第第8章章 带传动和链传动带传动和链传动v总 论v带传动v链传动基本要求基本要求: :v熟悉普通熟悉普通V V带的结构、标准、张紧方法和装置带的结构、标准、张紧方法和装置v掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑v掌握掌握V V带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法v掌握链传动链传动的工作情况掌握链传动链传动的工作情况运动不均匀性分析运动不均匀性分析v掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择v了解链传动的布置、张紧和润滑等了解链传动的布置、张紧和润滑等机械设计基础带传动和链传动总总 论论中心距较大的传动中心距较大的传动, 采用环形曵引元件传动采用环形曵引元件传动减少零件数量，简化传动装置，降低成本减少零件数量，简化传动装置，降低成本链传动链传动机械设计基础带传动和链传动摩擦型摩擦型啮合型啮合型挠挠性性传传动动带传动带传动带传动带传动8-1 带传动的特点8-2 带传动的分类8-3 带传动的受力分析8-4 带的耐久性8-5 弹性滑动及传动比8-6 普通V带传动的设计计算8-7 V带轮的结构8-8 带传动的使用维护机械设计基础带传动和链传动8-1 带传动的特点带传动的特点一、带传动组成一、带传动组成v主动带轮主动带轮1、从动带轮、从动带轮2、环形带、环形带二、工作原理二、工作原理v静止时，静止时，两边拉力相等；两边拉力相等；v传动时，传动时，拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力大的一边称为主动边（紧边），v 拉力小的一边为从动边（松边）拉力小的一边为从动边（松边）v靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力机械设计基础带传动和链传动F1F2Ff12F0F0F0F0三、带传动的优缺点三、带传动的优缺点机械设计基础带传动和链传动四、带传动的应用四、带传动的应用机械设计基础带传动和链传动8-2 带传动的分类带传动的分类一、按传动形式分一、按传动形式分v开口传动开口传动：两轴平行，同向回转：两轴平行，同向回转v交叉传动交叉传动：两轴平行，反向回转：两轴平行，反向回转v半交叉传动半交叉传动：两轴交错，不能逆转：两轴交错，不能逆转 二、按带的截面分二、按带的截面分v平带传动：平带的截面形状为矩形，平带传动：平带的截面形状为矩形，底面是工作面，可实现多种形式的传底面是工作面，可实现多种形式的传动动机械设计基础带传动和链传动二、按带的截面分二、按带的截面分v带传动：截面形状为梯形，带两侧面是工作面，带传动：截面形状为梯形，带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，当量摩擦系数大，承载力大承载力大，只用于开口传动，只用于开口传动机械设计基础带传动和链传动v多楔带传动：具平、带的优点多楔带传动：具平、带的优点v同步带的特点：具带与链传动的特点具带与链传动的特点v同步带的应用机械设计基础带传动和链传动摩擦力分析：摩擦力分析：v比较平带与比较平带与V V带带FnFnFV FVFn8-3 带传动的受力分析带传动的受力分析一、带传动的几何尺寸计算二、带传动的受力分析三、紧松边拉力关系紧松边拉力关系四、最大有效拉力最大有效拉力F Felim机械设计基础带传动和链传动一、带传动的几何尺寸计算一、带传动的几何尺寸计算机械设计基础带传动和链传动二、带传动的受力分析二、带传动的受力分析静止时，静止时，两边拉力相等两边拉力相等=F0张紧力张紧力工作时工作时:v拉力增加拉力增加紧边：紧边： F0F1 紧边拉力紧边拉力v拉力减少拉力减少松边：松边： F0F2 松边拉力松边拉力工作状态工作状态: 带两边拉力不相等带两边拉力不相等 紧松边判断：紧松边判断：v绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边紧边紧边机械设计基础带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边紧边松边松边三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系紧边由紧边由F0F1拉力增加，带增长拉力增加，带增长松边由松边由F0F2 