《液压传动》-项目三带传动和链传动

项目导入：

一辆长途载客汽车行驶在高速路上，忽然车后部冒起了白色的雾气，驾驶员及车上乘客急忙下车，检视后发现是驱动水泵的传动带松旷，继续深入检查，找到传动带松旷的原因是其张紧轮的固定螺母断裂脱落，从而导致水泵无法转动，发动机过热“开锅”，冒出白色的蒸汽。一、带传动类型1、带传动的组成带传动由主动轮1、从动轮2和张紧在两轮上的传动带3组成。任务一带传动1）按传动原理分（1）摩擦带传动

靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等；（2）啮合带传动

靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。2、带传动的主要类型2.按用途分（1）传动带

传递动力用。（2）输送带

输送物品用3.

按传动带的截面形状分

（1）平带

平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。应用：大理石切割机

（2）V带：截面形状为梯形，两侧面为工作表面。应用：发动机

（3）多楔带：它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可传递很大的功率。应用：发动机

（4）圆形带：横截面为圆形。只用于小功率传动。应用：家用缝纫机（5）齿形带（同步带）：应用：发动机

机器人关节

平带V带多楔带齿形带圆带大理石切割机发动机缝纫机1、结构简单，适用于两轴中心距较大的场合；2、胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声；3、过载时可产生打滑，能防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用，但不能保持准确的传动比；4、传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大；5、外廓尺寸大，传动效率低（0.94-0.96）。6、传动比不稳定，传动装置外形尺寸较大，效率较低，带的寿命较短以及不适合高温易燃场合等二、带传动的特点三、传动带和带轮（一）普通V带1、种类：普通V带、窄V带、宽V带、接头V带、齿形V带2、普通V带结构：包布层、顶胶层、抗拉体层、底胶层3、V带是标准件，按截面尺寸分为Y、Z、A、B、C、D、E7种型号

参数：节面——当V带受弯曲时，长度不变的中性层节宽——节面的宽度bp相对高度——V带高度h与节宽bp之比。约为0.7带轮基准直径——V带轮上与所配V带节宽bp相对应的带轮直径

带的基准长度——V带在带轮上张紧后，位于带轮基准直径上的周线长度Ld

4、V带轮（1）材料：灰铸铁；牌号HT150或HT200；转速高采用铸钢（2）铸造V带轮的结构：实心式

轮辐带轮

腹板式

孔板式

（二）齿形同步带单面齿同步带的规格标记依次为长度代号、型号、宽度代号、标准号。

例如：同步带的规格124MXL0212HG/T2703

其中：

124为长度代号，表示节线长314.96mm（12.4in）;MXL为型号，表示节距2.032mm（0.080in）0212为宽度代号，表示带宽度为6.4mm（0.212in）HG/T2703为标准号。对称式双面齿同步带的型号标记应在相应的单面齿同步带型号前加DA，交叉式双面齿同步带的型号标记应在相应单面齿同步带型号前加DB，其余标记表示方法不变。（一）

带的应力分析2、拉应力紧边拉应力：

松边拉应力：3、离心应力4、弯曲应力四、普通V带传动1、初拉力F0，上下边相等由图可知，带上最大应力发生在带的紧边进入小带轮处。其应力值为：σmax=σ1+σb1+σc带传动的应力分布打滑、疲劳破坏、磨损五、带传动的失效形式

1、打滑

带传动是靠摩擦传递动力的，当传递的圆周力超过了极限摩擦力，带将在带轮轮面上发生明显的滑动，称为打滑。与弹性滑动不同。

弹性滑动:带传动在工作时带在紧边和松边受到不同的拉力，紧边拉力大，相应的弹性伸长量也大。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动称为带的弹性滑动。这是带传动工作时不可避免的正常现象。

打滑虽然使传动失效并加剧带的磨损，但也可以起到过载情况下保护其他零件的作用。

避免打滑方法：

（1）增加张紧力

增加张紧力能加大摩擦力，从而提高所传递的最大动力，但会降低传动带的寿命；

（2）增大包角V带小轮上的包角不得小于120°。2、带的疲劳破坏

带在交变应力下工作，容易发生疲劳破坏，如脱皮、撕裂和拉断。3、磨损

带通过和带轮之间的摩擦传递动力，因此不可避免的会产生磨损。

六、带传动的安装、维护和张紧1、V带传动的安装和维护1）安装时，两带轮轴必须平行，两轮轮槽要对齐，否则将加剧带的摩擦，甚至使带从带轮上脱落。2）胶带不宜与酸、碱或油接触，工作温度不应超过60ºC。3）带传动装置应加保护罩。4）定期检查胶带，发现其中一根过度松弛或疲劳损坏时，应全部更换新带，不能新旧并用。如果旧胶带尚可使用，应测量长度，选长度相同的组合使用。(a)(b)定期张紧装置；（c）自动张紧装置；(d)利用张紧轮方式2、V带传动的张紧自动张紧装置张紧轮装置七、带传动在汽车上的应用1、汽车发动机上凸轮轴的驱动

凸轮轴为中置或者上置式时，曲轴通常通过同步齿形带来驱动凸轮轴，称为正式齿形带。2、汽车发动机上发电机、空气压缩机、水泵轴等的驱动汽车发动机上发电机、空气压缩机、水泵轴等通常时通过两根V带来驱动的。

