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第5章 带传动 链传动
——《机械设计基础》
3环形带
1带轮
n2
n1
2带轮
组成:主动轮1、从动轮2、环形带3。
工作原理:安装时带被张紧在带轮上，带所受拉力为初拉力。它使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力托动从动轮一起同向回转。
1、带传动的组成及工作原理
一、 带传动
平带传动
V带传动
多楔带
圆带
2、带传动的分类
同步带
摩擦带传动
啮合带传动
带传动
传动
原理
传动带
截面形状
摩擦带传动
啮合带传动
平带
片基层
布层
覆盖层
工作面覆盖层
结构简单，带轮也容易制造。
在传动中心距较大的场合应用较多。
V带
普通V带，应用最广
窄V带
宽V 带
多种类型，普通V带应用最广；
产生更大的摩擦力。
帘布芯结构
绳芯结构
包布
顶胶
抗拉体
底胶
φ
平带的极限摩擦力为:
FN f = FQ f
FN/2
FN/2
FQ
FQ
FN
FN=FQ
FN=FQ/sin(φ/2)
φ/2
φ/2
则V带的极限摩擦力为 ：
f ’-----当量摩擦系数, f ’ >f
多楔带
兼有平带和V带的优点，工作接触面多，摩擦力大，柔韧性好，用于结构紧凑而传递功率较大的场合。
可解决多根V带因长短不一而受力不均的问题。
汽车发动机
圆形带 横截面为圆形。只用于小功率传动。
同步带
啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的优点。
吸振、传动比准确，在汽车、打印机中广泛应用。
（啮合带传动）
3、带传动的传动形式
开口传动：两轴平行，ω1、ω2同向
交叉传动：两轴平行，ω1、ω2反向
半交叉传动：两轴交错，不能逆转
特点
1
2
3
4、带传动的特点
4
5、带传动的应用
应用
1
2
3
4
应用实例:鄂式破碎机
应用实例:抽油机
普通V带已标准化，共有七种型号：Y、Z、A、B、C、D、E
6、带传动--V带
（φ =40 ，h/bd =0.7）
b
bd
h
φ
型 号 Y Z A B C D E F
顶宽b 6 10 13 17 22 32 38 50
节宽 bd 5.3 8.5 11 14 19 27 32 42
高度 h 4 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30
楔角φ
截面面积A（mm2） 18 47 81 138 230 476 692 1173
普通V带的截面尺寸（GB11544-89）
40
Y
Z
A
B
C
D
E
F
节面
节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。
节面：全部节线构成的面。
基准直径d：在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对应的带轮直径。
d
bd
节线
节宽bd：带的节面宽度。
基准长度Ld ：V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度。
普通V带的标记由带型、基准长度和标准号组成。
例：标记A—1400 GB11544—89 A型普通V带，基准长度为1400mm
224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91
250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93
280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95
315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07
355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97
400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02
450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04
500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07
560 0.82 5600 1.09
630 0.84 0.81 6300 1.12
710 0.86 0.83 7100 1.15
800 0.90 0.85 8000 1.18
900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21
1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.23
1120 0.95 0.91 0.86 11200
1250 0.98 0.93 0.88 12500
1400 1.01 0.96 0.90 14000
1600 1.04 0.99 0.92 0.83 16000
1800 1.06 1.01 0.95 0.86
Ld / mm Y　 Z 　Ａ 　Ｂ　Ｃ Ld / mm Ｚ Ａ Ｂ 　Ｃ
基准长度 　　　　 KL　　　　　　 　基准长度　　　 KL
普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）
200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88
材料： v≤25m/s HT150；
v=25—30m/s HT200；
v=30—45m/s 高速时用钢制带轮
结构：
轮缘：与带相连部分
轮毂：安装在轴上部分
轮辐：联接部分
7、带传动--V带轮
孔板式
（中等直径）
实心式
（直径较小时）
轮辐式
（直径大于350mm）
工作前静止时：带张紧在带轮上 ,带两边产生等值初拉力F0
F1 = F2 = F0
1、带传动的受力分析
二、带传动的工作能力分析
工作传动时：由于带与轮面间摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：
松边：F0↓F2（上）
紧边：F0↑F1（下）
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
称 F1 - F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力：
F = F1 - F2
且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：
