带传动和链传动基础知识精品
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机械设计基础 第13章 带传动与链传动
F0 ＝(F1 ＋F 2) / 2
带所传递的功率为： P ＝ F v /1000 kW
v 为带速
P 增大时， 所需的F (即Ff )加大。但Ff 不可能无限增大。
当Ff 达到极限值Fflim 时，带传动处于即将打滑的 临界状态。此时， F1 达到最大，而F2 达到最小。
带传动的最大有效圆周拉力
打滑： 当带所传递的圆周力F超过带与轮面之间的极
一、带传动参数
态时，两带轮轴线间的距离称 为中心距a。 所对的中心角称为包角 。 设小、大带轮的直径为d1、 d2 ，带长为L。 当带处于张紧状 中心距a：
包角: 带与带轮接触弧
d 2 d1 sin 则包角 a 2 2a d 2 d1 d 2 d1 0 (rad ) 180 57.30 代入 a a
应的圆心角
v2 (rd )q qv2 d r 截取微单元弧段dl 研究，其两端拉力Fc 为离心力引起的拉力。 由水平方向力的平衡条件可知： d d 取：sin d 2 2 dFNC 2 FC sin FC d 2
带轮半径
∴
qv d FC d
2
即： FC qv2
弹性滑动 —是指正常工作时的微量滑动现象，是由 拉力差（即带的紧边与松边拉力不等）引 起的，不可避免。
弹性滑动
带是弹性体，受力后发生弹性 变形，由于紧边和松边拉力不 等，导致带在带轮上有微小的 相对滑移现象
主动轮:
从动轮:
速度相等
胶带边走边缩短
胶带边走边伸长
va1 vC1
vC 2 v a 2
强力层的结构：
V带的结构
帘布结构
包布层 顶胶层
线绳结构
第十五章 带传动和链传动(附绳传动)
一、带传动的受力分析 在带传动中，带必须以一定的预拉力张紧 在带轮上。带传动不工作时，带轮两边带的拉 力相等，都等于预拉力F0(图a)。带传动工作时， 由于带与带轮接触面处有摩擦力作用，故传动 带绕上主动轮的一边被拉紧，称为紧边，其拉 力由F0增大到F1(图b)，F1称为紧边拉力；
带的另一边被放松，称为松边，其拉力由 F0减小到F2，F2称为松边拉力。
缺点：1、外廓尺寸大。 2、带的寿命短。 3、需张紧装置。 4、效率低，且传动比不准确。
带传动宜用于功率不大的场合(一般小于 75kW)，带的工作速度一般为5～25m／s，传动比 i≤7(少数可达10)，传动效率η ＝0.9O～0.96。
二、V带的结构与标准
V带的结构如图所示。其中包布层是胶帆布 制成，起抗磨和保护作用；伸张层和压缩层由 弹性较好的胶料构成，以提高抗弯能力；强力 层则承受基本拉力，由帘布或线绳制成。
电机的自重使电
机座绕固定支点
回转以实现张紧；
当两轴的中心距不能调节时，可采用张紧 轮装置，如图所示，(a)为外侧张紧，(b)为内 侧张紧。调节张紧轮的轴心位置使传动带获得 预紧，V带传动，一般采用内侧张紧。
五、带传动的特点
优点：1、适用于中心距较大的传动; 2、传动平稳无噪声; 3、制造、安装精度要求不高; 4、过载保护; 5、结构简单，成本低。
8．确定胶带根数Z
胶带根数不宜过多，否则将使载荷分布不
均，通常Z<1O。过多时应重选型号，重新计算。
9．确定带的初拉力F0 适当的初拉力，既能保证传动带有一定
的疲劳寿命，又不出现打滑失效。考虑离心
力的影响，带的初拉力F0可按下式计算。
对于中心距不能调整的V带传动，安装新 带时的初拉力应取上述计算值的1.5倍。 1 O．计算轴上的压力Q 为设计计算轴和轴承，应计算出V带作用 在轴上的压力Q。可近似地按带两边的初拉力F0 的合力计算，如图所示。
《机械设计基础》第九章 带传动与链传动
松边拉力F2之间的关系满足欧拉公式，即 带与带轮间的摩擦因数
F1/F2=e fα
带轮上的包角 自然对数的底，e ≈ 2.718
联立上式，得
F Fe f F2 f F1 f e 1 e 1
1 F F1 F2 F1 (1 f ) e
