互动一、普通V带传动设计的基础知识（二）V带轮1．V带轮轮缘的各部分尺寸如图所示，V带轮由轮缘（用于安装V带轮的部分，有轮槽）、轮毂（带轮与轴配合的部分）和轮辐（用于连接轮缘和轮毂的部分）三部分组成。V带轮轮缘的截面图如图所示。

V带轮轮缘的截面图V带轮的结构轮缘轮毂轮辐一、普通V带传动设计的基础知识（二）V带轮1．V带轮轮缘的各部分尺寸尺寸参数槽型YZABCDE基准宽度

5.38.511.014.019.027.032.0基准线至槽顶的距离

1.62.02.753.54.88.19.6基准线至槽底的距离

4.77.08.710.814.319.923.4轮槽中心至端面的距离

6.07.09.011.516.023.028.0槽间距

8±0.312±0.315±0.319±0.425.5±0.537±0.644.5±0.7槽角

32°±0.5°对应的基准

直径

≤60——————34°±0.5°—≤80≤118≤190≤315——36°±0.5°＞60————≤475≤60038°±0.5°—＞80＞118＞190＞315＞475＞600V带轮轮缘各部分尺寸V带两侧面间的夹角为40º，但V带在V带轮上弯曲时，由于截面变形，两侧面间的夹角将变小。为了使V带在传动过程中一直紧贴轮槽两侧，将V带轮的槽角规定为32º、34º、36º、38º

，具体尺寸随V带轮的直径而定。小贴士一、普通V带传动设计的基础知识一、普通V带传动设计的基础知识（二）V带轮2．V带轮的材料和结构V带轮的制成材料铸铁钢铝合金铜合金工程塑料……一般情况下，可根据带速v选用V带轮的材料。例如，当v≤25m/s时，可选用灰铸铁；当v＞25m/s时，可选用铸钢。此外，在小功率V带传动中，V带轮可采用铝合金或工程塑料。一、普通V带传动设计的基础知识（二）V带轮2．V带轮的材料和结构铸铁制V带轮有（如图所示）等结构。

（a）实心式

（b）辐板式

（c）孔板式

（d）轮辐式

铸铁制V带轮的结构在实际应用中，可根据基准直径

的大小来选用合适的结构形式。一、普通V带传动设计的基础知识（三）单根普通V带的基本额定功率和额定功率1．单根普通V带的基本额定功率A型B型C型返回单根普通V带在试验条件（如传动比为1、包角为180°、特定基准长度、载荷平稳等）所能传递的功率称为基本额定功率，用表示。当传动比不为1时，V带在大带轮上的弯曲应力较小，可使增大，即存在功率增量。单根普通V带的基本额定功率

和由传动比引起的功率增量的推荐值如表所示。一、普通V带传动设计的基础知识（三）单根普通V带的基本额定功率和额定功率1．单根普通V带的基本额定功率V

带

型

号小带轮转速小带轮基准直径

传动比i75901001121251401601801.13

～

1.181.19

～

1.241.25

～

1.341.35

～

1.511.52

～

1.99

2.00基本额定功率

由传动比引起的功率增量

A7000.580.841.011.211.421.661.982.290.040.050.060.070.080.098000.640.931.121.341.581.862.212.560.040.050.070.080.090.109500.731.061.281.541.822.142.552.950.050.060.080.090.100.1212000.861.271.541.862.202.583.083.560.070.080.100.110.130.15单根A型V带的基本额定功率和由传动比引起的功率增量的推荐值例4-2（6）A型B型C型返回一、普通V带传动设计的基础知识（三）单根普通V带的基本额定功率和额定功率1．单根普通V带的基本额定功率（续表）V

带

型

号小带轮转速小带轮基准直径

传动比i75901001121251401601801.13

～

1.181.19

～

1.241.25

～

1.341.35

～

1.511.52

～

1.99

2.00基本额定功率

由传动比引起的功率增量

A14500.981.471.782.152.552.993.574.130.080.100.120.140.160.1816001.051.581.922.322.753.233.854.450.090.110.130.150.170.2020001.211.852.262.743.253.814.545.230.110.140.160.190.220.25例4-2（6）A型B型C型返回一、普通V带传动设计的基础知识（三）单根普通V带的基本额定功率和额定功率1．单根普通V带的基本额定功率V