拉力减少，带缩短拉力减少，带缩短有效拉力有效拉力Fe :紧边拉力与松边拉力的差值紧边拉力与松边拉力的差值 Fe = F1 - F2 = Ff 机械设计基础带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边紧边松边松边三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系v提问：提问：带传动是靠摩擦力来传动的，当外载荷引起的圆周带传动是靠摩擦力来传动的，当外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带是否能够正常工作？力大于全部摩擦力，带是否能够正常工作？v打滑：打滑：带将沿轮面发生滑动带将沿轮面发生滑动机械设计基础带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边紧边松边松边四、最大有效拉力四、最大有效拉力F Felim打滑：打滑：外载荷引起的圆周力大于外载荷引起的圆周力大于全部全部Ff ，即，即Ff 达到达到Fflim 时，时，带将沿轮面发生滑动，可用带将沿轮面发生滑动，可用柔韧体的欧拉公式柔韧体的欧拉公式表示：表示：e 自然对数自然对数f 摩擦系数摩擦系数a a 小带轮的包角小带轮的包角 此时，摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力，要保证带正此时，摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力，要保证带正常工作，就要使常工作，就要使Fflim 大于等于大于等于Felim 。怎样才能使怎样才能使Fflim大呢？大呢？ Ff越大，带传动的性能就越好，所以，引出了越大，带传动的性能就越好，所以，引出了F1 和和F2之间的关之间的关系。系。讨论带传动的最大有效拉力讨论带传动的最大有效拉力Felim 以及影响因素以及影响因素机械设计基础带传动和链传动F1F2Ff紧边紧边松边松边四、最大有效拉力四、最大有效拉力F Felim影响因素：影响因素：v初拉力初拉力F0正压力正压力 Ff， Felim但但F0，磨损加快，磨损加快，带的寿命下降；带的寿命下降；v小带轮包角小带轮包角带与带轮接触弧带与带轮接触弧 总摩擦力越大总摩擦力越大 Fflim Felim ，根据计算公式可知，根据计算公式可知， 大小取决于设计参数大小取决于设计参数d1 d2及中及中心距心距a，因此设计时，要对这些参数合理的设计；，因此设计时，要对这些参数合理的设计；v摩擦系数摩擦系数 f Ff总摩擦力越大总摩擦力越大 Felim ，f取决于带和带轮取决于带和带轮的材料。的材料。机械设计基础带传动和链传动F0越大越好吗？越大越好吗？越小呢？越小呢？8-4 带的带的耐久性耐久性v提问提问? 带传动工作时带传动工作时,作用于带上有哪些应力作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小有什它们的分布及大小有什么特点么特点?最大应力发生在什么部位最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速？为什么要限制带速？带的应力：带的应力：拉应力、弯曲应力、离心拉应力拉应力、弯曲应力、离心拉应力机械设计基础带传动和链传动8-4 带的带的耐久性耐久性v由带弯曲运动产生的离心拉应力由带弯曲运动产生的离心拉应力c:有质量的带在运动过程中有圆周速度，所以产生离心拉应力，有质量的带在运动过程中有圆周速度，所以产生离心拉应力，c作用于带的全长；作用于带的全长；机械设计基础带传动和链传动8-4 带的带的耐久性耐久性v由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力:s s1、s s2：机械设计基础带传动和链传动8-4 带的带的耐久性耐久性机械设计基础带传动和链传动v由带弯曲产生的弯曲应力由带弯曲产生的弯曲应力: b1,b2因为带要绕上小带轮和大带轮，绕在带轮上有弯曲，所以有因为带要绕上小带轮和大带轮，绕在带轮上有弯曲，所以有弯曲应力弯曲应力式中：式中：E: 带的当量弯曲弹性模量；带的当量弯曲弹性模量；y: 带的最外层到中性层（节面）的距离；带的最外层到中性层（节面）的距离；d1 ，d2 : 大小带轮直径。