第13章带传动和链传动

带工作时应力由三部分组成
1.紧边和松边拉力产生的拉应力
MPa MPa
A为带的横截面积
F2
2.离心力产生的拉应力 dl 带在微弧段上产生的离心力： dFNc
r
设计：潘存云
dFNc m a (rd )q r
v (rd )q r 2 qv d N
2
2
dα
F1
离心力 FNc在微弧段两端会产生拉力 Fc。
13 11 8
0.01
17 22 32 14 19 27 10.5 13.5 19 40 ˚
0.17 0.30 0.62
38 50 32 42 23.5 30
0.90 1.52
b bd
φ
V带在规定的张紧力下，位于带轮基准 直径上的周线长度称为基准长度Ld 。 标准长度系列详见下页表13-2 ，P202
V带轮的 基准圆
1 b1 c
弯曲应力
δb1
α1 n1
δb2 n2
离心应力
α2
δmax
δ1
拉应力
5. 作用在轴上的力 由力平衡条件得静止时轴上的压力为：
FQ 2 F0 sin
F0
FQ
1
2
α1
设计：潘存云
FQ
设计：潘存云
F0
F0 α 1 2
α1 2
第13章
§13-1 §13-2 §13-3 §13-4 §13-5 §13-6 §13-7 §13-8 §13-9 §13-10 §13-11 §13-12 §13-13
带传动和链传动
带传动的类型和应用 带传动的受力分析 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
φ =40˚，h/bd =0.9的V带称为窄V带。
与普通V带相比，高度相同时，宽度减小1/3，而承载 能力提高1.5~2.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑 的场合。 窄V带的结构及截面尺寸
型 号 宽度b(mm)
3 v
5V 8V
高度 h(mm) 可替代的 普通V带
8
13.5 23
b
设计：潘存云
9.5 (3/8英寸)
抗拉体
设计：潘存云 设计：潘存云
应用：两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。
带传动的几何关系 中心距a 包角α: 2
B A
α1
设计：潘存云
θ
d2
设计：潘存云
d 2 d1 因θ 较小,以 sin 2a d 1 d d 代入得: 2 1 (rad ) D
MPa
dα 2
Fc
F1
3.弯曲应力当带绕过带轮时，因为弯曲而产生弯曲应力 设y为带的中心层到最外层的垂直距离； E为带的弹性模量；d为带轮直径。 由材料力学公式得 2 yE MPa 弯曲应力为: b d 4. 应力分布及最大应力
V带的节线
y
设计：潘存云
d
最大应力σ max出现在紧边与 小轮的接触处。
为滑动率。
n1d1 (1 ) 得从动轮的转速： n2 d2 n1 d2 带传动的传动比：i d1 (1 ) n2
V带传动的滑动率ε =0.01~0.02，一般可忽略不计。
§13-5
普通V带传动的计算
V带可分为：普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、 汽车V带等类型。其中普通 V带应用最广。 一、V带的规格 组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。 节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。 节线 节面：全部节线构成的面。
d d 180 2 1 57.3 a

θ
θ
α2
a
a
C
带长: L 2 AB BC AD
d2 d1 2a cos ( 2 ) ( 2 ) 2 2 2a cos
2

2
(d1 d 2 ) (d 2 d1 )
1 2 d 2 d1 以 cos 1 sin 1 及 代入得： 2 2a
da 2 由力平衡条件得： 2 Fc sin qv da 2
da da 取 sin ，得 : 2 2
往x轴投影
dα 2 Fc
dFNc dl
设计：潘存云
F2
Fc qv
2
N
r
离心力只发生在带作圆周运动的部分， 但由此引起的拉力确作用在带的全长。
dα
Fc qv 2 离心拉应力： c A A
F1 f ' e F2
F1 F f ' e 1 1 F2 F f ' e 1 1 F F1 F2 F1 (1 f ' ) e e
f '
§13-3
F1 紧边拉应力： 1 A F2 松边拉应力： 2 A
带的应力分析
→挠性体摩擦的基本公式
dF fd F fdFN dF F1 F1 dF ln f 积分得： F2 F2 F 0 fd F1 f 紧边和松边的拉力之比为： e F2
dFN Fd
联立求解：
F=F1 - F2
F1 e f F2
分析： α↑
e f F1 F f e 1
带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带 速超前于轮速。 这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。 d 2 n2 d1n1 m / s 总有：v2 < v1 v1 m / s v2
60 1000
60 1000
v1 v2 d1n1 d 2 n2 定义： v1 d1n1
带传动的张紧方法： 1.调整中心距
a a
滑道式张紧装置
调整螺钉 调整螺钉
摆架式张紧装置
带传动的张紧方法： 1.调整中心距 2.采用张紧轮 3.自动张紧
设计：潘存云
设计：潘存云
销轴
自动张紧装置
张紧轮
带传动的优点： 1. 适用于中心距较大的传动； 2. 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动； 3. 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏； 4. 结构简单、成本低廉。
φ/2
FN/2
FN
FN/2
φ
f FQ ' FF f F f f f FQ NN Q sin sin 22
FN=FQ FN=FQ/sin(φ/2) f ’-----当量摩擦系数, f ’ >f
在相同条件下 ，V带能传递较大的功率。 或在传递功率相同时，V带传动的结构更为紧凑。
用 f ’ 代替 f 后，得以下计算公式：
称 F1 - F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力： F = F1 - F2 Fv 且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：P
当圆周力F>∑Ff时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为 打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，导致 以平带为例，分析打滑时紧边拉力F dα 传动失效。 和松边拉力F 之间的关系。 F
1 F2 F f e 1
→F↑
1 F F1 F2 F1 (1 f ) e
用 α1 → α
FQ
f↑
∵ α 1< α 2
V带传动与平皮带传动初拉力相等时，它们的法向力则不同。
平带的极限摩擦力为: FN f = FQ f 则V带的极限摩擦力为 ：
FQ
φ/2
设计：潘存云
设计：潘存云
包布 顶胶 抗拉体
节面
设计：潘存云
帘布芯结构
底胶
绳芯结构
φ =40˚，h/bd =0.7的V带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。 表13-1 普通V带的截面尺寸（GB11544-89）
型 顶宽b 号 O A B C D E F
节宽 bd 高度 h
楔角φ
每米质量q（kq/m）
10 8.5 6
0.06
带传动的缺点：
1. 传动的外廓尺寸较大； 2. 需要张紧装置； 3. 由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比； 4. 带的寿命较短； 5. 传动效率较低。
应用：两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传 动），中小功率电机与工作机之间的动力传递，一般 布臵在传动的第一级，即原动机与工作机之间，可以
起到过载保护。
V带传动应用最广，带速： v=5~25 m/s 传动比：i≤7 效率： η≈ 0.9~0.95
§13-2
F1 = F2 = F0
F0
带传动的受力分析
n2
n1
静止时，带两边的初拉力相等：
F0
设计：潘存云
n1 主动轮
松边 F2 F2 F1 F1 紧边
n2
设计：潘存云
F0 F0
从动轮
传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等： F1 ≠ F2 F1↑ ，紧边 F2 ↓松边 设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等： F1 – F0 = F0 – F2 F0 = (F1 + F2 )/2
F0
§13-4
带传动的弹性滑动和传动比
设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为： F2 F 1 松边： 紧边： 2 1 AE AE F
∵ F1 > F2
∴ ε
1
> ε
2
n1
主动轮
F2
2
设计：潘存云
n2
带绕过主动轮时，将逐渐缩 短并沿轮面滑动，使带速落 后于轮速。
F1 F1 从动轮
§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