带

型

号小带轮转速小带轮基准直径

传动比i1251401601802002242502801.13

～

1.181.19

～

1.241.25

～

1.341.35

～

1.511.52

～

1.99

2.00基本额定功率

由传动比引起的功率增量

B4001.131.401.742.082.422.813.243.720.060.070.090.100.120.137001.752.182.743.293.844.485.165.920.100.130.150.180.200.238001.932.413.043.664.274.995.746.590.120.140.170.200.230.269502.192.753.484.194.895.716.577.540.140.170.210.240.270.31单根B型V带的基本额定功率和由传动比引起的功率增量的推荐值A型B型C型返回一、普通V带传动设计的基础知识（三）单根普通V带的基本额定功率和额定功率1．单根普通V带的基本额定功率（续表）V

带

型

号小带轮转速小带轮基准直径

传动比i1251401601802002242502801.13

～

1.181.19

～

1.241.25

～

1.341.35

～

1.511.52

～

1.99

2.00基本额定功率

由传动比引起的功率增量

B12002.593.274.155.015.846.827.848.960.170.220.260.300.350.3914502.943.734.755.746.707.808.9410.170.210.260.310.370.420.4716003.133.995.096.147.168.339.5210.790.230.290.350.400.460.52A型B型C型返回一、普通V带传动设计的基础知识（三）单根普通V带的基本额定功率和额定功率1．单根普通V带的基本额定功率V

带

型

号小带轮转速小带轮基准直径

传动比i2002242502803153554004501.13

～

1.181.19

～

1.241.25

～

1.341.35

～

1.511.52

～

1.99

2.00基本额定功率

由传动比引起的功率增量

C5004.034.945.906.998.259.6511.1912.850.200.250.300.350.400.456004.635.696.818.099.5411.1612.9314.830.240.300.360.420.480.547005.196.407.679.1210.7612.5714.5516.660.280.350.420.490.560.638005.727.078.4910.0911.9013.8916.0518.320.320.400.480.560.640.72单根C型V带的基本额定功率和由传动比引起的功率增量的推荐值A型B型C型返回一、普通V带传动设计的基础知识（三）单根普通V带的基本额定功率和额定功率1．单根普通V带的基本额定功率（续表）V

带

型

号小带轮转速小带轮基准直径

传动比i2002242502803153554004501.13

～

1.181.19

～

1.241.25

～

1.341.35

～

1.511.52

～

1.99

2.00基本额定功率

由传动比引起的功率增量

C9506.467.999.6211.4313.4715.7018.0620.510.380.470.570.660.760.8512007.539.3611.2613.3715.7018.1920.7423.240.480.600.720.840.961.0814508.4110.4812.6114.9317.4219.9822.4624.680.580.720.871.011.161.30A型B型C型返回三种类型V带的基本额定功率和由传动比引起的功率增量有哪些改变？课堂互动一、普通V带传动设计的基础知识（三）单根普通V带的基本额定功率和额定功率2．单根普通V带的额定功率在实际工作条件下，应对基本额定功率

进行修正，故引入单根普通V带的额定功率

，其计算公式为（4-18）式中：

——单根普通V带的额定功率，单位为kW；

——单根普通V带的基本额定功率，单位为kW；

——由传动比引起的功率增量，单位为kW；

——带长修正系数，其值如表所示；

——包角修正系数，考虑包角θ

≠180º时，其对传动能力的影响。包角修正系数（表）式4-18带长修正系数（表）一、普通V带传动设计的基础知识（三）单根普通V带的基本额定功率和额定功率2．单根普通V带的额定功率180°1.00133°0.87174°0.99127°0.85169°0.97120°0.82163°0.96113°0.80157°0.94106°0.77151°0.9399°0.73145°0.9191°0.70139°0.8983°0.65包角修正系数例4-2（6）包角修正系数（表）式4-18带长修正系数（表）二、普通V带传动的设计步骤普通V带传动的设计步骤如下：确定设计功率选择V带的型号确定V带轮的基准直径确定中心距和带的基准长度验算小带轮包角确定V带的根数计算单根V带的初拉力计算带作用在轴上的力确定V带轮的结构和尺寸二、普通V带传动的设计步骤（一）确定设计功率工况工况系数