由此可知，增大包角或增大摩擦因数，都可以提高带传动所 能传递的功率，因小带轮包角α1小于大带轮包角α2 ，故计算带圆 周力时应取α1 。
第九章 带传动与链传动
(belt drive and chain drive)
带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传 递运动和力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮 传动相比，具有结构简单、成本低廉、传动中心距较大 等优点。
§9-1 带传动的类型、特点
带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两带轮上的封闭环形带 组成。由于张紧，静止时带已受到预拉力，在带与带轮的接触面间 产生压力。当原动机驱动主动轮回转时，依靠带和带轮间的摩擦力 拖动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和力。
2、缺点：
通常，带传动适用于中小功率的传动，以V带传动应用最广，带速 v=5～25 m/s，传动比i≤7 效率η≈ 0.90～0.95
§9-2 带传动的受力分析和运动特性
一、带传动的受力分析
为使带和带轮接触面上产生足够的摩擦力，带必须以一定的 张紧力套在两带轮上。
F0
F0
n1 主动轮
F2
F2 n2
其降低率可用滑动率ε 来表示，即
v1 v2 d1n1 d 2 n2 d1n1 v1
因而得带传动的实际传动比 i＝n1/n2＝d2/d1（1－ε ） 一般ε ＝1％～2％，其值甚小，在一般传动计算中可不考虑。 例9－1 一平带传动，传递功率P＝15kW，v=15m/s；带在小轮上的 包角α1＝170 °，带的厚度δ＝4.8mm、宽度b＝100mm；带的密度ρ ＝1×10－3kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数f＝0.3。 求：（1）传递的圆周力； （2）紧边、松边拉力； （3）由于离心力在带中引起的拉力； （4）所需的预拉力； （5）作用在轴上的压力。
F1/F2=e fα
带轮上的包角 自然对数的底，e ≈ 2.718
联立上式，得
F Fe f F2 f F1 f e 1 e 1
1 F F1 F2 F1 (1 f ) e
由此可知，增大包角或增大摩擦因数，都可以提高带传动所 能传递的功率，因小带轮包角α1小于大带轮包角α2 ，故计算带圆 周力时应取α1 。
第九章 带传动与链传动
(belt drive and chain drive)
带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传 递运动和力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮 传动相比，具有结构简单、成本低廉、传动中心距较大 等优点。
§9-1 带传动的类型、特点
带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两带轮上的封闭环形带 组成。由于张紧，静止时带已受到预拉力，在带与带轮的接触面间 产生压力。当原动机驱动主动轮回转时，依靠带和带轮间的摩擦力 拖动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和力。
2、缺点：
通常，带传动适用于中小功率的传动，以V带传动应用最广，带速 v=5～25 m/s，传动比i≤7 效率η≈ 0.90～0.95
§9-2 带传动的受力分析和运动特性
一、带传动的受力分析
为使带和带轮接触面上产生足够的摩擦力，带必须以一定的 张紧力套在两带轮上。
F0
F0
n1 主动轮
F2
F2 n2
其降低率可用滑动率ε 来表示，即
v1 v2 d1n1 d 2 n2 d1n1 v1
