机械技术基础与设计 12

§10.1带传动概述§10.2V带和带轮的结构§10.3带传动的工作能力分析§10.4V带传动的设计§10.5带传动的张紧、安装与维护第10章带传动和链传动§10.6链传动概述§10.7滚子链的结构及标准§10.8

链传动的运动特性§10.9滚子链传动的设计计算§10.10链传动的布置、张紧及润滑10.1带传动概述带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。原动机转动带的传动过程：主动轮转动驱动主动轮从动轮转动带与轮的摩擦印刷机械矿山机械动平衡机建筑机械10.1带传动概述10.1.1

带传动的类型类型平带V带多楔带摩擦型啮合型圆带10.1.1带传动的主要类型10.1带传动概述潘存云教授研制类型平带V带多楔带摩擦型啮合型圆带普通平带片基平带带传动的主要类型类型平带V带多楔带摩擦型啮合型圆带普通Ｖ带窄Ｖ带齿形Ｖ带宽Ｖ带普通Ｖ带是应用最广泛的一种传动带，其传动功率大，结构简单，价格便宜。由于带与带轮槽之间是V型槽面摩擦，故可以产生比平型带更大的有效拉力（约3倍）。联组Ｖ带大楔角Ｖ带带传动的主要类型平带普通Ｖ带窄Ｖ带齿形Ｖ带宽Ｖ带类型V带多楔带摩擦型啮合型圆带联组Ｖ带大楔角Ｖ带带传动的主要类型潘存云教授研制抗拉体平带类型V带多楔带摩擦型啮合型圆形带带传动的主要类型潘存云教授研制平带类型V带多楔带摩擦型啮合型圆形带带传动的主要类型同步带传动齿孔带传动10.1带传动概述10.1.2

带传动的特点和应用

传动平稳,噪声小,可缓冲吸振,有过载保护,可远距离传动,结构简单,制造、安装和维护方便,但传动比不准确,效率较低,寿命较短,且对轴的压力大。特点：应用：

常应用于传动比不要求准确、功率P<100kW、v=5~25m/s、传动比i<5以及有过载保护的场合.10.2V带和带轮的结构10.2.1

普通V带的结构和尺寸标准普通V带和窄V带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例：A－1400GB11544－89国标代号基准长度v带型号10.2V带和带轮的结构普通V带有：Y、Z、A、B、C、D、E7种，已标准化YZABCDE普通V带的尺寸（φ=40˚，h/bp

≈0.7）bbdhφ

型号YZABCDEF顶宽b610131722323850节宽bd5.38.5111419273242

高度h46810.513.51923.530

楔角φ截面面积A（mm2）1847811382304766921173普通V带的截面尺寸40˚10.2V带和带轮的结构10.2.2

普通V带轮的结构10.3带传动的工作能力分析10.3.1

带传动的受力分析带必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上。

带传动时，紧边和松边的拉力差形成有效拉力F。以传动动力和运动。

在带传动过程中，有效拉力不能超过带与轮面间F摩擦力综合的极限值否则带传动会发生打滑，导致传动失效。

在带即将打滑的临界紧边拉力和松边拉力的关系符合欧拉公式：可推知带传动有效拉力F的大小为：10.3带传动的工作能力分析表明，带所传递的圆周力F与下列因素有关：初拉力F0摩擦系数f包角a带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为：10.3带传动的工作能力分析10.3.2

带传动的应力分析通过分析可知，带传动时，皮带中存在着三种应力由拉力产生的拉应力s由离心力产生的离心拉应力sC由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力sb

三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，故带易产生疲劳破坏。10.3带传动的工作能力分析皮带中的应力最大值为：smax=s1+sc+sb1

为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力smax小于等于带材料的许用应力[s]。即smax=s1+sc+sb1≤[s]10.3带传动的工作能力分析10.3.3

带传动的弹性滑动和传动比

由于带的弹性变形而引起带在轮面上滑动的现象，称为弹性滑动。

带传动时，带与轮面之间存在着弹性滑动,这使得从动带轮的圆周速度v2总是低于主动带轮的圆周速度v1。v2相对于v1的降低率称为带传动的滑动率e：10.3带传动的工作能力分析带传动的传动比为从动轮的转速为

随载荷变化而变化。因是变量，故带传动的传动比不准确。弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。10.3带传动的工作能力分析10.4V带传动的设计10.4.1

带传动的失效形式和设计准则带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。

带传动的设计准则：在传递规定功率是不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使用寿命。10.4.2单根V带传递的功率

带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转速、包角和载荷特性等因素。单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。实验条件：传动比i=1、包角α＝180°、特定长度、平稳的工作载荷。10.4V带传动的设计10.4.2V带传动的设计步骤和方法设计的已知条件为：传动的工作情况，功率P，转速n1、n2（或传动比i）以及空间尺寸要求设计内容：确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a及带轮基准直径，画出带轮零件图等。1.确定计算功率式中：

传递的名义功率（如电动机的额定功率，KW）

工作情况系数10.4V带传动的设计工作情况系数KA工作情况KA软启动硬启动每天工作小时数/h＜1010～16＞16＜1010～16＞16载荷变动微小离心式水泵和压缩机、轻型输送机等1.01.11.21.11.21.3载荷变动小压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、木工机械等1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、起重机、冲剪机床、纺织机械、橡胶机械、重载输送机、磨粉机等1.21.31.41.41.51.6载荷变动大破碎机、摩碎机等1.31.41.51.51.61.810.4V带传动的设计2.选择V带的型号