空、轻载启动重载启动每天工作小时数/h＜1010～16＞16＜1010～16＞16载荷变动最小液体搅拌机、鼓风机（不大于

7.5

kW）、离心式水泵、轻负荷输送机等1.01.11.21.11.21.3设输入功率为P，工况系数为

，则设计功率为（4-19）工况系数工况系数（表）例4-2（1）二、普通V带传动的设计步骤（一）确定设计功率（续表）工况工况系数

空、轻载启动重载启动每天工作小时数/h＜1010～16＞16＜1010～16＞16载荷变动小带式输送机、鼓风机（大于

7.5

kW）、旋转式水泵（非离心式）、发电机、金属切削机床、印刷机等1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、往复式水泵、起重机、冲剪机床、纺织机械等1.21.31.41.41.51.6工况系数（表）例4-2（1）二、普通V带传动的设计步骤（一）确定设计功率（续表）工况工况系数

空、轻载启动重载启动每天工作小时数/h＜1010～16＞16＜1010～16＞16载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）、磨碎机等1.31.41.51.51.61.8注：1．空、轻载启动适用于电动机（交流启动、三角启动、直流并励），四缸以上的内燃机，装有离心式离合器、液力联轴器的动力机。2．重载启动适用于电动机（联机交流启动、直流复励或串励）、四缸以下的内燃机。3．在反复启动、正反转频繁等情况下，普通V带的工况系数应乘以1.2。工况系数（表）例4-2（1）二、普通V带传动的设计步骤（二）选择V带的型号普通V带选型图根据设计功率

和小带轮转速，选择普通V带的型号，因Y型V带主要传递运动，故未在图中表示出来。若由和两个参数确定的坐标点位于两种型号的分界线附近，则可同时计算两种型号的相关数据，待比较后择优选用。例4-2（2）选型图（3）二、普通V带传动的设计步骤（三）确定V带轮的基准直径1．确定小带轮的基准直径槽型YZABCDE205075125200355500若小带轮的基准直径过小，则带受到的弯曲应力将过大，会导致带的寿命减少。因此，小带轮的基准直径不宜过小，应使。为普通V带轮的最小基准直径，其值如表所示。普通V带轮的最小基准直径单位：mm二、普通V带传动的设计步骤小带轮的带速v可由式（4-15）求得。若v过小，则传递的功率小；若v过大，则离心力大。一般取5m/s≤v≤25m/s，若v超出此范围，则应重选小带轮的基准直径。（三）确定V带轮的基准直径2．验算带速v式4-15验算带速v二、普通V带传动的设计步骤（三）确定V带轮的基准直径3．确定大带轮的基准直径大带轮的基准直径

的计算公式为（4-20）小贴士二、普通V带传动的设计步骤槽型Y20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、56、80、90、100、112、125Z50、56、63、71、75、80、90、100、112、125、132、140、150、160、180、200、224、250、280、315、355、400、500、630A75、80、85、90、95、100、106、112、118、125、132、140、150、160、180、200、224、250、280、315、355、400、450、500、560、630、710、800计算出、后，应根据表选取V带轮的基准直径。V带轮的基准直径单位：mm基准直径例4-2（3）小贴士二、普通V带传动的设计步骤（续表）槽型B125、132、140、150、160、170、180、200、224、250、280、315、355、400、450、500、560、600、630、710、750、800、900、1000、1120C200、212、224、236、250、265、280、300、315、335、355、400、450、500、560、600、630、710、750、800、900、1000、1120、1250、1400、1600、2000D355、375、400、425、450、475、500、560、600、630、710、750、800、900、1000、1060、1120、1250、1400、1500、1600、1800、2000基准直径例4-2（3）小贴士二、普通V带传动的设计步骤（续表）槽型E500、530、560、600、630、670、710、800、900、1000、1120、1250、1400、1500、1600、1800、2000、2240、2500基准直径例4-2（3）已知一通风机选用异步电动机驱动，异步电动机的转速为1460r/min，通风机的转速为640r/min，通风机的输入功率为9kW。若此通风机选用V带传动，请计算带轮的基准直径。课堂活动二、普通V带传动的设计步骤什么是中心距？中心距如果选择不合适会有哪些影响？课堂互动二、普通V带传动的设计步骤（四）确定中心距和带的基准长度1．选定初定中心距中心距越大，带的长度越长，单位时间内带弯曲的次数越少，带的寿命就越长。但中心距过大易引起带传动抖动，影响带传动正常进行；中心距过小又会导致小带轮包角过小，使带传动的传动能力变差。设计时，初定中心距的取值范围为（4-21）二、普通V带传动的设计步骤（四）确定中心距和带的基准长度2．选定初定基准长度由带传动的几何关系初算带的初定基准长度，即（4-22）根据的圆整值，在表中选取带的基准长度

