第十章带传动与链传动

由于链速V及γ角的变化，使从动轮的角速度ω1也变化
v 1 r1co s2r2co s
链传动的瞬时传动比为 i1/ 2 r2co /r 1 s cos
显然，链传动的瞬时传动比是变化的，也就说运动是不均匀的。 只有当r1=r2，z1=z2时，传动比才能恒等于1
链传动的速度波动情况
第十一节 滚子链传动的结构和标准
第一节 概述
刚性传动:传动组成的构件均为刚性件，如齿轮传动、凸轮传 动、螺旋传动、四杆机构等
挠性传动：传动的组成构件中有挠性件的传动，如带传动、 链传动等。
带传动组成
链传动的组成
第二节 带传动的类型、特点及其应用
一、带传动的主要类型
摩
啮
擦
合
带
带
二、普通V带的结构与材料
线 绳 结 构
帘 布 结
构
（a）
带在一定限度内有足够的疲劳强度与使用寿命
带的疲劳强度为
m ax 1C b1b
式中，[σ]为一定条件下，由带疲劳强度决定的许用应力
带传动所能传递的功率P（kw）
P FV 1000
式中，F为最大有效圆周力（N），从（a）公式求得；v为带速（m/s）
vdd1n1/(6010)00
对V带，在载荷平稳、传动比i=1和特定的带长、抗拉体材质为化纤时
普通V带的额定功率图 (4)
第六节 普通V带轮的常用材料与结构
一、V带轮的材料
当带轮的圆周速度为25m/s以下时，一般采用铸铁HT150或HT200； 速度较高时，采用铸钢带轮或钢板焊接的带轮； 小功率带轮也可采用铸铝或塑料带轮。
二、V带轮的结构与尺寸
轮缘
轮毂
轮幅
普通V带轮有实心式、辐板式、孔板式及椭圆辐板式四种典型结构
从发挥带传动的传动能力考虑，应使带速V ≈20m/s
vdd1n1/(6010)00
5.确定中心距a和带的基准长度Ld
初定中心距a0 0 .7 ( d d 1 d d 2 ) a 0 2 ( d d 1 d d 2 )
初定带的基准长 度
Ld02a0
(dd2dd1)(dd2dd1)2
2
4a0
考虑安装、调整或补 偿，中心距a的范围
二、V带传动的设计计算方法
1.确定计算功率Pc
PC KAP
KA为工作情况因数；P为名义功率（kW）；PC为计算功率（kW）
2.带型号的选择
根据计算功率PC 和小带轮的转速 n1查图确定型号。
普通V带选型图
3.确定带轮的基准直径 一般取dd1≥ddmin，并取标准值。
表：带轮的基准直径
4.验算带速 将带速控制 5 m /s v 2m 5 /s
四、啮合带传动
1.同步带传动
2.齿孔带传动
五、带传动的百度文库点和应用
主要特点： 1）带有弹性，能缓和冲击、吸收振动，故传动平稳、噪声小。 2）过载时，(摩擦)带会在带轮上打滑，具有过载保护作用。 3）结构简单，制造成本低，且便于安装和维护。 4）带与带轮间存在滑动，不能保证传动比恒定不变 5）带必须张紧在带轮上，增加了对轴的压力。 6）不适用于高温、易爆及有腐蚀介质的场合。须张紧在带轮
据柔性体欧拉公式
F1 efF2
工作态(运动时)
在V带传动中，以当量摩擦因数f V代入欧拉公式
F1 F2efV
联立可导得
Fe2F0((e effV V 1 1))2F01(efV 21)
讨论： 带传动的有效圆周力与摩擦因数、包角、初拉力有关
摩擦因数f（fv） ，则Fe 包角α ，则Fe 初拉力F0 ，则Fe 。 但初拉力过大会造成摩擦加剧，降低带的寿命；过小则工作能力不足。
实心式 孔板式
辐板式 椭圆辐板式
普通V带轮轮槽尺寸
○第七节 普通V带传动的参数选择 和设计计算方法
一、V带传动参数的选择
通常已知条件：①传动的用途；②传递功率P；③工作情况；④主、
从动轮转速n1和n2或传动比i12；⑤外廓尺寸要求。
待确定V带传动的主要参数： （1）V带的型号、 长度和根数； （2）V带传动的中心距； （3）带轮的基准直径和结构尺寸； （4）初拉力和作用在轴上的压力。
一、滚子链的结构和标准
滚子链有单排、双排和多排。内链板与套筒、外链板与销轴间的配合 为过盈配合，套筒与销轴、滚子与套筒间采用间隙配合。链板制成∞ 字形，可使其剖面的抗拉强度大致相等。