根据计算功率Pc和主动轮（通常是小带轮）转速n1

由右图选择V带型号。

当所选取得结果在两种型号的分界线附近，可以两种型号同时计算，最后从中选择较好的方案点击小图看大图10.4V带传动的设计3.确定带轮基准直径

带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，使带的寿命降低。设计时应取小带轮的基准直径dd1≥ddmin，ddmin

的值查表忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1•n1/n2，dd1、dd2宜取标准值10.4V带传动的设计4.验算带速离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑带速不宜过高，否则单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命带速不宜过低，否则当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多10.4V带传动的设计5.初定中心距a和基准带长Ld

按下式初步确定中心距a0初选a0后，可根据下式计算v带的初选长度L010.4V带传动的设计

根据初选长度L0，由表选取与相近的基准长度Ld作为所选带的长度，然后就可以计算出实际中心距a，即

考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一定的调整余量。中心距的变动范围为

10.4V带传动的设计6.验算小带轮包角

小带轮包角可按下式计算

一般要求，否则应适当增大中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。

7.确定V带根数Z

带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一般应满足z<10。如计算结果超出范围，应改V带型号或加大带轮直径后重新设计。10.单根V带的初拉力F0

10.4V带传动的设计

由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通V带传动，安装新带时的初拉力应为计算值的1.5倍

10.带传动作用在带轮轴上的压力FQ

10.4V带传动的设计10.带轮设计

带轮设计包括以下内容：确定结构类型结构尺寸轮槽尺寸材料画出带轮工作图。

10.4V带传动的设计例10.1设计某鼓风机用普通V带传动。额定功率P=10kW，转速n1=1450r/min，从动轴转速n2=400r/min，中心距约为1500mm，每天工作24h。解：

1）确定计算功率

由表查得1.3，得2）选取普通V带型号根据P=13kW，n=1450mm，由图选用B型普V通带。3）确定带轮基准直径dd1、dd2

根据表和图选取dd1=140mm且dd1=140mm>ddmin=125mm10.4V带传动的设计大轮带轮基准直径dd2为按表，选取标准直径dd2=500mm,实际传动比i、从动轮的实际转速分别为n2=n1/i=1450/3.57r/min=406r/min从动轮的转速误差率为在以内，为允许值10.4V带传动的设计4）验算带速V带速度在5~25m/s范围内。5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a按结构设计要求初步确定中心距10.4V带传动的设计的实际中心距a为中心距a的变动范围为=1427mma=a+0.03Ld

=(1487+0.03*4000)mm=1607mm10.4V带传动的设计6）校验小带轮包角10.5带传动的张紧、安装与维护根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；张紧的目的运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。

常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。10.5.1带传动的张紧10.5带传动的张紧、安装与维护

张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。10.5带传动的张紧、安装与维护10.5.2带传动的安装与维护1.平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持规定的平行度10.5带传动的张紧、安装与维护2.安装皮带时，应通过调整中心距使皮带张紧，严禁强行撬入和撬出，以免损伤皮带。3.不同厂家的V带和新旧不同的V带，不能同组使用4.按规定的张紧力张紧（测定方法如右图）5.加防护罩以保护安全，防酸、碱、油及不在60°以上的环境下工作10.6链传动概述链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低速情况下工作。与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其它不宜采用齿轮传动的场合。10.7滚子链的结构及标准传动链的结构特点1滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成；内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接；滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。外链板内链板套筒滚子销轴滚子链有单排链、双排链、多排链。多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多一般不超过4排。10.7.1滚子链的结构链条的接头处的固定形式有：用开口销固定，多用于大节距链弹簧卡片固定，多用于小节距链10.7滚子链的结构及标准10.7滚子链的结构及标准10.7.２滚子链的标准滚子链的基本参数和尺寸10.8链传动的运动特性一、链传动的速度分析链的平均速度为：链传动的平均传动比为：链条铰链A点的前进分速度上下运动分速度由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点所造成的，故称为链传动的多边形效应。二、链传动的运动不均匀性10.8链传动的运动特性10.9滚子链传动设计计算10.10.1链传动的失效形式10.9滚子链传动设计计算10.10.2功率曲线图10.9滚子链传动设计计算10.10.3设计计算准则对于一般链轮v>0.6m/s的链传动，主要失效形式为疲劳破坏，故设计计算通常以疲劳强度为主并综合考虑其他失效形式的影响。设计准则为：在现实当中，P0不能作为[P]，因而需要对P0进行修正，即10.9滚子链传动设计计算对于一般链轮v≤0.6m/s的链传动，主要失效形式为链条的过载拉断，因此应进行静强度计算，即链条作用在链轮轴上的压力F′可近似取为当有冲击、振动时，式中的系数取大值10.9滚子链传动设计计算10.10.4链传动主要参数的选择1.链的节距和排数

在满足承载能力的前提下，尽量选用较小节距的单排链，当在高速大功率时，可选用小节距的多排链。2.链轮齿数和传动比

为保证传动平稳，减少冲击和动载荷，小链轮齿数不宜过小，大链轮齿数z2=iz1，不宜过多，通常z2<120

链传动的传动比i不宜大于7，一般推荐i=2~3.5。3.中心距和链节数

一般中心距取a<80p，大多数情况下取a=(30~50)p10.9滚子链传动设计计算链条的长度以链节数Lp表示由上式可推导出实际中心距的计算公式10.9滚子链传动设计计算10.10.5链传动的设计计算

一般设计链传动时的已知条件为：传动的用途和工作情况，原动机的类型，需要传递的功率，主动轮的转速，传动比以及外廓安装尺寸等。