因而得带传动的实际传动比 i＝n1/n2＝d2/d1（1－ε ） 一般ε ＝1％～2％，其值甚小，在一般传动计算中可不考虑。 例9－1 一平带传动，传递功率P＝15kW，v=15m/s；带在小轮上的 包角α1＝170 °，带的厚度δ＝4.8mm、宽度b＝100mm；带的密度ρ ＝1×10－3kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数f＝0.3。 求：（1）传递的圆周力； （2）紧边、松边拉力； （3）由于离心力在带中引起的拉力； （4）所需的预拉力； （5）作用在轴上的压力。
机械知识第二章、带传动和链传动
• 带传动的主要优点：结构简单，传动平稳、噪声小，能缓
冲、吸振，过载时带会在带轮上打滑，对其他零件起安全
保护作用，适用于中心距较大的传动。 • 带传动的主要缺点：不能保证准确的传动比，传动效率低 （约为0.90～0.94），带的使用寿命短，不宜在高温、易 燃以及有油和水的场合使用。
2.带传动的传动比
场合。
2.链传动的传动比
在链传动中，主动轮转速n1与从动轮转速n2之比称为传
动比，用符号i12表示。 链传动的传动比为
二、滚子链
1.滚子链的结构
想一想 各组成部分 间的配合方 式？
1－内链板 2－外链板 3－销轴 4－套筒 5－滚子
2.滚子链主要参数
（1）节距
链条的相邻两销轴中心线之间的距离称为节距，以符号p 表示。节距是链的主要参数，链的节距越大，承载能力越强， 但链传动的结构尺寸也会相应增越大，传动的振动、冲击和噪 声也越严重。
3. 滚子链的标记
滚子链是标准件，其标记为：
【标记示例】
08A-1-88 GB/T 1243-1997 表示链号为08A（节距为
12.70mm），单排，88节的滚子链。
4. 链传动的应用
• 为保证链传动的正常工作，两链轮轴线应相互平行，且
两链轮位于同一铅垂平面内。 • 为了提高链传动的质量和使用寿命，应注意进行润滑。
一v带的结构型号基准长度和标记1包布2顶胶3抗拉体4底胶帘布结构应用比较普遍而线绳结构的柔韧性和抗弯曲疲劳性较好但抗拉强度低适用于载荷不大带轮直径较小以及转速较高的场合
想一想 你见过ห้องสมุดไป่ตู้些带传动、链传动的应用？
缝纫机
夯实机
自行车
§1－1
带传动的基本原理和特点
冲、吸振，过载时带会在带轮上打滑，对其他零件起安全
保护作用，适用于中心距较大的传动。 • 带传动的主要缺点：不能保证准确的传动比，传动效率低 （约为0.90～0.94），带的使用寿命短，不宜在高温、易 燃以及有油和水的场合使用。
2.带传动的传动比
场合。
2.链传动的传动比
在链传动中，主动轮转速n1与从动轮转速n2之比称为传
动比，用符号i12表示。 链传动的传动比为
二、滚子链
1.滚子链的结构
想一想 各组成部分 间的配合方 式？
1－内链板 2－外链板 3－销轴 4－套筒 5－滚子
2.滚子链主要参数
（1）节距
链条的相邻两销轴中心线之间的距离称为节距，以符号p 表示。节距是链的主要参数，链的节距越大，承载能力越强， 但链传动的结构尺寸也会相应增越大，传动的振动、冲击和噪 声也越严重。
3. 滚子链的标记
滚子链是标准件，其标记为：
【标记示例】
08A-1-88 GB/T 1243-1997 表示链号为08A（节距为
12.70mm），单排，88节的滚子链。
4. 链传动的应用
• 为保证链传动的正常工作，两链轮轴线应相互平行，且
两链轮位于同一铅垂平面内。 • 为了提高链传动的质量和使用寿命，应注意进行润滑。
一v带的结构型号基准长度和标记1包布2顶胶3抗拉体4底胶帘布结构应用比较普遍而线绳结构的柔韧性和抗弯曲疲劳性较好但抗拉强度低适用于载荷不大带轮直径较小以及转速较高的场合
想一想 你见过ห้องสมุดไป่ตู้些带传动、链传动的应用？
缝纫机
夯实机
自行车
§1－1
带传动的基本原理和特点
机械设计基础第7章 带传动与链传动
