,第9章 带传动和链传动,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,目 录,9.1 带传动的类型和特点,9.2 V带传动的基本结构,9.3 带传动的工作情况分析,Machinery Foundation,9.4 普通V带传动的设计计算,9.5 带传动的张紧、安装、使用和维护,目 录,9.6 其他带传动简介,9.7 链传动,Machinery Foundation,9.8 链传动的特点及应用,第9章 带传动和链传动,9.9 链传动的失效及设计计算概述,9.10 链传动的布置、张紧和润滑,9.1 带传动概述,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,带传动是依靠带与带轮外缘面之间的摩擦。,9.1 带传动概述,带传动,Machinery Foundation,按传动原理分类, 摩擦式带传动（如下图9-1a） 啮合式带传动（如下图9-1b）,第9章 带传动和链传动,9.1.1带传动的类型,9.1 带传动概述,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,图9-1 带传动的组成 a)摩擦式 b)啮合式,9.1 带传动概述,Machinery Foundation,按传动带截面形状分类, 平带（如下图9-2a）：横截面形状为矩形 V带 （如下图9-2b）：横截面形状为等腰梯形 圆形带（如下图9-2c）：横截面形状为圆形 多楔带（如下图9-2d） 同步带（如下图9-2e）：纵截面形状为锯齿形,第9章 带传动和链传动,9.1 带传动概述,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,a)平带 b) V带 c)圆形带 d)多楔带 e)同步带,图9-2 带的截面形状,9.1.2带传动的形式 按传动形式分： 开口传动： 两轴平行，回转 交叉传动： 两轴平行，回转 半交叉传动：两轴交错，能逆转,第9章 带传动和链传动,9.1 带传动概述,9.1带传动概述,9.1.3 开口传动的几何关系 在带传动设计中，主要几何参数有中心d1、 d2距、带长、带轮直径和包角 等。 当带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离称为中心距。带与带轮接触弧所对的中心角称为包角 、 。,第9章 带传动和链传动,9.1 带传动概述,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,1、2包角；,式中:a中心距（带张紧后两轮中心的距离）,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,对于开口传动，,9.1 带传动概述,9.1 带传动概述,Machinery Foundation, 由于带具有弹性和挠性，能起到缓冲和减振的作用，动平稳，噪声小。 可用与远距离（两轴中心距较大）的场传动。 能起到过载保护的作用。 效率较低，平均效率为0.94-0.97。 带靠摩擦传动，摩擦容易起电。 对于传动比要求严格的场合，不能采用带传动,第9章 带传动和链传动,9.1.4带传动的特点,9.2 V 带传动的基本结构,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,9.1 带传动概述,9.2 V带传动的基本结构,Machinery Foundation,V带传动有普通V 带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。,第9章 带传动和链传动,9.2.1普通V带的结构和尺寸,其横截面结构如图9-3所示。 V带由包布层、伸张层、强力层、压缩层组成。 强力层的机构形式分为帘布结构型（图9-3a）和线绳结构形（图4-3b）两种。,9.2 V带传动的基本结构,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,a)帘布结构 b)线绳结构,帘布结构抗拉强度高，但柔韧性及抗弯强度不如线绳结构好。,图4-3 V带的结构,9.2V带传动的基本结构,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,尺寸制,V带和V带轮有两种尺寸制，即基准宽度制和有效宽度制。 普通V带的尺寸已经标准化，按截面尺寸由小到大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,9.2V带传动的基本结构,各型号代表的截面尺寸及具有的长度查表即可。,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,9.2.2普通带轮的材料及结构选择,带轮的材料 带轮材料常用铸铁、钢、铝合金或工程塑料等，其中灰铸铁应用最广。当带速 时，可采用；当为时，可采用2；当时，则应采用 球墨铸铁、铸钢或锻钢，也可采用钢板冲压后焊接带轮。小功率传动时带轮可采用铸铝或工 程塑料等材料制造。,9.2V带传动的基本结构,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,带轮的结构要求 带轮应具有足够的强度和刚度，无铸造内应力；质量小且 分布均匀，结构工艺性好，便于制造；带轮工作表面应光滑， 以减少带的磨损。当时，带轮要进行静平衡试 验，当时，带轮要进行动平衡试验。 带轮的结构 带轮由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成，如图所示。轮 缘是带轮外圈环形部分，其表面制有与带的根数、型号相对应 的轮槽，轮槽尺寸均已标准化，截面尺寸可按表所列选取。,9.2V带传动的基本结构,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,普通带轮的结构形式及选择 带轮按腹板 （轮辐）的结构不同分为以下几种形式： ）型：实心带轮，如图-所示。 当带轮基准直径 （.）（ 为轴的直径）时，可采用该类型。 ）型：腹板带轮，如图-所示， 当带轮基准直径 时，可采用 该类型 （型和型相似，但腹板上不开孔）。 ）型：孔板式带轮，如图-所示。 ）型：椭圆轮辐式带轮，直径的带轮常采用该类型，如图-所示，以减轻带轮重量。 图- 带轮,9.2V带传动的基本结构,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,9.3.1带传动的受力分析, 静止时：带预紧套在带轮上，带轮两边的张紧力相等，为初拉力（F0） ，如图4-5a所示。 传递载荷时：带与带轮接触面间有摩擦力，带绕上主动轮的一边被拉紧（紧边），拉力由F0增大到F1；另一边（松边）拉力由F0降至F2。 有效圆周力F：紧边与松边拉力的差值,Ft=F1-F2=Ff （摩擦力总和）,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,实际有效圆周力等于带与带轮之间的摩擦力总和Ff 。 假定带工作时总长度不变 ，且认为弹性体，则带的紧边拉力的增加量等于松边拉力的减少量，即,F1-F0=F0-F2 F1+F2=2F0, 打滑时：当传动所需要的圆周力超过Ff时，带将在带轮上打滑；打滑时，从动轮转速急剧下降，甚至停止转动，失去正常工作能力。,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,图9-5 带传动的受力分析,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,a)未运转时 b)传动时,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,有效圆周力F（N），带速v (m /s)和传递功率P（kW）间的关系为:,P = Fv/1000,当V带打滑时，F1与F2之间的关系可用欧拉公式表示，即：,或,式中，e为自然对数的底数； 为当量摩擦因数； 为小带轮的包角（rad）。,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,9.3.2带传动的运动分析, 弹性滑动 弹性滑动：由传动带的弹性变形而引起的带与轮之间局 部而微小的相对滑动；是靠摩擦力工作的带 传动不可避免的物理现象。 危害：引起传动比不恒定，带的磨损和温度升高，降低 了传动效率。,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动, 打滑 打滑：当传动所需要的圆周力大于极限摩擦力时，传动带将在带轮轮缘上产生显著的相对滑动现象。 缺点：引起传动实效。, 两者不同点 打滑是由于过载引起的滑动，应当避免；弹性滑动时由于带的拉力差引起，只要传递圆周力，必然发生，是不可避免的。,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动, 传动比,i = n1/n2 = d1/d2,式中：n1、n2分别为主动带轮、从动带轮的转速（r/min); d1、d2分别为主动带轮、从动带轮的基准直径（mm）。 从上式可以看出，带传动的传动比与两个带轮的基准直径成反比。,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,带应力分析, 拉应力 紧边拉应力 1= F1/A 松边拉应力 2= F2/A 离心应力 c= Fc/A= q /A 式中，v为带速（m /s）;q为传动带单位长度的质量 （kg/s）;A为带的横截面积（mm2）。,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动, 弯曲应力 b Eh /d 式中，E为带材料的弹性模量（MPa）;h为V形带高度（mm）.,带在工作时的应力分布如图所示:,图4-6 带的应力分布,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,带的总应力为上述三种应力之和。 当传动带紧边进入小带轮处应力达到最大值，其值是： max=1+c+b1,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,9.3.3弹性滑动,传动带在拉力作用下要产生弹性伸长，工作时，由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性伸长量也不同。如图所示，当带从紧边a点转到松边c点的过程中拉力由F1逐渐减小到F2，使得弹性伸长量随之逐渐减少，因而带沿主动轮的运动是一面绕进。一面向后收缩。而带轮是刚性体，不产生变形，所以主动轮的圆周速度v1大于带的圆周速度v，这就说明带在绕经主动轮的过程中，在带与主动轮之间发生了相对滑动。相对滑动现象也要发生在从动轮上，根据同样的分析，带的速度v大于从动轮的速度v2。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微小相对滑动， 称为弹性滑动。,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,定义： 由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑动。,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,产生的原因： 由弹性变形和拉力差引起的。 特点： 弹性滑动不可避免； F 弹性滑动 后果： 带速滞后于主动轮，超前于从动轮v1 v带 v2 ，v1 v2 ； 带传动传动比不稳定,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,对比一下打滑,9.3 带传动的工作原理及工作情况分析,打滑是带沿带轮面发生全面滑动。,产生的原因： FFfmax 打滑 特点： 打滑可以避免，而且应当避免 短时打滑起到过载保护作用 打滑先发生在小带轮处 后果： 打滑带的剧烈磨损从动轮转速剧烈降低失效,9.4 V 带传动的设计计算,Machinery Foundation,第9章 带传动和链传动,9.4 V带传动的设计计算,Mach