大小带轮直径。思考：思考：v最大应力最大应力=？v最大应力的位置在那里？最大应力的位置在那里？按按A、B、C、D四个点把带分为四段：四个点把带分为四段：A：紧边绕上小带轮；：紧边绕上小带轮；C：绕上大带轮。：绕上大带轮。分为分为A、B、C、D四个点：四个点：A：紧边绕上小带轮；：紧边绕上小带轮；C：绕上大带轮。：绕上大带轮。A点的应力等于点的应力等于s sA= s= sC + s+ s1 + s+ sb1B点的应力等于点的应力等于s sB= s= sC + s+ s2 + s+ sb1C点的应力等于点的应力等于s sC= s= sC + s+ s2 + s+ sb2D点的应力等于点的应力等于s sD= s= sC + s+ s1 + s+ sb2弯曲应力只发生在包角所对的圆弧部分，带轮直径越小，带弯曲应力只发生在包角所对的圆弧部分，带轮直径越小，带越厚（带的最外层到中性层（节面）的距离越厚（带的最外层到中性层（节面）的距离y越大），弯曲应力越大），弯曲应力越大。所以，带绕过小带轮时的弯曲应力较大，带的最大应力越大。所以，带绕过小带轮时的弯曲应力较大，带的最大应力发生在紧边开始绕上小轮处（发生在紧边开始绕上小轮处（A点）。点）。要求掌握的内容：要求掌握的内容：带传动有哪几个应力的作用？带传动有哪几个应力的作用？这几个应力大小是如何分布的？这几个应力大小是如何分布的？最大应力的位置？最大应力的位置？8-5 弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比v什么是弹性滑动什么是弹性滑动, 对传动有什么影响？对传动有什么影响？v为什么会发生弹性滑动或打滑为什么会发生弹性滑动或打滑? 是否可以避免是否可以避免?机械设计基础带传动和链传动前面分别讲了带的受力分析和带的应力分析，下面来分析下前面分别讲了带的受力分析和带的应力分析，下面来分析下带传动的运动。带传动的运动。带的缺点：有弹性滑动和打滑，是传动比不恒定。带的缺点：有弹性滑动和打滑，是传动比不恒定。打滑：打滑：带将沿轮面发生滑动带将沿轮面发生滑动8-5 弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比一、弹性滑动一、弹性滑动v分析：分析：带是弹性体，它在受力情况下会产生弹性变带是弹性体，它在受力情况下会产生弹性变形，由于带在紧边和松边上所受拉力不相等，因而形，由于带在紧边和松边上所受拉力不相等，因而产生的弹性变形也不相同。产生的弹性变形也不相同。机械设计基础带传动和链传动F1F2紧边紧边松边松边v分析：分析： a1：带绕上小带轮； c1：离开小带轮。带从带从a1 c1点的运动过程中，紧边拉力为点的运动过程中，紧边拉力为F1松边拉力为松边拉力为F2；从；从a1 c1点，带从紧边运动到松边，所受的力由点，带从紧边运动到松边，所受的力由F1下降到下降到F2 ；本来带和带轮应为同步运动，但由于带是弹性体，拉力差就本来带和带轮应为同步运动，但由于带是弹性体，拉力差就使得带向后收缩，带在带轮接触面上出现局部微量的向后滑使得带向后收缩，带在带轮接触面上出现局部微量的向后滑动，此时带与带轮不同步，因此带和带轮的速度也就不一样。动，此时带与带轮不同步，因此带和带轮的速度也就不一样。哪个速度大呢？哪个速度大呢？ V V带带VVV带轮带轮机械设计基础带传动和链传动v通过分析可知：由于带是弹性体，在不同的拉力下，通过分析可知：由于带是弹性体，在不同的拉力下，会产生弹性变形，主动轮上的带向后滑动，会产生弹性变形，主动轮上的带向后滑动，V V带带VVV带轮带轮v这种滑动现象成为这种滑动现象成为弹性滑动弹性滑动机械设计基础带传动和链传动动画：v主动轮上带轮的速度大于带的速度，两者理论是要同步的，但是由于以上分析的原因，就是的轮子的速度比带的速度要快；v再看从动轮上的，带的速度比轮子的速度要大。弹性滑动弹性滑动定义：定义：v由于带的两边弹性变形不等所引起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的带与带轮之间的微量相对滑动产生的原因产生的原因：v带的弹性、松边与紧边拉力差带的弹性、松边与紧边拉力差变形量改变，变形量改变，相对轮滑动相对轮滑动机械设计基础带传动和链传动F1F2紧边紧边松边松边弹性滑动弹性滑动弹性滑动的特点弹性滑动的特点：v弹弹性性滑滑动动是是摩摩擦擦型型带带传传动动正正常常工工作作时时不不可可避避免免的的固固有有特特性性，是是微微量量滑滑动动，只只发发生生在在离离开开带带轮轮前前的的那那部部分分弧弧上上（称称为为滑滑动弧）动弧）v Fe 弹性滑动弹性滑动 弹性滑动范围弹性滑动范围机械设计基础带传动和链传动如果弹性滑动扩如果弹性滑动扩展到整个接触弧展到整个接触弧? 