第第13章章 带传动和链传动带传动和链传动 13-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用13-2 带传动的受力分析带传动的受力分析13-3 带的应力分析带的应力分析13-4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比13-5 普通普通V带传动的计算带传动的计算13-6 V带轮的结构带轮的结构13-7 同步带传动简介同步带传动简介13-8 链传动的特点和应用链传动的特点和应用13-9 链条和链轮链条和链轮13-11 链传动的主要及其选择链传动的主要及其选择13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算13-10 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析13-13 链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。设计：潘存云313-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用带传动的组成：带传动的组成：主动轮主动轮1、从动轮、从动轮2、环形带、环形带3。工作原理：工作原理： 安装时带被张紧在带轮上，产生的安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力初拉力使得带与使得带与带轮之间产生带轮之间产生压力压力。主动轮转动时，依靠。主动轮转动时，依靠摩擦力摩擦力托动托动从动轮一起同向回转。从动轮一起同向回转。1n2n12F0F0F0F0设计：潘存云设计：潘存云类型类型平皮带平皮带V 型带型带多楔带多楔带摩擦型摩擦型啮合型啮合型同步带同步带圆形带圆形带 -摩擦牵引力大 -摩擦牵引力大 -牵引力小，用于仪器牵引力小，用于仪器应用：应用：两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。带传动的类型带传动的类型抗拉体设计：潘存云21带传动的几何关系带传动的几何关系中心距中心距a包角包角: 因因较小较小, ,代入得代入得: :带长带长: :aCADB设计：潘存云d1d2设计：潘存云11CADBd1d2a带长带长: :已知带长时，由上式可得中心距已知带长时，由上式可得中心距 : : 带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上，而且当带工作一段时间之后，因带永久伸长而松弛时，还应当重新张紧。a a调整螺钉调整螺钉调整螺钉调整螺钉滑道式张紧装置滑道式张紧装置摆架式张紧装置摆架式张紧装置a a带传动的张紧方法：带传动的张紧方法：1.1.调整中心距调整中心距 设计：潘存云设计：潘存云张紧轮张紧轮带传动的张紧方法：带传动的张紧方法：1.1.调整中心距调整中心距 2.2.采用张紧轮采用张紧轮3.3.自动张紧自动张紧自动张紧装置自动张紧装置 销轴销轴带传动的优点：带传动的优点：1. 适用于中心距较大的传动；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；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，避免了其它零过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏；件的损坏；4. 结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。带传动的缺点：带传动的缺点：1. 传动的外廓尺寸较大；传动的外廓尺寸较大；2. 需要张紧装置；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；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；带的寿命较短；5. 传动效率较低。传动效率较低。应用：应用：两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传动）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。，中小功率电机与工作机之间的动力传递。V带传动应用最广，带速：带传动应用最广，带速： v=525 m/s 传动比：传动比：i=7 效率：效率： 0.90.95设计：潘存云13-2 带传动的受力分析带传动的受力分析F0F0F0F0静止时，带两边的初拉力相等：静止时，带两边的初拉力相等：传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：F1 = F2 = F0 为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。F1 F2 F1 ，紧边F2 松边F1F2F1F2紧边紧边松边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设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：等：F1 F0 = F0 F2 从动轮从动轮主动轮主动轮n1n2n1n2F0 = (F1 + F2 )/2设计：潘存云设计：潘存云当当圆周力圆周力FF Ff时，带与带轮之间出现显著的滑动，称时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为打滑为打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，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。导致传动失效。