带传动的类型

带传动的类型、特点和应用带传动由主动带轮、从动带轮和传动带所组成（图7-１）。

工作时以带和轮缘接触面间产生的摩擦力来传递运动和动力。

带传动是一种利用中间挠性件的摩擦传动。

图7-１根据横截面形状的不同，带分为平带、圆带、V带、同步齿形带等类型（图７-２），以平带与V带使用最多。

本节着重讨论V带传动。

（ｄ）图７-２带传动的使用特点：（１）带传动柔和，能缓冲、吸振，传动平稳，无噪声。

（２）过载时产生打滑，可防止损坏零件，起安全保护作用，但不能保证传动比的准确性。

（３）结构简单，制造容易，成本低廉，适用于两轴中心距较大的场合。

（４）外廓尺寸较大，传动效率较低。

带传动是一种应用广泛的机械传动。

无论是在精密机械，还是在工程机械、矿山机械、化工机械、交通运输、农业机械等中，它都得到广泛使用。

由于带传动的效率和承载能力较低，故不适用于大功率传动。

平带传动传送功率小于500 ｋＷ，而V带传动传递功率小于700 ｋＷ；工作速度一般为5～30ｍ／ｓ。

速度太低（１～５ｍ／ｓ或以下）时，传动尺寸大而不经济。

速度太高时，离心力又会减少带轮间的压紧程度，降低传动能力。

离心力会使带产生附加拉应力作用，降低寿命。

V带的结构、标准Ｖ带传动是依靠带的两侧面与带轮轮槽侧面相接触产生摩擦力而工作的。

我国生产的V 带分为帘布芯、线绳芯两种结构。

如图７-３所示，普通V带由顶胶、抗拉体、底胶和包布组成，其中顶胶和底胶由橡胶制成；包布由橡胶帆布制成，主要起耐磨和保护作用。

图７-３普通V带已标准化，按截面尺寸由小到大有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，见表7－１。

普通Ｖ带是无接头的环形带，当其绕过带轮而弯曲时，顶胶受拉而伸长，底胶受压而缩短。

抗拉体部分必有一层既不受拉伸，也不受压缩的中性层，称为节面，其宽度叫节宽，用ｂｐ表示。

带在轮槽中与节宽相应的槽宽称为轮槽的基准宽度，用ｂｄ表示；带轮在此处的直径称为基准直径，用ｄｄ表示，见表7-３中的图。

普通V带在规定的张紧力下，位于测量带轮基准直径上的周长称为基准长度（也称节线长度），用Ｌｄ表示，它用于带传动的几何尺寸计算。

普通V带基准长度系列见表７-２。

带轮的材料、结构带轮是带传动中的重要零件，它必须满足下列条件要求：质量分布均匀，安装对中性好，工作表面要经过精细加工，以减少磨损，重量尽可能轻，强度足够，旋转稳定。

在圆周速度ｖ＜３０ｍ／ｓ时，带轮最常用材料为铸铁，如HT150，速度大时用HT200。

高速时，常用铸钢或轻合金。

低速转动ｖ＜１５ｍ／ｓ和小功率传动时，常用工程塑料。

带轮由轮缘、轮辐、轮毂组成（图７-４）。

轮缘是带轮的外缘，在轮缘上面有梯形槽。

槽数及结构尺寸与所选的V带型号相对应，可参考表7-３确定。

轮毂是带轮与轴配合的内圈。

其结构尺寸（图7-５ａ）如下：图７-４轮毂内径ｄ＝轴的直径；轮毂外径ｄ１＝（1.8～2）ｄ；轮毂长度Ｌ＝（1.5～2）ｄ。

轮缘与轮毂连接的部分称为轮辐。

带轮的结构形式根据带轮直径决定。

一般小带轮，即Ｄ＜150 ｍｍ时可制成实心式，如图７-５ａ所示；中带轮，即Ｄ＝150～450ｍｍ时可制成腹板式或孔板式，如图７-５ｂ所示；大带轮即Ｄ＞450ｍｍ时，可制成轮辐式，如图7-５ｃ所示，轮辐截面是椭圆形，其长轴与回转平面重合。