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7.3.3 单根V带的额定功率 在载荷平稳、特定带长、传动比为1、包角为180° 的条件下，单根普通V带的基本额定功率P0见表7.3.3。 当实际使用条件与特定条件不同时，须加以修正，从而 得出许用的单根普通V带的额定功率 [P0]，即
21
22
23
24
7.3.4 V带传动的设计步骤和参数选择 （1）V带传动的参数选择 在V带传动设计中，通常已知条件为：传动的用途， 载荷性质，需传递的功率，主、从动轮转速或传动比， 对外廓尺寸要求等。 （2）V带传动的设计计算方法
第7章 带传动与链传动
7.1 带传动的主要类型、特点和应用
带传动是一种常用的机械传动装置，通常是由主动 轮1、从动轮2和张紧在两轮上的挠性环形带3所组成， 如图7.1.1所示。安装时，带被张紧在带轮上，当主动轮 1转动时，依靠带与带轮接触面间的摩擦力或啮合驱动 从动轮2一起回转，从而传递一定的运动和动力。
25
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图7.3.2 普通V带选型图
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28
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图7.3.3 作用在轴上的力
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31
7.4 V带轮的材料和结构设计
7.4.1 V带轮的材料 V带轮常用铸铁制造（HT150或HT200），允许最 大圆周速度v≤25 m/s。当转速高或直径大时，应采用铸 钢或钢板焊接成的带轮；在小功率带传动中，也可采用 铸铝或塑料带轮。
13
滑动率ε的值与弹性变形的大小有关，即与带的材料 和受力大小有关，不是准确的恒定值，因此，摩擦传动 即使在正常使用条件下，也不能获得准确的传动比。通 常，带传动的滑动率为ε=0.01~0.02，在一般传动计算 中，可不予以考虑。
14
图7.2.3 带传动的相对滑动
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机械基础第6章 带传动和链传动
1．传动链的分类 （1）滚子链
1—外链板；2—内链板；3—销 轴；4—滚子；5—套筒
（2）齿形链。齿形链是由彼此用铰链连接起来 的齿形链板组成的，链板两工作侧面的夹角为 60°，齿形的铰链形式主要有圆销铰链式、轴瓦 式和滚柱铰链式。
2．链传动的特点 （1）链传动的主要优点。 由于链传动是啮合传动，无弹性滑动和打滑现象，因此传动比精 确。 在实际生产中可根据需要选取链条长度（链节数），因而中心距 适用范围大。 能在高温、多尘、多油、湿度大等恶劣环境下工作。 与带传动相比，链传动传动效率高、承载能力高、结构紧凑、工 作可靠、使用寿命长。 （2）链传动的主要缺点。 传动不平稳，传动中有周期性的动载荷和啮合冲击，噪声较大。 链传动只能用于两平行轴之间的传动。 与带传动相比，链传动制造、安装较困难，成本也较高。
n1 D2 n2 D1
4．带轮的包角
带轮的包角是带与带轮接触面的弧长所对应的圆
心角。 带轮包角越大，接触的弧就越长，接触面间的摩 擦力也就越大，传动能力越强。
5．带轮的中心距
带轮的中心距为两带轮中心之间的距离。
中心距是带传动重要的参数之一，中心距过大将导致带
的载荷变化引起带的颤动，使传动不平稳。 中心距也不宜过小，过小则带的长度越短，单位时间内 带的应力次数变化越多，加速带的损坏。
3．链轮的结构
链轮的主要结构形式有实心式、孔板式、焊接式及装配式。
4．链轮的材料
6.2.3 滚子链传动设计
1．链传动的设计准则 对于链速v≥0.6m/s的中、高速链传动，以保证链抗疲劳损 坏的强度条件为依据；对于链速v<0.6m/s的低速链传动， 以防止链过载拉断的静强度设计为主导。 2．链传动的失效形式 （1）链板的疲劳破坏。链在运动过程中将周而复始的由 松边到紧边运动，这样链板就极容易出现疲劳断裂，造 成疲劳破坏。 （2）链条铰链的磨损。链条在工作过程中，铰链的销轴 和套筒间承受较大的压力，彼此又产生相对转动，使得 铰链被磨损。 （3）链条铰链的胶合。当链条在高速运作时，销轴和套 筒间油膜被破坏，两者的工作表面在很高的温度和压力 下直接接触，导致胶合。