弹性滑动弹性滑动弹性滑动对传动的影响：弹性滑动对传动的影响：v带传动传动比不稳定带传动传动比不稳定（因为弹性体和打滑）（因为弹性体和打滑）降降低低传传动动效效率率（V带带传传动动效效率率=0.910.96），使使带带与与带带轮轮磨磨损增加和温度升高。损增加和温度升高。v使使从从动动轮轮的的圆圆周周速速度度低低于于主主动动轮轮的的圆圆周周速速度度，即即：v1 v2 v1 v带带 v2 ，从动轮圆周速度相对降低量称为从动轮圆周速度相对降低量称为滑动率滑动率e：v传动比不为常数，即：传动比不为常数，即：机械设计基础带传动和链传动 一一般般的的情情况况下下：e e =1%2%虽虽然然很很小小，但但是是对对带带传传动动的的工工作作还还是是有有影影响响的，在多数情况下，忽略掉滑动率的，在多数情况下，忽略掉滑动率e e。二、打滑二、打滑定义：定义：v当传递的有效拉力达到或超过带与小带轮之间的摩擦力总和当传递的有效拉力达到或超过带与小带轮之间的摩擦力总和的极限值时，过载引起带与带轮在整个接面弧上发生显著的的极限值时，过载引起带与带轮在整个接面弧上发生显著的相对滑动。这种现象称为相对滑动。这种现象称为打滑。打滑。产生的原因产生的原因：vFeFfmax 弹性滑动扩展到整个接触弧弹性滑动扩展到整个接触弧显著滑动显著滑动(打滑打滑)特点特点：v打滑打滑可以可以避免避免，而且应当避免而且应当避免v短时打滑起到过载保护作用短时打滑起到过载保护作用v打滑先发生在小带轮处打滑先发生在小带轮处 后果：后果：v打滑打滑带的剧烈磨损带的剧烈磨损从动轮转速剧烈降低从动轮转速剧烈降低失效失效机械设计基础带传动和链传动?如何防止打滑如何防止打滑 三、弹性滑动与打滑的本质区别三、弹性滑动与打滑的本质区别弹性滑动：弹性滑动：v是带传动正常工作时是带传动正常工作时不可避免的固有特性；不可避免的固有特性；v因局部弹性变形的变化是的带与带轮间发生因局部弹性变形的变化是的带与带轮间发生局部相对滑动；局部相对滑动；打滑：打滑：v是是带带传传动动的的失失效效形形式式，（即即不不能能正正常常工工作作，而而弹弹性性打打滑滑是是可可以以正正常常工工作作的的），并并且且在在设设计计时时可可以以避避免免打打滑滑现现象象。（而弹性滑动是不可避免的）（而弹性滑动是不可避免的）v发发生生在在带带和和带带轮轮的的全全部部接接触触弧弧上上的的（而而弹弹性性滑滑动动是是在在滑滑动动弧上的）弧上的）机械设计基础带传动和链传动8-6 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算一、V带的结构二、普通V带标准三、V带传动设计计算机械设计基础带传动和链传动一、一、V带的结构带的结构机械设计基础带传动和链传动二、普通二、普通V带标准带标准机械设计基础带传动和链传动二、普通二、普通V带标准带标准机械设计基础带传动和链传动三、三、V带传动设计计算带传动设计计算设计内容：设计内容：确定型号、长度、根数、中心距、包角等。确定型号、长度、根数、中心距、包角等。1 带传动失效形式及设计准则2 单根V带能传递的功率3 设计步骤机械设计基础带传动和链传动1 带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则v失效形式：失效形式：1）打滑）打滑由由F F实传实传 F Flim引起的失效；引起的失效；2）带的疲劳损坏（脱层和疲劳断裂）带的疲劳损坏（脱层和疲劳断裂）s smax s s引引起的失效。起的失效。v设计依据：设计依据：保证带传动不打滑的条件下，充分发挥保证带传动不打滑的条件下，充分发挥带的和传动能力，并使带具有一定的疲劳强度或寿带的和传动能力，并使带具有一定的疲劳强度或寿命。命。