称称 F1 - - F2为为有效拉力，即带所能传递的圆周力：有效拉力，即带所能传递的圆周力：F = F = F1 - - F2且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：以平带为例，分析打滑时紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系。dFNF1F2F+dFFf dFNdddld2d2取一小段弧进行分析：取一小段弧进行分析：参数如图 正压力：正压力：dFN 两端的拉力：两端的拉力：F 和和F+dF 力平衡条件：力平衡条件：忽略离心力, 水平、垂直力分别平衡摩擦力：摩擦力： f dFN 由力平衡条件：由力平衡条件：积分得：积分得：紧边和松边的拉力之比为：紧边和松边的拉力之比为：绕性体摩擦的基本公式绕性体摩擦的基本公式 设计：潘存云设计：潘存云 联立求解：联立求解： F f 1fF=F=F1 - - F2在相同条件下在相同条件下 ，V带能传递较大的功率。带能传递较大的功率。或在传递功率相同时，或在传递功率相同时，V带传动的结构更为紧凑。带传动的结构更为紧凑。用用 f 代替代替 f 后，得以下计算公式：后，得以下计算公式：设计：潘存云13-3 带的应力分析带的应力分析 1.1.紧边和松边拉力产生的拉应力紧边和松边拉力产生的拉应力紧边拉应力：紧边拉应力：松边拉应力：松边拉应力：A A为带的横截面积为带的横截面积 2.2.离心力产生的拉应力离心力产生的拉应力带在微弧段上产生的离心力带在微弧段上产生的离心力： 带工作时应力由三部分组成dFNcdddlr F1F2设计：潘存云离心力离心力 F FNcNc在微弧段两端会产生拉力在微弧段两端会产生拉力 FcFc。 由力平衡条件得：由力平衡条件得：dFNcdddlr F1F2Fc Fc d2d2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。 离心拉应力：离心拉应力： 往x轴投影 设计：潘存云设计：潘存云3.3.弯曲应力弯曲应力当带绕过带轮时，因为弯曲而产生弯曲应力设设y y为带的中心层到最外层的垂直距离；为带的中心层到最外层的垂直距离； E E为带的弹性模量；为带的弹性模量；d d为带轮直径。为带轮直径。 4. 4. 应力分布及最大应力应力分布及最大应力max1b22n1n21b12y弯曲应力为弯曲应力为: :最大应力最大应力maxmax出现在紧边与出现在紧边与小轮的接触处。小轮的接触处。V带的节线带的节线 dV带轮的带轮的基准圆基准圆由材料力学公式得 离心应力拉应力弯曲应力设计：潘存云设计：潘存云F0F01由力平衡条件得静止时轴上的压力为：由力平衡条件得静止时轴上的压力为：5. 5. 作用在轴上的力作用在轴上的力 FQF0F0FQ1212设计：潘存云F2F2F1F113-4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比 设设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为变形量为：这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动弹性滑动。 紧边：紧边：松边：松边： F F1 1 F F2 2 1 1 2 2带绕过带绕过主动轮主动轮时，将逐渐缩时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使短并沿轮面滑动，使带速落带速落后于轮速。后于轮速。带经过带经过从动轮从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带带速超前于轮速。速超前于轮速。总有：总有：v v2 2 v v1 1 从动轮从动轮n2主动轮主动轮n1得从动轮的转速：得从动轮的转速：带传动的传动比：带传动的传动比：V V带传动的滑动率带传动的滑动率=0.01=0.010.02，一般可忽略不计。一般可忽略不计。定义：定义：为滑动率。为滑动率。设计：潘存云13-5 普通普通V带传动的计算带传动的计算V V带可分为：带可分为：普通普通V带、窄带、窄V带、宽带、宽V带、大楔角带、大楔角V带、带、汽车汽车V带等类型。其中普通带等类型。其中普通 V V带应用最广。带应用最广。一、一、V V带带的规格的规格组成：组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。抗拉体、顶胶、底胶、包布。帘布芯结构帘布芯结构绳芯结构绳芯结构包布包布顶胶顶胶抗拉体抗拉体底胶底胶节线节线节面节面节线：节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。弯曲时保持原长不变的一条周线。节面：节面：全部节线构成的面。全部节线构成的面。设计：潘存云bbdh =40，h/bd =0.7的的V带称为普通带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。带。已经标准化，有七种型号。 型型 号号 O A B C D E F 顶宽顶宽b 10 13 17 22 32 38 50节宽节宽 bd 8.5 11 14 19 27 32 42 高度高度 h 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30 楔角楔角每米质量每米质量q（kq/m） 0.06 0.01 0.17 0.30 0.62 0.90 1.52表表13-1 普通普通V带带的截面尺寸（的截面尺寸（GB11544-89）40 在在V带轮上，与所配用带轮上，与所配用V带的节面宽度带的节面宽度相对应的带轮直径称为相对应的带轮直径称为基准直径基准直径d。dV带在规定的张紧力下，位于带轮基准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直径上的周线长度称为基准长度基准长度Ld 。