1—外链板；2—内链板；3—销 轴；4—滚子；5—套筒
（2）齿形链。齿形链是由彼此用铰链连接起来 的齿形链板组成的，链板两工作侧面的夹角为 60°，齿形的铰链形式主要有圆销铰链式、轴瓦 式和滚柱铰链式。
2．链传动的特点 （1）链传动的主要优点。 由于链传动是啮合传动，无弹性滑动和打滑现象，因此传动比精 确。 在实际生产中可根据需要选取链条长度（链节数），因而中心距 适用范围大。 能在高温、多尘、多油、湿度大等恶劣环境下工作。 与带传动相比，链传动传动效率高、承载能力高、结构紧凑、工 作可靠、使用寿命长。 （2）链传动的主要缺点。 传动不平稳，传动中有周期性的动载荷和啮合冲击，噪声较大。 链传动只能用于两平行轴之间的传动。 与带传动相比，链传动制造、安装较困难，成本也较高。
n1 D2 n2 D1
4．带轮的包角
带轮的包角是带与带轮接触面的弧长所对应的圆
心角。 带轮包角越大，接触的弧就越长，接触面间的摩 擦力也就越大，传动能力越强。
5．带轮的中心距
带轮的中心距为两带轮中心之间的距离。
中心距是带传动重要的参数之一，中心距过大将导致带
的载荷变化引起带的颤动，使传动不平稳。 中心距也不宜过小，过小则带的长度越短，单位时间内 带的应力次数变化越多，加速带的损坏。
3．链轮的结构
链轮的主要结构形式有实心式、孔板式、焊接式及装配式。
4．链轮的材料
6.2.3 滚子链传动设计
1．链传动的设计准则 对于链速v≥0.6m/s的中、高速链传动，以保证链抗疲劳损 坏的强度条件为依据；对于链速v<0.6m/s的低速链传动， 以防止链过载拉断的静强度设计为主导。 2．链传动的失效形式 （1）链板的疲劳破坏。链在运动过程中将周而复始的由 松边到紧边运动，这样链板就极容易出现疲劳断裂，造 成疲劳破坏。 （2）链条铰链的磨损。链条在工作过程中，铰链的销轴 和套筒间承受较大的压力，彼此又产生相对转动，使得 铰链被磨损。 （3）链条铰链的胶合。当链条在高速运作时，销轴和套 筒间油膜被破坏，两者的工作表面在很高的温度和压力 下直接接触，导致胶合。
带传动和链传动全解
2
2
2a
cos
2
(d1
d2
)
(d2
d1 )
以cos 1 sin2 1 1 2 及 d2 d1 代入得：
2
2a
B
A
α1
θ 设计：潘存云
α1
d2
d1
D
aC
带长:
L
2a
2
(d1
d2 )
d 2
d1 2
4a
已知带长时，由上式可得中心距 :
a 2L (d1 d2 ) 2L (d1 d2 )2 8(d2 d1)2
带的应力分析
带传动的弹性滑动和传动比
普通V带传动的计算
V带轮的结构
同步带传动简介
链传动的特点和应用
链条和链轮
链传动的运动分析和受力分析
链传动的主要及其选择
滚子链传动的计算
链传动的润滑和布置
§13-1 带传动的类型和应用
带传动的组成：
主动轮1、从动轮2、环形带3。
F0
F0
1 n1
2 n2
3
F0
F0
工作原理：
代入得：
P0
([
]b
c )(1
1 e f '
) Av 1000
KW
在 α=π，Ld为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构 条件下计算所得 P0 称为单根带的基本额定功率。详见 下页表13-3 教材P214。
表13-3 单根普通V带的基本额定功率 （包角α=π 、特定基准长度、载荷平稳时）设计：潘存云
d
设计：潘存云
bd
表13-2 普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）
基准长度
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