v设计准则：设计准则： 不打滑：不打滑：FFFflim 疲劳强度：疲劳强度： s smax=s s1+s sb1+s scs s机械设计基础带传动和链传动1 带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则具体做法具体做法：v确定单根带所能传递的许用功率确定单根带所能传递的许用功率v根据带传动的设计功率根据带传动的设计功率v确定带安全工作的根数确定带安全工作的根数机械设计基础带传动和链传动v使带同时满足：不打滑和具有一定的疲劳强度这两个条件使带同时满足：不打滑和具有一定的疲劳强度这两个条件带传递的功率：带传递的功率：不打滑不打滑不疲劳破坏不疲劳破坏v基本额定功率可查表基本额定功率可查表8-2a、表、表8-2bv基本额定功率确定条件基本额定功率确定条件：i =1,=1,特定带长，工作平稳特定带长，工作平稳2 单根单根V带能传递的功率带能传递的功率机械设计基础带传动和链传动v在特定条件下单根普通在特定条件下单根普通V V带的许用应力：带的许用应力：特定条件：特定条件：1 1）载荷平稳；）载荷平稳；2 2）a a1= =a a2=180=180，即：，即：i=1i=1；3 3）带的基准长度为特定长度；）带的基准长度为特定长度；CC常数，棉帘布及棉芯结构，常数，棉帘布及棉芯结构，C=0.75C=0.75；L Ld 带的基准长度，带的基准长度，mmmm（P120P120见见表表8-18-1）L Lh 带的寿命，带的寿命，h;h;VV带速，带速，m/sm/s2 单根单根V带能传递的功率带能传递的功率v实际工作中单根带所能传递的许用功率实际工作中单根带所能传递的许用功率PP0 0 ：v当当使使用用条条件件与与特特定定条条件件不不符符时时，需需引引入入附附加加项项和和修修正正系系数数。经过修正后单根经过修正后单根V V带带的许用功率的许用功率PP0 0 ：机械设计基础带传动和链传动带长修正系数，可查表带长修正系数，可查表8-6包角系数，可查表包角系数，可查表8-5时的单根时的单根V带额定功率功带额定功率功率的增量，可查表率的增量，可查表8-2bv将将求求得得的的许许用用应应力力s s带带入入公公式式P0,即即可可求求得得各各种种型型号号单单根根普通带的基本额定功率。普通带的基本额定功率。3 设计步骤设计步骤v已知条件及设计内容：已知条件及设计内容：机械设计基础带传动和链传动已知条件已知条件设计内容设计内容传递的名义功率传递的名义功率P P 主动轮转速主动轮转速n1 1从动轮转速从动轮转速n2 2 或传动比或传动比i 传动位置和外部尺寸要求传动位置和外部尺寸要求 工况条件、原动机类型等工况条件、原动机类型等V V带的型号、长度和根数带的型号、长度和根数带轮直径和结构带轮直径和结构传动中心距传动中心距 a验算带速验算带速 v 和包角和包角计计算算初初拉拉力力和和作作用用在在轴轴上上的的压压轴力轴力带轮的材料选择及结构设计带轮的材料选择及结构设计7、计算带的根数、计算带的根数 z2、根据根据n1、 Pc 选择带的型号选择带的型号3、确定带轮基准直径、确定带轮基准直径dd1、dd2带轮愈小，弯曲应力愈带轮愈小，弯曲应力愈大，所以大，所以dd1 dmin dd2 = i dd1(1)，圆，圆整成标准值整成标准值 具体步骤具体步骤1、确定计算功率确定计算功率 Pc KAP机械设计基础带传动和链传动工况系数，工况系数，查表查表8-34、验算带速验算带速v (v525m/s)N5、确定中心距确定中心距 a 及带长及带长 Ld6、验算主动轮的包角验算主动轮的包角1N z 7 ？NY8、确定初拉力确定初拉力 F09、计算压轴力计算压轴力 FQ10、带轮结构设计、带轮结构设计问题：带传动适合于问题：带传动适合于高速级还是低速级？高速级还是低速级？根据图根据图8-10 套基准长度，表套基准长度，表8-11、确定计算功率、确定计算功率 Pc KAP 单位：单位：KWvP-带传递功率，单位：kwvKA-工况系数，见表8-3；带传动的工作状况是在反复启动、正反转频率、工作条件恶劣等场合KA乘以1.2。（已知条件的工况条件）2、根据、根据n1、 Pc 选择带的型号选择带的型号v带截面越大越好？v不一定。带的型号的选择要遵循一定的原则综合考虑：根据带轮的转速n1、计算出来的Pc选择带的型号：初选带型，在考虑传动的空间位置要求以及带的根数等就能最后确定。3、确定带轮基准直径、确定带轮基准直径dd1、dd2v带轮的最小基准直径和带轮的基准直径系列，见表8-4.v选择小带轮基准直径时，应使dd1 ddmin并取标准直径。因为带轮越小，弯曲应力越大。v传动比要求较精确时，大带轮基准直径dd2由下式确定：v一般可忽略滑动率的影响不计，则：算出dd2后，按表8-4取标准值圆整即可。4、验算带速、验算带速v (v525m/s)v验算带速的原因：带速过高则离心力就过大，使带与带轮之间的正压力减小，摩擦力就减小，带传动的能力下降，易打滑。