标准长度系列详见下页表标准长度系列详见下页表13-2 ，P202bd224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07560 0.82 5600 1.09630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15800 0.90 0.85 8000 1.18900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.231120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 125001400 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 Ld / mm 基准长度基准长度 KL 基准长度基准长度 KL 表表13-2 普通普通V带带的长度系列和带长修正系数（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设计：潘存云 =40，h/bd =0.9的的V带称为窄带称为窄V带。带。与普通与普通V带相比，高度相同时，宽度减小带相比，高度相同时，宽度减小1/3，而承载，而承载能力提高能力提高1.52.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑倍，适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。的场合。bh40 型型 号号 宽度宽度b(mm) 高度高度 h(mm) 3 v 9.5 (3/8英寸英寸) 8 A , B型型 5 V 16.0(5/8英寸英寸) 13.5 B, C , D型型8 V 25.4(1英寸英寸) 23 D, E, F型型窄窄V带的结构及截面尺寸带的结构及截面尺寸可替代的可替代的 普通普通V带带二、单根普通二、单根普通V V带的带的许用功率许用功率 带载带轮上打滑或发生脱层、撕裂、拉断等疲劳损坏时，就不能传递动力。因此带传动的设计依据是保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。传递的功率为：传递的功率为：单根带所能传递的有效拉力为单根带所能传递的有效拉力为：为为保证带具有一定的疲劳寿命，应使保证带具有一定的疲劳寿命，应使：maxmax = =1 1 + +b b + + c c 1 1 = = - -b b - - c c代入得代入得：在在 =，L Ld d为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下计算所得条件下计算所得 P P0 0 称为单根带的基本额定功率。详见称为单根带的基本额定功率。详见下页表下页表13-3 13-3 教材教材P203P203。设计：潘存云200 400 800 950 1200 1450 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 5000 6000小带轮小带轮基准直基准直径径 d1/ mm表表13-3 单根普通单根普通V带的带的基本额定功率基本额定功率（包角（包角= 、特定基准长度、载荷平稳时）特定基准长度、载荷平稳时） 型型号号ZABC50 0.04 0.06 0.10 0.12 0.14 0.16 0.17 0.19 0.20 0.22 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.3156 0.04 0.06 0.12 0.14 0.17 0.19 0.20 0.23 0.25 0.30 0.33 0.35 0.37 0.39 0.41 0.40 90 0.10 0.14 0.24 0.28 0.33 0.36 0.40 0.44 0.48 0.54 0.60 0.64 0.68 0.72 0.73 0.5675 0.15 0.26 0.45 0.51 0.60 0.68 0.73 0.79 0.84 0.92 1.00 1.04 1.08 1.09 1.0 0.8090 0.22 0.39 0.68 0.77 0.93 1.07 1.15 1.25 1.34 1.50 1.64 1.75 1.83 1.87 1.82 1.5 180 0.59 1.09 1.97 2.27 2.74 3.16 3.40 3.67 3.93 4.32 4.54 4.58 4.40 4.00 1.81 125 0.48 0.84 1.44 1.64 1.93 2.19 2.33 2.50 2.64 2.85 2.96 2.94 2.80 2.51 1.09 140 0.59 1.05 1.82 2.08 2.47 2.82 3.00 3.23 3.42 3.70 3.85 3.83 3.63 3.24 1.29 280 1.58 2.89 5.13 5.85 6.90 7.76 8.13 8.46 8.60 8.22 6.80 4.26 小带轮转速小带轮转速 n1/( r/ min)200 1.39 2.41 4.07 4.58 5.29 5.84 6.07 6.28 6.34 6.02 5.01 3.23 224 1.70 2.99 5.12 5.78 6.71 7.45 7.75 8.00 8.06 7.57 6.08 3.57 450 4.51 8.20 13.8 15.23 16.59 16.47 15.57 13.29 9.64 实际工作条件与特定条件不同时，应对实际工作条件与特定条件不同时，应对P P0 0值加以修正。值加以修正。修正结果称为许用功率修正结果称为许用功率 P P0 0 KL 长度系数长度系数； 考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响，见下页表132。 