e812 151925.5 37 44.5 f7 8 10 12.5 17 23 29b d 5.3 8.5 11 14 19 27 32 φ 5 5.5 6 7.5 10 12 15 B Ｂ＝（z －１）e +２f ,z 为轮槽数 φ 32° d d≤60 34° ≤80 ≤118 ≤190 ≤315 36° ＞60 ≤475 ≤600 38° ＞80 ＞118 ＞190 ＞315 ＞475 ＞600图7-５Ｖ带传动的张紧、安装、维护1.普通V带传动的张紧由于传动带工作一段时间后，会产生永久变形使带松弛，使初拉力减小而降低带传动的工作能力，因此需要重新张紧传动带，提高初拉力。

常用的张紧方法有以下两种。

①当两带轮的中心距能够调整时，可采用如图７-６所示增大两轮中心距的方法使传动带具有一定的张紧力。

图7-６ａ适用于两轴线水平或倾斜不大的传动；图7-６ｂ适用于垂直或接近垂直的传动；图7-６ｃ适用于中、小功率传动。

图７-６②当中心距不能调整时，可采用张紧轮定期将传动带张紧，如图7－7所示。

图７-７2.普通V带传动安装与维护的要求①应按设计要求选取带型、基准长度和根数。

新、旧带不能同组混用，否则各带受力不均匀。

②安装带轮时，两轮的轴线应平行，端面与中心垂直，且两带轮装在轴上不得晃动，否则会使传动带侧面过早磨损，如图7-８所示。

图7-８图7-9③安装时，先将中心距缩小，待将传动带套在带轮上后再慢慢拉紧，以使带松紧适度。

一般可凭经验来控制，如图7-９所示，带张紧程度以大拇指能按下10～15 ｍｍ为宜。

如用手拨撬Ｖ带时，注意防止V带夹伤手指。

④V带在轮槽中应有正确的位置，如图7-１０所示。

图7-１０⑤为了保证安全生产，应给V带传动加防护罩。

链传动的工作原理、特点及应用链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到从动链轮的一种传动方式，如图7-１１所示。

图7-１１1.链传动的主要优点①与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率较高；②传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；③所需张紧力小，作用于轴上的压力小；④能在高温、多尘、潮湿、有污染等恶劣环境中工作。

2.链传动的主要缺点①仅能用于两平行轴间的传动；②成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差；③运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。

因此，链传动多用在不宜采用带传动与齿轮传动，且两轴平行、距离较远、功率较大、平均传动比准确的场合。

传动链类型常用于传递力的传动链主要有套筒滚子链和齿形链两种。

1.套筒滚子链套筒滚子链的结构如图7-１２所示，它由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。

内链板与套筒，外链板与销轴各用过盈配合连接。

轴销与套筒，滚子与套筒之间都是用间隙配合连接的，以形成转动。

当链与链轮啮合时，滚子与轮齿之间是滚动摩擦。

若受力不大而速度较低时，也可能不用滚子，这种链叫套筒链。

承受较大功率时，也可采用多排链。

但为了避免受力不匀，一般多采用两排、三排、最多四排链。

图7-１２套筒滚子链接头有三种形式，如图7-１３所示，当链节为偶数时，大链节可采用开口销式，小链节可采用卡簧式（卡簧开口应装在其运动相反方向）。

当链节为奇数时，可采用过渡链节式。

(a) (b) (c)图7-１３2.齿形链如图7-１４所示，齿形链由铰链连接的齿形板组成。

与套筒滚子链比较，它传动平稳、噪声较小，能传动较高速度，但摩擦力较大，易磨损。

(a) (b)图7-１４齿轮传动的特点、应用及分类一、齿轮传动的特点、应用及分类齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接啮合，传递运动和动力的装置。

在所有机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递任意位置的两轴之间的运动和动力。

齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，适用的功率、速度和尺寸范围大。

传递功率可以从很小至十几万千瓦；速度最高可达300ｍ／ｓ；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。