单排滚子链
双排滚子链
滚子链的基本 参数与尺寸， 参见教材中相 应表，表内的 链号数乘以 25.4/16mm即为 节距值，链号 中的后缀表示 系列，其中A 系列是我国滚 子链的主系列
因此有
n2
dd1n1 dd2
(1)
通常带传动的滑动系数ε=0.01～0.02。因ε很小，在非精确计算时可 以忽略不计。
○第五节 普通V带传动的失效形式与计算准则
一、带传动的失效形式
打滑
带的疲劳破坏
二、带传动的设计准则
保证带传动不打滑（控制带传动的有效圆周力）
带在有打滑趋势
时的最大圆周力
F ema x F 1 1 e1 fV 1A 1 e1 fV
三、摩擦带传动
平带传动与V带传动承载能力比较（单带比，V带传动承载能力约为平带的3倍）
平带与带轮内表面接触，其极限摩擦力：
FFf Ff
f
N
Q
V带与带轮槽两侧面接触，极限摩擦力：
即 FQ2FNsin2fco2s
FQ2FNsin 2FNfco2s
故V带与带轮的摩擦力F′f为
Ff
F2Ff
Q
f
N sin2fcos2
二、带传动的应力分析
1.两边拉力产生的拉应力
紧力拉应 1力 F1/A 松力拉应 2 力 F2/A
2.离心力产生的拉应力
cF/Aq2v/A
3.弯曲应力
bb 2Eha / dd 大带轮bb1 2Eha / dd1 小带轮bb2 2Eha / dd2
max1cb1b
σ1、σ2（MPa）；F1、F2（N）；A为带截面积（mm2）；q（kg/m）；v（m/s）
fF VQ
其中 f
f
V sin2 f cos2
平带和V带传动受力比较
a）平带传动
b）V带传动
式中，Ff′为V带与带轮间的摩擦力（N）；FN为带轮对带的正压力；FQ为张 紧力（N）；f为带与带轮间的摩擦因数； fV为V带传动的当量摩擦因数；φ 为V带轮的轮槽角，通常φ有32°、34°、36°、38°四种。当φ= 38°时代 入公式，可得Ff′=3FQ，即张紧力相同情况下，V带承载能力是平带的3倍。
滚子链的标记
滚子链的接头形式
图a，b 可拆卸的外链板联接；图c 过渡链板
二、滚子链链轮
1.链轮的齿形
链轮齿形应符合下列要求: 保证链条能平稳而顺利地进入和啮合； 受力均匀，不易脱链； 便于加工。
链轮齿形国家标准GB1244-85规定了 滚子链轮端面齿槽形状如图示 三圆弧（d︵c、b︵a、a︵a′）一直线(c—b链) 轮工作图上必绘链制轮端端面面齿齿形形，只须标明
基本参数和”齿形按GB1244-85制造”即可 链轮的主要尺寸与计算据教材与手册确定
2.链轮的结构
○第十二节滚子链传动的失效形式与设计准则
一、滚子链传动失效 形式
二、滚子链的设计准则
中、高速滚子链传动（v≥0.6m/s）——用功率线图进行设计。 低速滚子链传动(v ＜0.6m/s)——按链的静强度进行设计计算 功率曲线图按特定条件绘制。如A系列： ① 两链轮共面②小链轮齿 数z=19 ③整链链节数为100 ④单排链⑤载荷平稳⑥采用推荐的润滑方 式⑦工作寿命为1500h⑧链条因磨损引起的相对伸长量不超过3%
第十节 链传动的运动不均匀性
由于链传动啮合区域的部分折成正多边形。正多边形边长恰为节距p。
链转一周，链条转过的周长=zp，因此转速为
v z 1 p 1 /n 6 ( 1 0) 0 z 2 0 p2 /0 n 6 ( 1 0) 000
链传动的平均传动比i
in1/n2z2/z1
链传动的传动比 是平均值，实际 链轮1、2应的啮 合点A、B的速度 V1、V2是变化的， 因此传动存在运 动不均匀性。
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第十章 带传动与链传动
第一节 概述 第二节 带传动的类型、特点及其应用 第三节 带传动的受力分析和应力分析 ○第四节 带传动的弹性滑动及其传动比 ○第五节 普通V带传动的失效形式与计算准则 第六节 普通V带轮的常用材料与结构 ○第七节 普通V带传动的参数选择和设计计算方法 第八节 V带传动的张紧、安装和维护 第九节 链传动的类型、特点及其应用 第十节 链传动的运动不均匀性 第十一节 滚子链传动的结构和标准 ○第十二节滚子链传动的失效形式与设计准则