设计：潘存云设计：潘存云224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07560 0.82 5600 1.09630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15800 0.90 0.85 8000 1.18900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.231120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 125001400 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 Ld / mm 基准长度基准长度 KL 基准长度基准长度 KL 表表13-2 普通普通V带带的长度系列和带长修正系数（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实际工作条件与特定条件不同时，应对实际工作条件与特定条件不同时，应对P P0 0值加以修正。值加以修正。修正结果称为许用功率修正结果称为许用功率 P P0 0 KL 长度系数长度系数； P P0 0-功率增量功率增量；考虑在i1，带在大轮上的弯曲应力较小，故在寿命相同的情况下，可增大传递功率，取值详见表13-4设计：潘存云设计：潘存云1.00 1.02 1.05 1.09 1.13 1.19 1.25 1.35 1.52 1.01 1.04 1.08 1.12 1.18 1.24 1.43 1.51 1.99 小带小带轮转轮转速速 n1表表13-4 单根普通单根普通V带带额定功率的增量额定功率的增量P0 型型号号ZABC400 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 传传 动动 比比 i 2.0730 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.022800 0.00 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.04 0.04 0.04400 0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 730 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 2800 0.00 0.04 0.08 0.11 0.15 0.19 0.23 0.26 0.30 0.34400 0.00 0.01 0.03 0.04 0.06 0.07 0.08 0.10 0.11 0.13 730 0.00 0.02 0.05 0.07 0.10 0.12 0.15 0.17 0.20 0.23 2800 0.00 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49 0.59 0.60 0.70 0.89 400 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.23 0.27 0.31 0.35 730 0.00 0.07 0.14 0.21 0.27 0.34 0.41 0.48 0.55 0.62 2800 0.00 0.27 0.55 0.82 1.10 1.37 1.64 1.92 2.19 2.47 K 包角系数包角系数。 考虑180时对传动能力的影响，见表135 实际工作条件与特定条件不同时，应对实际工作条件与特定条件不同时，应对P P0 0值加以修正。值加以修正。修正结果称为许用功率修正结果称为许用功率 P P0 0 KL 长度系数长度系数； P P0 0-功率增量功率增量；表表13-5 包角修正系数包角修正系数 包角包角1 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 K 1.0 0.98 0.95 0.92 0.89 0.86 0.82 0.78 0.74 0.69 三、普通三、普通V V带的带的型号和根数的确定型号和根数的确定计算功率：计算功率：K KA A -工作情况系数工作情况系数 详下页见表13-6 P205K 包角系数包角系数。实际工作条件与特定条件不同时，应对实际工作条件与特定条件不同时，应对P P0 0值加以修正。值加以修正。修正结果称为许用功率修正结果称为许用功率 P P0 0 KL 长度系数长度系数； P P0 0-功率增量功率增量；设计：潘存云设计：潘存云表表13-6 工作情况系数工作情况系数载荷载荷性质性质载荷变载荷变动很小动很小载荷变载荷变动小动小载荷变载荷变动较大动较大载荷变载荷变动很大动很大工工 作作 机机原原 动动 机机电动机（交流启动、三电动机（交流启动、三角启动、直流并励）、角启动、直流并励）、四缸以上内燃机四缸以上内燃机电动机（联机交流启动、电动机（联机交流启动、直流复励或串励）、四直流复励或串励）、四缸以下内燃机缸以下内燃机液体搅拌机、通风机和液体搅拌机、通风机和鼓风机、离心式水泵和鼓风机、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机。压缩机、轻负荷输送机。每天工作小时数每天工作小时数 / h 16 16 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 带式输送机、旋转式水带式输送机、旋转式水泵和压缩机、发电机、泵和压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、金属切削机床、印刷机、旋转筛、木工机械。旋转筛、木工机械。制砖机、斗式提升机、制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、冲剪起重机、磨粉机、冲剪机床、橡胶机械、振动机床、橡胶机械、振动筛、纺织机械等。筛、纺织机械等。破碎机（旋转式、颚式）破碎机（旋转式、颚式）、磨碎机（球磨、棒磨、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）。管磨）。型号的确定型号的确定: : 根据根据Pc和小带轮的转速和小带轮的转速n1，由，由选型图选型图确定。确定。三、普通三、普通V V带的带的型号和根数的确定型号和根数的确定计算功率：计算功率：K KA A -工作情况系数工作情况系数K 包角系数包角系数。