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，导致传动失效。应避免！
（1）紧边和松边拉力产生的拉应力
紧边拉应力：
松边拉应力：
A为带的横截面积
（2）离心力产生的拉应力
带在微弧段上产生的离心力：
dFNc
dα
dl
r
F1
F2
2、带传动的应力分析
离心力 FNc在微弧段两端会产生拉力 Fc。
由力平衡条件得：
dFNc
dα
dl
r
F1
F2
Fc
Fc
dα
2
dα
2
离心拉应力：
往x轴投影
（3）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。
y
弯曲应力为:
V带的节线
d
V带轮的基准圆
由材料力学公式得
松边拉应力
离心应力
紧边拉应力
大带轮弯曲应力
小带轮弯曲应力
为保证带具有足够的疲劳寿命，应满足
4. 应力分布及最大应力
带是在变应力情况下工作的，故易产生疲劳破坏。
最大应力σmax出现在紧边与小轮的接触处。
知识点3：带传动的运动分析—弹性滑动
由于传动带材料的弹性变形而产生的滑动，称为弹性滑动。
速度 v轮1>v带>v轮2
F2
F2
F1
F1
设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为：
紧边：
松边：
∵ F1 > F2
∴ ε1 > ε2
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。
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。
从动轮
n2
主动轮
n1
（滑动率ε为0.01～0.02，其值甚微，计算不予考虑。）
带传动的传动比：
弹性滑动
由拉力差引起的带的弹性变形而产生的相对滑动现象
只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动。
不可避免，固有特性。
带传动比
（滑动率ε为0.01～0.02，其值甚微，计算不予考虑。）
打滑
由过载引起的，整个包角内全面的相对滑动
失效形式，可以避免，而且必须避免
打滑首先发生在小带轮上，故限制小带轮包角α1≥120°。
（水平或近似水平布置带传动，且松边在上。）
a
调整螺钉
调整螺钉
滑道式张紧装置
摆架式张紧装置
a
①调整中心距
1) 根据摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；
2) 运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。
三、带传动的张紧 安装与维护
张紧轮
②采用张紧轮
张紧轮一般设置在松边的内侧且靠近大轮处。
若设置在外侧时，则应使其靠近小轮，这样
可以增加小带轮的包角，提高带的疲劳强度。
③自动张紧
自动张紧装置
销轴
1. 平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持规定的平行度；
2. 通常应通过调整各轮中心距的方法来装带和张紧，切忌硬将传
动带从带轮上拔下或扳上；
3. 在带轮轴间距不可调而又无张紧轮的场合下，应在带轮边缘垫
布以防刮破传动带，并应边转动带轮边套带；
4. 同组使用的V带应型号相同、长度相等；
5. 安装V带时，应按规定的初拉力张紧。
9、带传动的安装
1. 带传动装置外面应加防护罩，以保证安全，防止带与酸、
碱或油接触而腐蚀传动带；
2. 带传动不需润滑，禁止往带上加润滑油或润滑脂，应及时
清理带轮槽内及传动带上的油污；
3. 应定期检查胶带，如有一根松弛或损坏则应全部更换新带；
4. 如果带传动装置需闲置一段时间后再用，应将传动带放松。
10、带传动的维护
组成:主动链轮1、从动链轮2、链条3。
工作原理:以链条为中间挠性件的啮合传动。依靠链与链轮轮齿的啮合传递动力，实现主从动链轮同向回转。
知识点1：链传动的组成、应用、特点
1
2
3
四、链传动
链的种类
传动链—— 一般机械传动，v≤20m/s
传动链
起重链—— 提升重物，v≤0.25m/s
起重链
曳引链—— 移动重物，v=2~4m/s
曳引链
链传动的应用
一般： P＜100kW， v ＜15m/s，i ＜8
不宜用于载荷变化大和急促反向的传动。
用于a较大，要求i平均不变，而不宜采用齿轮或带传动场合。
广泛应用在：自行车、摩托车、挖掘机（恶劣工作条件）、其它低速重载场合
链传动的特点
1、优点
与带传动相比：无弹性滑动、结构紧凑、压轴力小、可在高温、潮湿等恶
劣环境下工作。
与齿轮传动相比：适于远距离传动、成本低（制造、安装精度较低）。
2、缺点
只能用于平行轴间的传动，且同向转动。
振动、平稳性差、噪音大。
成本比带传动高。
知识点2：滚子链的结构
滚子链（套筒滚子链）
齿形链
（承受冲击能力比滚子链好，噪音低，
传动平稳，又称“无声链”
传动链的分类
单排
双排
三排
开口销
弹簧夹
链条接头锁紧方式
A系列滚子链的主要参数（摘自GB/T 1243-2006）
知识点3：链轮
孔
板
式
焊
接
式
实
心
式
组
合
式
常用“三圆弧一直线”
分度圆直径
滚子链链轮轴面齿形
d
180
Z
滚子链链轮端面齿形
端面齿形 ：三圆弧一直线
这种三圆弧一直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围，且具有较好的啮合性能，并便于加工。
r2
b
d
c
r3
r1
a
a
知识点4：链传动的布置、张紧和润滑
合理布置
链传动的两轴应平行布置，两链轮应位于同一平面内。
宜采用水平或接近水平的布置，链条应使主动边（紧边）在上，
从动边（松边）在下，以免松边垂度过大时链与轮齿相干涉或
紧、松边相碰。
张紧方法
需适当张紧，以免垂度过大而引起啮合不良。
方法：调整中心距；加张紧轮，在靠近主动链轮的松边上。
压力喷油润滑
飞溅润滑
人工定期润滑
滴油润滑
油浴润滑
链传动的润滑
知识点1：链传动的运动分析
平均值链速：
平均值传动比：
五、链传动的工作能力分析
实际上，由于多边形效益，瞬时链速、瞬时传动比都将是变化的。
的变化围为
链速作着由小到大、又由大到小的周期性变化，每转过一个链节循环变化一次。链轮齿数愈少，链速愈不均匀。
链作减速上升，随后又作增速下降，使链条上下抖动。
链条作着忽上忽下，忽快忽慢的变化，工作时不可避免的要产生振动和动载荷，给链传动带来了工作不平稳和有规律的振动。
知识点2：链传动的受力分析
链传动工作时，紧边和松边拉力不等
紧边总拉力
松边总拉力
其中：
1 .工作拉力
2 .离心拉力
3. 垂度拉力
（水平传动）；
＝1（垂直传动）
总结

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