所以不希望速度过高；v带速太低，则要求有效拉力过大，使带的根数过多；v因此，要验算带速，必须限制带速VVmax。一般v525m/s。v若当V过高或过低，可调整带轮的转速带轮的转速n1及基准直径及基准直径dd1、dd2。初定中心距初定中心距 a0 0.7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2)初算带长初算带长Ld0 计算实际中心距计算实际中心距 a（圆整）（圆整）取基准带长取基准带长 Ld(表表81)5、确定、确定中心距中心距 a 及带长及带长 Ld5、确定、确定中心距中心距 a 及带长及带长 Ld1）初选中心距a0，一般传算中心距的范围如下：0.7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2)va0过小，尺寸小，包角a1小，带与带轮的接触弧长小，f小，传动能力下降；带短，带在带轮上绕行的次数增加（u=VLd），带的疲劳寿命下降；va0过大，尺寸大，带式弹性体，就会下垂，带的垂度增加，带上下抖动加剧，传动平稳性下降。v因此，在选取带长时就要综合考虑，既不能太大也不能太小，所以中心距初选在上式范围内。2）初算带长和确定带长Ld按表8-1中选择区近似的基准长度Ld标准值5、确定、确定中心距中心距 a 及带长及带长 Ld3）确定实际中心距a0：考虑安装、更换V带和调整。补偿初拉力（例如带伸长而松弛后的张紧）中心距变化范围：6、验算主动轮的包角、验算主动轮的包角1v为什么验算主动轮（小带轮）包角？v因为，在实际中 1 2，若小带轮满足了要求，则大带轮就满足要求。所以只验算小带轮的包角。v为什么使1120？v因为，小带轮1越大，带与带轮之间的接触弧越长，产生的正加压力就越大，摩擦力f越大，传动能力就增加；反之，传动能力就下降；所以要满足1120关系，保证带的传动能力。7、计算带的根数、计算带的根数 zv满足V带传动正常工作要求所需的根数：vPc设计计算功率vP许用功率v其他均可查表v将Z圆整为整数Z根。当Z过大时，应改选带轮直径或改选V带型号重新设计。8、确定初拉力、确定初拉力 F0v确定初拉力的原因：初拉力对带传动的影响：vF0小，Ff小，Felim小，传动能力小，当FFelim时，就可能出现打滑；vF0大，带中应力过大，使带构造松弛，带的寿命下降。v所以， F0 确定原则：既能保证带传动传递额定功率时不打滑，又能保证V带具有一定寿命。v则推导出公式：vq-V带每米长的质量，查表8-89、计算压轴力、计算压轴力 FQv目的：用于轴和轴承设计计算（带由轴支撑，轴由滚动轴承支撑，作用在带轮上的力，最后在设计轴和轴承时需要的力）v若不考虑带松边紧边的拉力差和离心拉力的影响，则FQ可近似地按张紧时带两边拉力均为zF0的合力计算：10、带轮结构设计、带轮结构设计v确定了前面九项，最后来设计带轮的结构。8-7 V带轮的结构带轮的结构v带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。轮缘是带轮的工作部分，制有梯形轮槽。轮槽尺寸见表。轮毂是带轮与轴的联接部分，轮缘与轮毂则用轮辐（腹板）联接成一整体。v对带轮的要求是：种类轻，质量分布均匀。槽轮工作表面应精加工以减少带的磨损。带轮材料一般用灰铸铁、铸钢或钢板等。机械设计基础带传动和链传动V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式：v（1）实心带轮v（2）腹板带轮v（3）孔板带轮v（4）轮辐带轮v（1）实心带轮v（2）腹板带轮v（3）孔板带轮v（4）轮辐带轮8-8 带传动的带传动的张紧张紧v为什么要张紧？为什么要张紧？v带工作一段时间要松弛，因此工作能力下降甚至不能正常工作，带工作一段时间要松弛，因此工作能力下降甚至不能正常工作，所以要加张紧装置。所以要加张紧装置。vFecv/100 调整调整F0 增大增大Fecv但安装制造误差、塑性变形但安装制造误差、塑性变形 F0不保证不保证 设张紧装置设张紧装置常见的张紧装置常见的张紧装置:v调整中心距调整中心距定期张紧定期张紧自动张紧自动张紧v调整张紧轮调整张紧轮机械设计基础带传动和链传动v摆动架，调节螺栓，它们分别与摆动架，调节螺栓，它们分别与机架以转动副相连接。当带松了，机架以转动副相连接。