实际工作条件与特定条件不同时，应对实际工作条件与特定条件不同时，应对P P0 0值加以修正。值加以修正。修正结果称为许用功率修正结果称为许用功率PP0 0 KL 长度系数长度系数；PP0 0-功率增量功率增量；设计：潘存云设计：潘存云300050002000160040002008005001004003001000小小带带轮轮的的转转速速n1 ( r / min)125025000.8 1 1.25 2 3.15 4 5 8 10 16 20 30 40 50 63 80 100 200 250 普通普通V带选型图带选型图ZABCDEd1=5071d1=80100d1=112140d1=125140d1=160200d1=200315d1=355400d1=450500d1=80100型号的确定型号的确定: : 根据根据Pc和小带轮的转速和小带轮的转速n1，由，由选型图选型图确定。确定。根数的确定根数的确定: :三、普通三、普通V V带的带的型号和根数的确定型号和根数的确定计算功率：计算功率：K KA A -工作情况系数工作情况系数K 包角系数包角系数。实际工作条件与特定条件不同时，应对实际工作条件与特定条件不同时，应对P P0 0值加以修正。值加以修正。修正结果称为许用功率修正结果称为许用功率PP0 0 KL 长度系数长度系数；PP0 0-功率增量功率增量；带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低。应带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低。应取：取：d d1 1 d dminmin四、主要参数的选择四、主要参数的选择1.1.带轮直径与带速带轮直径与带速型型 号号 Y Z A B C D E dmin 20 50 75 125 200 315 500表表13-7 带轮的最小直径带轮的最小直径dmin20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 425 475 500 530 560 280 300 315 355 375 400 425 475 500 530 560 630 670 710 750 800 900 1000630 670 710 750 800 900 1000大带轮的直径大带轮的直径d d2 2：d d1 1 、d d2 2：必须符合带轮的必须符合带轮的基准直径系列：基准直径系列：带速：带速：一般应使一般应使v v在在525m/s的范围内。的范围内。 2.2.中心距、带长和包角中心距、带长和包角推荐范围：推荐范围：0.7(d0.7(d1 1+d+d2 2) ) a0 2(d350 mm；腹板式腹板式-中等直径；中等直径；13-6 V带轮的结构带轮的结构带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构带轮的结构 实心式实心式-直径小；直径小；h2drdkdha1L斜度斜度1：25ddaBh1h2 =0.8 h1a1 = 0.4 h1 a2 = 0.8 a1 f10.2 h1 f2 0.2 h2PnA3h1 =290P功率功率n转速转速A轮幅数轮幅数设计：潘存云设计：潘存云f1.61.66.3Heb0bdBh1haddae 80.3 120.3 150.3 190.4 25.50.5 槽槽 型型 Y Z A B Cbd 5.3 8.5 11 14 19 hamin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 famin 6 7 9 11.5 16hfmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 min 5 5.5 6 7.5 10 60 - - - - - 80 118 190 31560 - - - - - 80 118 190 315对应的对应的d d3232343436363838( ) 表表13-8 普通普通V带轮的轮槽尺寸带轮的轮槽尺寸设计：潘存云节园节园节线节线组成：组成：同步带（同步齿形带）是以钢同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。13-7 同步带传动简介同步带传动简介结构特点：结构特点：横截面为矩形，带面横截面为矩形，带面具有等距横向齿的环形传动带，具有等距横向齿的环形传动带，带轮轮面也制成相应的齿形。带轮轮面也制成相应的齿形。传动特点：传动特点：靠带齿与轮齿之间的啮合靠带齿与轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动，而使圆实现传动，两者无相对滑动，而使圆周速度同步，故称为同步带传动。周速度同步，故称为同步带传动。Pb重要参数优点：优点：1.传动比恒定；传动比恒定；2.结构紧凑；结构紧凑；3.由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40 m/s，传动比可达传动比可达10，传递功率可达，传递功率可达200 KW；4.效率高，高达效率高，高达0.98。缺点：缺点：成本高；对制造和安装要求高。成本高；对制造和安装要求高。pb节距节距 设计：潘存云设计：潘存云13-8 链传动的特点和应用链传动的特点和应用组成：组成：链轮、环形链条链轮、环形链条作用：作用：链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同 向传动。向传动。特点：特点：与带传动相比1. 链轮传动没有弹性滑动和打滑，链轮传动没有弹性滑动和打滑， 能保持准确的平均传动比能保持准确的平均传动比；2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承 的摩擦损失的摩擦损失 ；3.结构紧凑；结构紧凑；4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；能在高温，有油污等恶劣环境下工作；与传齿轮动相比5.