。式4-22带的基准长度（表）二、普通V带传动的设计步骤（四）确定中心距和带的基准长度3．确定实际中心距C传动系统的实际中心距C

的计算公式为（4-23）式中：C ——实际中心距，单位为mm；

——基准长度，单位为mm；

——小带轮的基准直径，单位为mm；

——大带轮的基准直径，单位为mm。式4-23式4-24二、普通V带传动的设计步骤（四）确定中心距和带的基准长度3．确定实际中心距C由式（4-23）计算实际中心距较为烦琐，可将实际中心距的计算公式简化为（4-24）式4-23式4-24小贴士二、普通V带传动的设计步骤考虑到带传动需要安装、调整，实际中心距C一般可在范围内变动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【例4-1】一普通V带传动，已知带的型号为A型，两个V带轮的基准直径分别为125mm和250mm，初定中心距

，试确定实际中心距C。【解】根据已知条件，计算带的初定基准长度

为根据表，选取带的基准长度为1550mm，则实际中心距C为例4-1带的基准长度（表）二、普通V带传动的设计步骤（五）验算小带轮包角小带轮包角

的计算公式为（4-25）一般情况下，应使。二、普通V带传动的设计步骤（六）确定V带的根数传动系统应用V

带的根数Z的计算公式为（4-26）式中：Z ——V带的根数；

——设计功率，单位为kW；

——单根普通V带的额定功率，单位为kW。二、普通V带传动的设计步骤（六）确定V带的根数为了使每根V带受力均匀，V带的根数不宜过多，不同型号的V带可选用的最大根数如表所示。若计算结果不理想，应重选V带型号或加大V带轮直径后重新设计。不同型号的V带可选用的最大根数带型YZABCDE1256889二、普通V带传动的设计步骤（七）计算单根V带的初拉力（4-27）式中：

——单根V带的初拉力，单位为N；

——包角修正系数；

——设计功率，单位为kW；Z ——V带的根数；m ——V带的单位长度质量，单位为；v ——带速，单位为m/s。为充分发挥V带的传动能力，同时保证V带的使用寿命，单根V带的初拉力

的计算公式为二、普通V带传动的设计步骤（八）计算带作用在轴上的力（a）（b）为了设计支撑带轮的轴和轴承，需确定带作用在轴上的力Fr。如图所示，当不考虑带两边的拉力差时，带两边的初拉力F0的合力即为带作用在轴上的力。带作用在轴上的力二、普通V带传动的设计步骤（八）计算带作用在轴上的力

的计算公式为（4-28）式中：

——带作用在轴上的力，单位为N；Z ——V带的根数；

——单根V带的初拉力，单位为N；

——小带轮包角，单位为（

）。二、普通V带传动的设计步骤可以根据V带轮的基准直径选择V带轮的结构，根据V带的型号确定轮槽尺寸，V带轮的其他尺寸可根据一些经验公式计算得到。确定了V带轮的各部分尺寸后，即可绘制零件图，并按照工艺要求标注出相应的技术要求。（九）确定V带轮的结构和尺寸【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（1）确定设计功率。查表（工况系数），取，则设计功率为工况系数（表）例4-2（1）【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（2）选择V带的型号。由设计功率和转速，查图（普通V带选型图），选取V带的型号为A型。例4-2（2）选型图【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（3）确定V带轮的基准直径。由图（普通V带选型图）可知，A型V带小带轮的基准直径

的取值范围为112～140mm。选型图例4-2（3）【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（3）确定V带轮的基准直径。查表（V带轮的基准直径），取，可得带速v为5m/sv25m/s，故无须重选小带轮的基准直径。基准直径例4-2（3）【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（3）确定V带轮的基准直径。大带轮的基准直径为查表（V带轮的基准直径），取。基准直径例4-2（3）【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（4）确定中心距和带的基准长度。选定初定中心距为【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（4）确定中心距和带的基准长度。则带的初定基准长度为【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤带的基准长度(表)例4-2（4）【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（4）确定中心距和带的基准长度。查表（带的基准长度表），对于A型V带，选用基准长度