当带松了，人工拧紧螺母，调节螺栓绕中心人工拧紧螺母，调节螺栓绕中心转动，带动带轮座子绕另一个装转动，带动带轮座子绕另一个装的中心转动。的中心转动。调整中心距：调整中心距：1)1)定期张紧定期张紧v人工调节螺钉，带轮人工调节螺钉，带轮的座子在滑轨上滑动，的座子在滑轨上滑动，想左侧滑动，就张紧。想左侧滑动，就张紧。人工定期调节。人工定期调节。机械设计基础带传动和链传动v张紧轮，平衡锤。带松弛，张紧轮，平衡锤。带松弛，平衡锤向下转动，张紧轮就平衡锤向下转动，张紧轮就向里靠，使带张紧。向里靠，使带张紧。调整中心距调整中心距:2):2)自动张紧自动张紧机械设计基础带传动和链传动v带轮的机座和机架以转动副带轮的机座和机架以转动副相连接，带轮的机座称为浮相连接，带轮的机座称为浮动架。当带松弛时，浮动架动架。当带松弛时，浮动架绕着装的中心逆时针转动，绕着装的中心逆时针转动，就使带张紧。就使带张紧。v平带传动：张紧轮设置在平带传动：张紧轮设置在 处处调整张紧轮调整张紧轮v带传动：张紧轮设置在带传动：张紧轮设置在 处处机械设计基础带传动和链传动松边内侧靠大轮松边内侧靠大轮(带只能单向弯曲，避免过多减小包角）带只能单向弯曲，避免过多减小包角）松边外侧靠小轮松边外侧靠小轮(平带可以双向弯曲，应尽量增大包角平带可以双向弯曲，应尽量增大包角) )范例范例链传动链传动8-9 链传动的特点8-10 链传动结构8-11 链传动的主要参数及其选择8-12 链传动的计算8-13 链传动的使用维护机械设计基础带传动和链传动8-9 链传动的特点链传动的特点一、构成一、构成v主动链轮、从动链轮、链主动链轮、从动链轮、链二、工作原理二、工作原理v靠链轮轮齿与链节的啮合传递靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力运动和动力v有中间挠性件的啮合传动有中间挠性件的啮合传动三、特点三、特点v优点：优点：v远距离传动远距离传动v工作可靠工作可靠, 效率效率较高较高v平均传动比恒定平均传动比恒定 i = z2/z1 v压轴力压轴力Fp小于带传动的小于带传动的v结构紧凑结构紧凑(与带传动比较与带传动比较)v缺点：缺点：v运动不均匀运动不均匀 (z小、小、 p大大 不不均匀均匀)v瞬时传动比不恒定瞬时传动比不恒定v传动平稳性差传动平稳性差(冲击、振动大，冲击、振动大，噪音高噪音高动载荷动载荷 不宜高速不宜高速传动传动)外廓尺寸大外廓尺寸大机械设计基础带传动和链传动8-10 链传动结构链传动结构一、链v滚子链v齿形链二、链轮机械设计基础带传动和链传动一、链一、链v传动链可分为：滚子链、齿形链传动链可分为：滚子链、齿形链1 滚子链（套筒滚子链）滚子链（套筒滚子链）组成组成:v内、外链板，套筒，销轴，滚子内、外链板，套筒，销轴，滚子机械设计基础带传动和链传动配合状况配合状况:v内链板、套筒之间内链板、套筒之间过盈配合过盈配合v外链板、销轴之间外链板、销轴之间过盈配合过盈配合v套筒、销轴之间套筒、销轴之间间隙配合间隙配合，使，使内外链板能相对转动内外链板能相对转动v链板形状的特点链板形状的特点等强度等强度内链板内链板 外链板外链板 套筒套筒 销轴销轴 滚子滚子参数参数v节距节距p相邻两销轴中心之距离相邻两销轴中心之距离 v链长链长 链节数链节数机械设计基础带传动和链传动v链节数为偶数时，刚好内、外链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇时，采用锁住活动销轴；为奇时，采用过渡链节过渡链节2 齿形链齿形链v无声链无声链结构：结构：v链板链板(带两个齿，交错并列铰带两个齿，交错并列铰接接) 、导板、导板(防侧向窜动防侧向窜动)机械设计基础带传动和链传动v由许多以铰链连接的齿形链板锁构成由许多以铰链连接的齿形链板锁构成传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮齿互相啮合齿互相啮合特点：特点：v优点：优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠好，工作可靠v适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小传动比大和中心距较小v缺点：缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难结构复杂，价格较高，且制造较难二、链轮二、链轮1 