当发动机的功率较大时，往往采用多楔带进行传动。捷达1.6升12气门发动机多楔带传动如右图所示，曲轴就是通过多楔带驱动发电机、水泵轴的。3、无级自动变速器

汽车底盘传动系统中的变速器，有手动挡和自动挡两种，其作用为传递动力的同时根据需要改变转速和转矩。自动变速器中的一种即为无级变速器，它的速比变化系统采用的就是带传动。一、链传动概述1.链传动的组成

链传动由主动链轮1、从动链轮2和环形链条3组成。任务二、链传动

2、链传动的传动比

如下图所示，主从动链轮虽然长度不同、齿数不同、转速也不同，但在单位时间内转过的齿数是相同的，因此传动比为：

与带传动相比较链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比较1）链传动的制造和安装精度要求较低；2）成本低廉3）能实现远距离传动4）瞬时链速和瞬时传动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。

3、链传动的特点二、链的类型和结构

1、类型

按用途不同，链传动主要有传动链、起重链和牵引链三种。链传动的类型主要有滚子链、和齿形链等两种。a)滚子链d)齿形链2、齿形链齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。铰链可做成滑动副或滚动副，图13-23b所示为棱柱式滚动副，链板的成形孔内装入棱柱，两组链板转动时，两棱柱相互滚动，可减少摩擦和磨损。与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重，所以它的应用没有滚子链那样广泛。3、滚子链（１）滚子链结构：由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。

滚子链的零件滚子链的结构当链条啮入和啮出时，内外链节作相对转动；同时，滚子沿链轮轮齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均制成“8”字形，以减轻重量并保持链板各横截面的强度大致相等。链条的各零件由碳素钢或合金钢制成，并经热处理，以提高其强度和耐磨性。滚子链上相邻两滚子中心的距离称为链的节距，以p表示，它是链条的主要参数。节距越大，链条各零件的尺寸越大，所能传递的功率也越大。滚子链可制成单排链(图13-20)和多排链，如双排链(图13-21，图中p

t为排距)或三排链等。

滚子链已标准化，分为A、B两种系列，常用的是A系列。表6-9列出几种A系列滚子链的主要参数。链条长度以链节数来表示。链节数最好取为偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接，接头处可用开口销（大节距链）或弹簧卡片（小节距链）若链节数为奇数时，则需采用过渡链节(图13-22c)。在链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。滚子链的接头型式滚子链的标记：链号排数×整链链节数标准编号例：08A－1×86GB1234.1-83表示：A系列、节距为12.70mm、单排、链长为86节的滚子链（2）链轮

链轮是链传动的主要零件，链轮齿形已标准化。链轮设计主要是确定其结构及尺寸、选择材料和热处理方法。

链轮的齿形满足的条件：链条的链节能自如地进入啮合和退出啮合。尽可能减小啮合时的冲击和接触应力。齿形简单，便于加工。

链轮的齿形

国标规定了滚子链链轮端面齿形有两种形式：二圆弧齿形(图a)、三圆弧-直线齿形(图b)。常用的为三圆弧-直线齿形。链轮齿形用标准刀具加工时，在链轮工作图上不需要画出端面齿形，只需注明链轮的基本参数和主要尺寸，并注明“齿形按3RGB/T1244-85规定制造”即可。但须给出链轮轴面齿形，以便车削链轮毛坯。链轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，故齿面多经热处理。小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用材料一般优于大链轮。常用的链轮材料有碳素钢（如Q235、Q275、45、ZG310-570等）、灰铸铁（如HT200）等。重要的链轮可采用合金钢。链轮的基本参数和尺寸分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿侧凸缘（或排间槽）直径基本参数：节距p，滚子外径d1，排距pt，齿数z

链轮的结构整体式链轮装配式链轮

链轮

链轮的材料链轮材料的选用可参考下表材料热处理齿面硬度应用范围15，20渗碳、淬火、回火50～60HRC

z≤25，有冲击载荷的主，从动链轮35正火160～200HBS在正常工作条件下，齿数较多（z>25）的链轮40，50，ZG310—570淬火、回火40～50HRC无剧烈振动及冲击的链轮15Cr，20Cr渗碳、淬火、回火50～60HRC

有动载荷及传动较大功率的重要链轮（z<25）35SiMn，40Cr，35CrMo淬火、回火40～50HRC

使用优质链条、重要的链轮Q235，Q275焊接后退火140HBS

中等速度、传动中等功率的较大链轮普通灰铸铁淬火、回火260～280HBS

z2>50的从动轮夹布胶木——

功率小于6kW，速度较高，要求传动平稳和噪声小的链轮三、链传动的主要失效形式1）链条疲劳破坏

在传动中链条所受拉力是周期性变化的，链条的各个元件都在变应力下工作。在正常润滑条件下，承受一定载荷，经过一定的次数，链板将会发生疲劳断裂，或滚子表面产生疲劳剥落。链条的疲劳破坏是闭式链传动的主要失效形式，也是决定链传动能力的一个主要因素。2）滚子套筒的冲击疲劳破坏链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。在反复多次的冲击下，经过一定的循环次数，滚子、套筒会发生冲击疲劳破坏。这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。3）销轴与套筒的胶合

润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。胶合限定了链传动的极限转速。4）链条铰链磨损

铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良时，极易引起铰链磨损，从而急剧降低链条的使用寿命。5）过载拉断在链速很低的条件下，传动链的载荷超过链条静力强度时链条会被拉断。这种拉断常发生于低速重