制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单；制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单；缺点：缺点： 瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性 较差，有一定的冲击和噪声。较差，有一定的冲击和噪声。应用：应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机 床及摩托车中。床及摩托车中。工作范围：工作范围：传动比：传动比： i 8;8; 中心距：中心距： a 556 m;6 m; 传递功率：传递功率： P 100 KW;100 KW; 圆周速度：圆周速度： v 15 m/s;15 m/s; 传动效率：传动效率： 0.950.950.98 0.98 设计：潘存云设计：潘存云销轴与外链板铆牢，分别称为内外链节。内外链节构成一个铰链。当链条啮入啮出时，内外链节作相对转动。同时滚子沿链轮链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均做成8字形，以减轻重量，并保持各横截面的强度大致相等13-9 链条和链轮链条和链轮一、一、 链条链条类型类型 滚子链的组成：滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。 齿形链齿形链滚子链滚子链套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合销轴销轴滚子滚子外链板外链板套筒套筒内链板内链板内链板紧压在套筒两端，称为内链节 。链条材料：链条材料：碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。套筒滚子链的剖面结构：套筒滚子链的剖面结构：滚子滚子套筒套筒销轴销轴内链板内链板外链板外链板设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云链条的主要参数节距链条的主要参数节距p：节距节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。滚子链上相邻两滚子中心的距离。 p 越大，越大， 链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。结构类型结构类型：单排链和多排链。单排链和多排链。滚子链已标准化，分为滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是两个系列，常用的是A系列系列.pppt双排滚子链双排滚子链 设计：潘存云设计：潘存云链链 号号08A 12.70 14.38 7.95 13800 0.60表表139 A系列滚子链的主要参数系列滚子链的主要参数节距节距P 排距排距pt 滚子外径滚子外径d1 极限载荷极限载荷Q(单排单排) 每米长质量每米长质量q(单排单排) mm mm mm N kg/m10A 15.875 18.11 10.16 21800 1.0012A 19.05 22.78 11.91 31100 1.0016A 25.40 29.29 15.88 55600 2.6020A 31.75 35.76 19.05 86700 3.8024A 38.10 45.44 22.23 124600 5.6028A 44.45 48.87 25.40 169000 7.5032A 50.80 58.55 28.58 222400 10.1040A 63.50 71.55 39.68 347000 16.1048A 76.20 87.83 47.63 500400 22.60设计：潘存云设计：潘存云链条长度以链节数表示。链节数最好取链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数偶数，以便链，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。条联成环形时正好是外链板与内链板相接。若链节数为若链节数为奇数奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。过渡链节过渡链节设计：潘存云齿形链板的两侧是直边，工作时链板的侧边与链轮齿廓相啮合。链板的成形孔内装入棱柱，两棱柱相互滚动，可减小摩擦和磨损。齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。优点：优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承 受冲击载荷的能力高。受冲击载荷的能力高。缺点：缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。结构复杂、价格较贵、比较重。应用场合：应用场合：多应用于高速（链速可达多应用于高速（链速可达40 m/s）或运动或运动 精度要求较高的场合。精度要求较高的场合。p直边直边O60 设计：潘存云二、二、 链轮链轮标准参数：标准参数： 滚子链链滚子链链轮的参数轮的参数齿面圆弧半径：齿面圆弧半径：r re e 齿沟圆弧半径：齿沟圆弧半径： r ri i 齿沟角：齿沟角： minmin 、maxmax链轮的节距：链轮的节距：p -p -弦长弦长 分度圆直径：分度圆直径：pd1dreri360360 Z Z df=d- -d1 齿顶圆直径：齿顶圆直径：da齿根圆直径：齿根圆直径：各种链轮的实际断面齿形介于最大最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计具有很大的灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如地进入或推出啮合，并便于加工。