但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。

齿轮传动的类型很多，根据两轴的相对位置和轮齿方向，可分为以下类型（图７-１５）：①圆柱齿轮传动；②圆锥齿轮传动；③交错轴的蜗杆蜗轮传动。

根据齿轮传动的工作条件，可分为：①开式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好润滑。

②半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩但不封闭。

③闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。

渐开线齿轮各部分名称、主要参数在一个齿轮上，齿数、压力角和模数是几何尺寸计算的主要参数。

1.齿数（ｚ）一个齿轮的轮齿数目即齿数，是齿轮的最基本参数之一。

当模数一定时，齿数愈多，齿轮的几何尺寸愈大，轮齿渐开线的曲率半径也愈大，齿廓曲线趋于平直。

2.压力角（α）压力角是齿轮运动方向与受力方向所夹的锐角。

通常所说的压力角是指分度圆上的压力角。

压力角不同，轮齿的形状也不同。

压力角已标准化，我国规定标准压力角是20°。

3.模数（ｍ）模数直接影响轮齿的大小、齿形和强度的大小。

对于相同齿数的齿轮，模数愈大，齿轮的几何尺寸愈大，轮齿也大，承载能力也愈大，如图7-16所示。

图7-16国家对模数值规定了标准模数系列，如表7-４所示。

标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸、计算外啮合标准直齿圆柱齿轮各部分的名称和符号如图7-１７所示。

图7-17常用外啮合标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公式见表７-５。

标准直齿圆柱齿轮压力角α＝20°，齿顶高系数ｈａ＝１，顶隙系数ｃ＝0.25；而短齿制的齿轮齿顶高系数ｈａ＝0.8，顶隙系数ｃ＝0.3。

例7-１相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮（压力角α=２０°，齿顶高系数ｈa=１，顶隙系数ｃ=0.25），齿数ｚ１＝２０，ｚ２＝３２，模数ｍ＝１０mm，试计算其分度圆直径ｄ，顶圆直径ｄа，根圆直径ｄｆ，齿厚ｓ，基圆直径ｄｂ和中心距ａ。

计算结果列于表7-６。

渐开线齿轮的啮合传动、安装图7-１8为一对啮合的齿轮。

设主动轮轮齿1推动从动轮轮齿2转动，其受力方向根据渐开线性质是沿两轮齿接触点（或称啮合点）P所作公法线并指向轮齿2。

轮齿在啮合点P的运动方向是沿P点垂直于两齿轮中心连线的方向，这个受力方向与运动方向所夹的锐角α叫啮合角。

以两齿轮中心Ｏ１、Ｏ２为圆心，过两齿轮啮合点（也叫节点）Ｐ所作的两个相切的圆，叫做两齿轮的节圆。

齿轮传动就相当于两个节圆柱做成的摩擦轮滚动。

只有当两齿轮分度圆相切时啮合角才等于压力角。

节圆与分度圆才会重合。

否则分度圆、压力角就只是标准的，而节圆、啮合角是实际形成的。

为保证齿轮的正确安装，如图7-19所示，从理论上讲就是两齿轮在啮合线上齿距相等才能啮合。

从渐开线的性质推理，可以证明必须模数和压力角相等，这样才能互不干涉，平稳传动。

图7-18图7-19一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件为：①两齿轮的模数必须相等；②两齿轮分度圆上的压力角必须相等，即根据正确啮合条件，可以得到传动比的计算公式为i12 = n1 / n2 = z2 / z1其他齿轮传动1.斜齿圆柱齿轮传动的特点、应用和主要参数斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆柱齿轮传动一样，仅限于传递两平行轴之间的运动。

直齿圆柱齿轮传动过程中，齿面总是沿平行于齿轮轴线的直线接触。

这样，齿轮的啮合就是沿整个齿宽同时接触、同时分离，要求齿轮精度很高。

斜齿圆柱齿轮齿面接触线是由齿轮一端齿顶开始，逐渐由短而长，再由长而短至另一端齿根为止，如图7-２０所示。