后易发生跳齿，不易用于高速和急速反向的场合。
链传动适应于： 两轴线平行，且距离较远、瞬时传动比无严格要求及工作环境恶劣
的场合，广泛用于农业、采矿、冶金、石油化工及运输等机械中。 目前，链传动的最大传递功率可达3600kW；链速V可达30～40m/s，
常用v≤15m/s；最大传动比可达15，一般i≤6；效率η=0.91～0.97。
如果链传动的润滑不能保证推
荐方式(次页图)，则将P0降低。
当v≥1.5m/s，降低50%； 当1.5m/s ＜v ＜7m/s，降低75%； 当v ＜7m/s且润滑不良时，不 宜采用。
第九节 链传动的类型、特点及其应用
一、链传动的类型
二、链传动的特点和应用
链传动与其它传动相比，具有以下特点：
（1）有中间挠性件的啮合传动，无弹性滑动和打滑，平均传动比不变。 （2）链传动无需初拉力，对轴的作用力较小。 （3）链传动可在高温、低温、多尘、油污、潮湿、泥沙等恶劣环境下
工作。 （4）链传动瞬时传动比不恒定，传动平稳性差，有冲击和噪声，磨损
一、带传动的受力分析
静态时，带上、下边均受张紧力F0，定 义为初拉力；
工作态(n1)时，带下边被拉紧，受力F1 定义为紧力拉力；上边被放松，受力F2 定义为松边拉力。
初始态(未运动时)
设带总长度L不变，则紧边增长量为△L， 松边缩短量也是△L，根据虎克定律有
F1F0F0F2
即 F1F22F0；有效圆 Fe周 F1F力 2
各种型号的单根V带的基本额定功率P1，绘制成图，以备设计查用
普通V带的额定功率图 (1)
普通V带的额定功率图 (2)
普通V带的额定功率图 (3)
当实际合作条件与实验条件 不相符时，应对P1进行修正， 因此单带许用功率
[P 1](P 1P 1)K K l
式中，[P]为单带在实际条件 下可传递的额定功率（kW）； P1为单根V带的基本额定功率 （kW）；ΔP1为i≠1时单根V 带的额定功率增量（kW）， 查表10-2；Kα为包角修正因数， 查表10-3；Kl为带长修正因数， 查表10-4。
amaxa0.03Ld amina0.015Ld
6.验算小带轮包角 要求α1≥120 °，若α1过小，可以：
加大中心距
改变传动比
增设张紧轮
小轮包角计算 118 0 [d (d2dd a 1)5.3 7]
7.确定带的根数Z
ZPC/[P1]
式中，PC为计算功率(Kw)；[P1]为单根V带的额定功率(kW)。 常用带的根数Z为2～4根；Z不能超过最多使用根数Zmax
表：V带最多使用根数Zmax
8.确定单根V带的初拉力F0 F05002K.5a1Z PCvqv2
式中，V为带速(m/s)；q为每米带长的质量（kg/m），查相应的表。
9.计算带对轴的压力FQ
FQ2F12F222F1F2cos
若不考虑两边的拉力差，按两边均为z F0计算
F Q2Z0F co 2s2Z0F co 21s
○第四节 带传动的弹性滑动及其传动比
这种由于带两边拉力不相等致使两边弹性变形不同，从而引起带 与带轮间的滑动称为带的弹性滑动。
从动轮圆周速度的降低率，称为带传动的滑动系数，用ε表示
(v 1 v 2)(d d 1 n 1d d2 n 2) 1 d d2 n 2
v 1
d d 1 n 1
d d 1 n 1
例 设计一铣床电动机与主轴箱之间的 普通V带传动。已知电动机额定功率 P=4kW，转速n1=1440r/min，从动轮 转速n2=400r/min，两班制工作，两 轴间距离约为500mm。 解
小带轮工作图
第八节 V带传动的张紧、安装和维护
一、V带传动的张紧
1.调整中心距
2.采用张紧轮
二、带传动的安装和维护
上，增加了对轴的压力。
应用场合: 适用于要求传动平稳、传动比要求不很严格及传动中心
距较大的场合。 啮合带特点:
1）能保证比较准确的传动比。 2）适应的速度范围广（v≤50m/s)。 3）传动比大（i ≤12）。 4）传动效率高（η=0.98～0.99)。 5）传动结构紧凑。
第三节 带传动的受力分析和应力分析