基本参数基本参数v基本参数：基本参数：节距节距p、套筒外径、套筒外径d1、齿数、齿数z、排、排距距p1v分度圆直径：分度圆直径：被链轮节距等分的圆，被链轮节距等分的圆，d=p/(sin180/z)v齿顶圆直径齿顶圆直径: da机械设计基础带传动和链传动2 齿形齿形v端面齿形：三圆弧一直线端面齿形：三圆弧一直线 （零件工作图上不画）（零件工作图上不画）v轴面齿形：轴面齿形：(工作图上要画工作图上要画)v工作图应标明：链节距工作图应标明：链节距p、齿数、齿数z、分度圆直径、分度圆直径d以及顶圆直径以及顶圆直径da3 材料材料v材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度v小链轮材料好些小链轮材料好些v低碳钢低碳钢(渗碳淬火渗碳淬火)、中碳钢、中碳钢(表面淬火表面淬火)、铸钢、夹布胶木、铸钢、夹布胶木(平稳、噪音小平稳、噪音小)8-11 主要参数及其选择主要参数及其选择一、链条速度二、传动比三、链轮齿数四、链节距五、中心距和链条长度机械设计基础带传动和链传动一、链条速度一、链条速度假定：假定：主动边总处于水平位置主动边总处于水平位置链轮抽象成正多边形，边长为链轮抽象成正多边形，边长为 p链速：链速： 机械设计基础带传动和链传动平均平均链速：链速：相当于多边形轮的传动相当于多边形轮的传动 二、传动比二、传动比v平均传动比，瞬时速度、传动比平均传动比，瞬时速度、传动比是变化的，且是变化的，且z越少，转速越不越少，转速越不均匀均匀机械设计基础带传动和链传动称为称为多边形效应多边形效应v0= 1r 1v三、链轮齿数三、链轮齿数v表表8-12，小链轮齿数选，小链轮齿数选用奇数，这是因为链条用奇数，这是因为链条的链节数一般用偶数的链节数一般用偶数机械设计基础带传动和链传动小链轮齿数小链轮齿数 z1 愈多，传动愈平稳，动载荷减小愈多，传动愈平稳，动载荷减小通常取通常取 z1 17，且传动比，且传动比 i 越小，越小， z1可越多可越多大链轮齿数大链轮齿数 z2 i z1 ，常取，常取 z2 120，以防止脱链，以防止脱链四、链节距四、链节距p p最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离机械设计基础带传动和链传动v节距节距 p 越大，承载能力越大越大，承载能力越大v但但 p 过大，运动越不均匀，冲击越大，且结构庞大过大，运动越不均匀，冲击越大，且结构庞大v所以，高速重载时，宜选小节距多排链所以，高速重载时，宜选小节距多排链v低速重载时，宜选大节距单排链低速重载时，宜选大节距单排链五、中心距和链条长度五、中心距和链条长度链条长度常以链节数表示，链节数最好取偶数，避免过渡链节链条长度常以链节数表示，链节数最好取偶数，避免过渡链节机械设计基础带传动和链传动8-12 链传动的计算链传动的计算一、链传动的失效形式一、链传动的失效形式v1. 链的疲劳破坏链的疲劳破坏v 变应力变应力 链板疲劳断裂，套筒、滚子表面疲劳点蚀链板疲劳断裂，套筒、滚子表面疲劳点蚀v2. 链条铰链的磨损链条铰链的磨损v 压力压力+相对转动相对转动 磨损磨损 链节伸长链节伸长脱链脱链v3. 链条铰链的胶合链条铰链的胶合v 高速高速+冲击冲击油膜破坏油膜破坏 温度温度 胶合（冷焊接）胶合（冷焊接）v4. 链条静力拉断链条静力拉断v 低速（低速（v0.6ms）过载）过载 断裂断裂二、滚子链传动的设计和参数选择二、滚子链传动的设计和参数选择v由失效形式由失效形式 极限功率曲线围成的封闭区即表示一定条件下链传动极限功率曲线围成的封闭区即表示一定条件下链传动允许传递功率的范围允许传递功率的范围 链的型号及尺寸链的型号及尺寸v链的润滑方式根据节距及链速选用链的润滑方式根据节距及链速选用v设计思路：设计思路：已知条件已知条件 链的型号、节距、尺寸（链的型号、节距、尺寸（p、z、Lp、a、d） 验算验算机械设计基础带传动和链传动8-13 链传动的使用维护链传动的使用维护一、链传动的布置一、链传动的布置v要求：要求：v两轮共面两轮共面v两轮中心连线尽量水平两轮中心连线尽量水平(45)v松边在下松边在下二、链传动张紧二、链传动张紧v方法：方法：v调整中心距；调整中心距；v取掉一两个链节；取掉一两个链节；v用张紧轮（紧压松边靠近小链轮）用张紧轮（紧压松边靠近小链轮）三、链传动的润滑三、链传动的润滑v高速重载链传动很重要高速重载链传动很重要机械设计基础带传动和链传动