国标规定最大值和最小值：国标规定最大值和最小值： 链轮主要尺寸计算公式：链轮主要尺寸计算公式：df设计：潘存云d180180 Z Z 滚子链链轮端面齿形滚子链链轮端面齿形端面齿形端面齿形 ：三圆弧一直线三圆弧一直线 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。r2bdcr3r1aa设计：潘存云设计：潘存云bg(h)r5gbB2B3ptptr5轴面齿形轴面齿形 ：圆弧圆弧+ +直线直线 便于进入或退出啮合单排链轮单排链轮轴面齿形轴面齿形多排链轮多排链轮轴面齿形轴面齿形零件工作图：零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。材料与热处理：材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。 齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。直线指采用标准刀具加工r4设计：潘存云链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径设计：潘存云设计：潘存云孔板式孔板式-中等直径中等直径链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径设计：潘存云13-10 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析 链条的平均线速度：链条的平均线速度：平均传动比为：平均传动比为：d121分度圆瞬时线速度：分度圆瞬时线速度：链条的瞬时线速度沿链条的瞬时线速度沿AB方向，方向，AB180z1180z1为相位角：为相位角：链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。由此可知，当链轮等速回转时，瞬时链速和顺时传动比都作周期性变化。链条进入链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮之间的传动。变化范围d1其大小为：其大小为：1设计：潘存云链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：也作周期性变化，从而使链条上下抖动。由于链速是变化的，链传动在工作时，产生振动链传动在工作时，产生振动和动载荷！和动载荷！速度不均匀系数：速度不均匀系数：Z1141312111098765432105 10 15 20 25 30 35 40 45(%)链速链速不均不均匀系匀系数变数变化曲化曲线线d121AB180z1180z1d11设计：潘存云二、链传动的受力分析二、链传动的受力分析为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应:y作用在链作用在链上的力有：上的力有：圆周拉力圆周拉力: 离心拉力离心拉力:悬垂拉力悬垂拉力:紧边拉力为：紧边拉力为：F1 = F + Fc + Fy N松边拉力为：松边拉力为：F2 = Fc + Fy NF = 1000P/ v NFc= qv2 NFy=Kyqga N q为米长质量为米长质量a-为中心距，为中心距，=90 Ky= 1g- 为重力加速度，为重力加速度，Ky为下垂量为下垂量y=0.02a时的垂度系数。时的垂度系数。其值与链轮中心线与水平夹角有关=0 Ky= 7=75 Ky= 2.5=60 Ky= 4=30 Ky= 6适当张紧适当张紧 n1n2-有效拉力有效拉力 F1F1F2F2设计：潘存云p与与d 之间的关系：之间的关系：13-11 链传动的主要参数及其选择链传动的主要参数及其选择一、链轮的齿数一、链轮的齿数大链轮的齿数大链轮的齿数: z2 =i z1P+p链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向齿顶移动。p一定时一定时: z d 越容易发生跳齿和脱链现象。越容易发生跳齿和脱链现象。一般取：一般取： z2 120因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。一般一般链节数为偶数，链轮齿数最好取链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数奇数， 以使以使磨损均匀。磨损均匀。表表 13-10 小链轮的齿数小链轮的齿数z1链速链速 v m/s 0.633 38 8齿数齿数z1 17 21 25d分度圆直径节距增长量 , 节圆外移量d180zpd+d设计：潘存云二、链的节距二、链的节距。一般取：一般取： a=(3050)p节距越大，节距越大，啮合瞬间的冲击也越大。啮合瞬间的冲击也越大。-高速重载时，应选用小节距多排链高速重载时，应选用小节距多排链。链的节距越大，其承载能力越高。根据相对原理，当链轮以运动时，链节以进入轮齿而产生冲击。三、中心距三、中心距a 过小过小 同时啮合的齿数同时啮合的齿数a 过大过大链条容易抖动。链条容易抖动。amax= 80p链条节数：链条节数：中心距：中心距：计算结果应圆整，计算结果应圆整，并取偶数！并取偶数！为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。d1按带传动公式导出此式若中心距不能调整，而又没有张紧装置时，应将计算中心距减小25mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。 p设计：潘存云实际使用区域实际使用区域13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算一、失效形式一、失效形式1.1.链板疲劳破坏；链板疲劳破坏；2.2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏；滚子、套筒的冲击疲劳破坏；3.3.销轴与套筒铰链的胶合；销轴与套筒铰链的胶合；4.4.链条铰链磨损；链条铰链磨损；5.5.过载拉断。过载拉断。