。实际中心距。【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（5）验算小带轮包角。小带轮包角为因为，故中心距合适。【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（6）确定V带的根数。根据小带轮转速和基准直径，查表（基本额定功率表），取基本额定功率。根据传动比，查表（基本额定功率表），得功率增量。基本额定功率(表)例4-2（6）【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（6）确定V带的根数。由小带轮包角θ1

=164º，查表（包角修正系数），取包角修正系数Kθ

=0.96；由A型V带基准长度Ld=2050mm，查表（带长修正系数表），取带长修正系数KL=1.04，则有将计算结果向上圆整，取Z=4。例4-2（6）带长修正系数（表）包角修正系数（表）【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（7）计算单根V带的初拉力。查表（V带的截面基本尺寸），取带的单位长度质量m=0.105kg/m，则每根V带的初拉力F0为例4-2（7）截面基本尺寸（表）【例4-2】已知一带式输送机采用普通V带传动，电动机的额定功率，小带轮转速，大带轮转速，单班制工作（每天工作8h）。试设计此普通V带传动。同步例题二、普通V带传动的设计步骤【解】此普通V带传动的设计步骤如下：（8）计算带作用在轴的力。带作用在轴上的力为（9）确定V带轮的结构和尺寸（略）。任务实施设计一铣床用的普通V带传动铣床是指以铣刀作为刀具来加工工件的机床，用于铣削平面、成形表面等。工作时，铣刀做旋转切削运动，安装在工作台上的工件做进给运动。已知一铣床电动机与主轴箱之间采用普通V带传动，电动机额定功率，转速，从动轮转速，两带轮中心距约为500mm，两班制工作。请设计此普通V带传动。已知条件实施流程（1）（2）（3）任务实施设计一铣床用的普通V带传动【实施流程】（1）根据已知条件，设计此铣床用的普通V带传动，要求写出具体的设计步骤。可按照以下步骤进行设计：①确定设计功率

②选择V带的型号③确定带轮的基准直径和④确定中心距C和带的基准长度⑤验算小带轮包角

已知条件实施流程（1）（2）（3）任务实施设计一铣床用的普通V带传动【实施流程】（1）根据已知条件，设计此铣床用的普通V带传动，要求写出具体的设计步骤。可按照以下步骤进行设计：⑥确定V带的根数Z⑦计算单根V带的初拉力⑧计算带作用在轴上的力⑨确定V带轮的结构和尺寸已知条件实施流程（1）（2）（3）任务实施设计一铣床用的普通V带传动【实施流程】（2）将设计过程记录下来并提交给老师。（3）老师对学生提交的作业进行点评。已知条件实施流程（1）（2）（3）课堂训练在学习完本节内容之后，请你简述普通V带传动的基础知识和设计步骤？课堂训练设计普通V带传动普通V带传动设计的基础知识普通V带传动的设计步骤任务三了解链传动任务引入通过观察，小王发现链传动在日常生活中有着广泛的应用。点击跳过案例任务引入例如，自行车的动力传递系统中使用了链传动，链条将脚踏踏板的力量传递到后轮，使自行车能够前进；在自动扶梯中，链条带动链轮，链轮又驱动扶梯的梯级，使人们能够方便地上下楼；在物流输送设备中，链条和链轮被用来传递动力，从而将物品快速、准确地从一个地方输送到另一个地方。点击跳过案例任务引入那么，链传动有哪些特点？该如何设计日常生活中较为常见的链传动？点击跳过案例任务引入学习本任务的相关知识后，请你帮助小王解开疑惑。点击跳过案例一、链条和链轮链传动是指借助链条和链轮轮齿的啮合来传递运动和动力的机械传动，一般由轴线平行的主动链轮、从动链轮和绕在两轮上的一条封闭链条组成。链传动链传动主动链轮从动链轮链条一、链条和链轮（一）链条按结构形式的不同，链条可分为如图所示的几种结构形式。本任务主要介绍滚子链。（a）滚子链（b）弯板链（c）齿形链链条的结构形式滚子链由哪几部分组成？课堂互动一、链条和链轮（一）链条1．滚子链的结构1—内链板；2—外链板；3—销轴；4—套筒；5—滚子滚子链的结构滚子链的结构一、链条和链轮（一）链条1．滚子链的结构滚子链由如图所示的五个部分组成。其中，内链板与套筒之间为过盈配合，构成内链节；外链板与销轴之间为过盈配合，构成外链节；销轴