二、功率曲线图二、功率曲线图4321极限功率曲线极限功率曲线n1P对应每种失效形式，可得出一个极限功率表达式。常用线图表示。曲线曲线1 1-正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；曲线曲线2 2-链板疲劳强度限定的极限功率；链板疲劳强度限定的极限功率；曲线曲线3 3-滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；曲线曲线4 4-铰链胶合限定的极限功率；铰链胶合限定的极限功率；其极限功率急剧下降；密封润滑不良密封润滑不良其极限功率急剧下降；设计：潘存云1015 20406080 100150 200400 600800100015002000 40006000小链轮转速小链轮转速n1(r/min)0.10.150.20.40.60.811.52468101520406080100150200300功率功率p0(kw)48A单排单排A系列系列滚子滚子链的链的功率功率曲线曲线 链号 节距08A 12.710A 15.87512A 19.0516A 25.420A 31.7524A 38.128A 44.4532A 50.840A 63.548A 76.240A32A28A24A20A16A12A10A08A设计：潘存云上述功率曲线的特定条件上述功率曲线的特定条件: 1.两轮共面两轮共面;2. 小链轮的齿数小链轮的齿数z1=19 3. 链节数链节数 Lp=1004.载荷平稳载荷平稳;7. 链条因磨损而引起的相对伸长量链条因磨损而引起的相对伸长量3%5. 按推荐的润滑方式按推荐的润滑方式 6. 工作寿命为工作寿命为15000 h当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将P0值降低。值降低。链速链速 v m/s1.5vv7 而又润滑不当而又润滑不当P0降低降低50%传动不可靠！传动不可靠！1.5 725%推荐的润滑方式推荐的润滑方式0.20.3 0.40.6 0.8 12345681020链速链速v(m/s)50.844.4538.131.7525.419.0515.87512.7链链节节距距p(mm)人工定期人工定期润滑滑滴油滴油润滑滑油浴或油浴或 飞溅润滑滑压力力喷 油滑油滑润 表表 13-11 修正系数修正系数kz和和kL小链轮齿数系数小链轮齿数系数Kz位于功率曲线顶点左侧时位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳）（链板疲劳）链长系数链长系数KL位位 置置位于功率曲线顶点右侧时位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）（滚子套筒冲击疲劳）表表 13-12 多排链系数多排链系数km排排 数数1234 56Km1.01.72.53.34.04.6三、链传动的计算三、链传动的计算当实际工作条件与特定条件不同时，应对当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正：值加以修正：许用功率：许用功率：19z11.0819z11.5100Lp0.26100Lp0.5链传动的设计准则：链传动的设计准则：计算功率：计算功率：Pc=KAP，KA为工作情况系数，为工作情况系数，P为名义功率。为名义功率。表表 13-13 工作情况系数工作情况系数KA载载 荷荷 种种 类类载载 荷荷 平平 稳稳 1.0 1.2中中 等等 冲冲 击击 1.3 1.4 较较 大大 冲冲 击击 1.5 1.7原原 动动 机机电动机或汽轮机电动机或汽轮机内内 燃燃 机机当当v 0.6 m/s时，链条的主要失效形式是拉断，设计时时，链条的主要失效形式是拉断，设计时需验算静力强度安全系数：需验算静力强度安全系数：Q极限载荷，极限载荷，F1是紧边拉力，是紧边拉力，S是安全系数：是安全系数：S=48设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云一、一、 链传动的润滑链传动的润滑润滑方式润滑方式 1.1. 人工给油；人工给油；2.2. 油杯滴油；油杯滴油；3.3. 油浴润滑、飞溅给油；油浴润滑、飞溅给油；4.4. 用油泵强制润滑和冷却。用油泵强制润滑和冷却。润滑油牌号：润滑油牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN48 环境温度高或载荷大取粘度高的，环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取低的。反之取低的。甩油环甩油环13-13 链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置设计：潘存云设计：潘存云二、二、 链传动的布置链传动的布置布置原则：布置原则：链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方。面内；一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方。i2a 2a =(3050)p两轮轴在同一水两轮轴在同一水平面，紧边在上、平面，紧边在上、在下均能正常工在下均能正常工作。作。表表13-14 链传动的布置链传动的布置设计：潘存云设计：潘存云i 、a 为任意值为任意值两轮轴在同一铅垂两轮轴在同一铅垂面内，下垂量增大面内，下垂量增大会减少下链轮的有会减少下链轮的有效啮合齿数，降低效啮合齿数，降低传动能力，为此应传动能力，为此应采用：采用：1)中心距可调；中心距可调；2)设张紧装置；设张紧装置；3)上下两轮错开。上下两轮错开。传动参数传动参数 正确布置正确布置 不正确布置不正确布置 说说 明明 i 60p两轮轴在同一水平两轮轴在同一水平面，松边应在下面。面，松边应在下面。否则松边下垂量增否则松边下垂量增大后松边与紧边相大后松边与紧边相碰，须经常调整中碰，须经常调整中心距。心距。表表13-14 续续 三、张紧装置三、张紧装置 弹簧力弹簧力 重力重力 调整位置调整位置 调整位置调整位置