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第13章 带传动和链传动

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带传动和链传动的特点

带传动和链传动的特点

带传动和链传动的特点传动方式是机械传动中十分重要的一个环节，其作用是将能量传递到所需要的位置，从而完成所需的工作。

而在传动方式中，带传动和链传动是两个常见的方式，它们各有自己的特点和应用场景。

带传动是将能量通过带子或皮带传递到需要的位置，其优点在于传递平稳，噪音小，安装方便，成本较低。

带传动在工业和农业生产中都有广泛的应用，如机床上的传动、农机上的传动等。

带传动的特点主要体现在以下几个方面：1、平稳性：带传动的平稳性较好，因为带子可以缓冲传递过程中的冲击和振动，从而减少了噪音和振动。

2、安全可靠：带子材料的柔韧性使得其对机器的轴承和传动装置产生的冲击和振动吸收能力较好，从而增加了机器的寿命。

3、运转平稳：由于带子与轮毂之间的接触面积较大，使得带传动能更加平稳地运转，从而减少了机器的运转噪音。

4、安装方便：带传动的安装较为简单，不需要太多的专业技能，只需将带子绕在轮毂上即可。

链传动则是通过链条将能量传递到需要的位置，其优点在于传递效率高、传动力矩大、可靠性高。

链传动在机械制造、航空航天、交通运输等领域都有广泛的应用。

链传动的特点主要体现在以下几个方面：1、传递效率高：由于链条的刚性较高，能够在传递过程中减少能量的损失，从而提高传递效率。

2、传动力矩大：链条能够承受较大的拉力，因此能够传递较大的力矩，适用于需要传递大功率的场合。

3、可靠性高：链条的材质和工艺要求较高，因此它的可靠性也较高，适用于对传动要求较高的场合。

4、使用寿命长：链条的使用寿命较长，不容易出现松动和断裂等问题，从而减少了维护和更换的成本。

在实际应用中，带传动和链传动各有其适用的场合。

带传动适用于需要传递较小功率的场合，如机床、农机等；而链传动适用于需要传递较大功率的场合，如飞机、汽车等。

总的来说，带传动和链传动都是机械传动中重要的传动方式，各自具有自己的特点和优势。

在具体应用中应根据实际需要选择合适的传动方式，以达到最佳效果。

《机械设计基础》试题库_V带传动

《机械设计基础》试题库_V带传动

第13章带传动和链传动习题与参考答案一、判断题：1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。

A．正确 B. 错误2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。

A．正确 B. 错误3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。

A．正确 B. 错误4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。

A．正确 B. 错误5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。

A．正确 B. 错误6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。

A．正确 B. 错误7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正比。

A．正确 B. 错误8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。

A．正确 B. 错误9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。

A．正确 B. 错误10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。

A．正确 B. 错误11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。

A．正确 B. 错误12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。

A．正确 B. 错误13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。

A．正确 B. 错误二、选择题：1．选取V带型号，主要取决于（）。

A.带传动的功率和小带轮转速B.带的线速度C.带的紧边拉力2．设计带传动时，考虑工作情况系数K A的目的是（）。

A.传动带受到交变应力的作用B.多根带同时工作时的受力不均C.工作负荷的波动3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。

A.小于40°B.等于40°C.大于 40°4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。

A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。

A.小带轮松边由外向内B.小带轮松边由内向外C.大带轮松边由内向外6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。

带传动,链传动,齿轮传动的相同点和不同点

带传动,链传动,齿轮传动的相同点和不同点

带传动,链传动,齿轮传动的相同点和不同点相同点：
1. 传动存在于机械设备中，用于将能源从一个地方传递到另一个地方，以完成机械运动。

2. 这三种传动方式都是通过连轴器连接不同的可能性。

3. 这三种传动方式都需要保持足够的润滑来减少摩擦和磨损。

不同点：
1. 带传动是一种力传递方式，利用带子和滚轮的摩擦来传递轴的动力。

链传动使用链条将轴与轮连接在一起，其工作原理类似于带传动。

2. 齿轮传动则是利用齿轮之间的齿合来传递轴的动力。

齿轮传动的主要优点是能够传输高扭矩和高速率。

3. 带传动和链传动易于曲线驱动和不对中间线，齿轮传动需要大量的精确制造工艺，以保持齿轮的密合。

4. 带传动和链传动的优点在于其耐磨性和低噪音特性，这是因为它们可以吸收由于对齿轮的不正确使用或制造而引起的噪音和振动。

5. 齿轮传动的另一个主要优点是，它可以实现正反转和无论输入输出速度变化，其传动比不变。

6. 相对于带传动和链传动，齿轮传动更加精确可控，可以利用齿轮的数量和尺寸来实现特定的速度和转矩比。

总的来说，带传动、链传动、齿轮传动各有优劣，应按照所需的速度、扭矩、噪音、节能、寿命和制造成本等要求选择合适的传动方式。

带传动和链传动

带传动和链传动

齿形带
（6）齿孔带：
3）按用途分：
（1）传动带 传递动力用
（2）输送带 输送物品用。
传动带
输送带
3.带传动的主要传动形式
1）按照传动比分类
定传动比、有级变速、无级变速。
2）根据传动的布置情况
a、开口传动 在这种传动中，两轴平行且都向同一方向回转。它是应用最 广泛的一种带传动形式。
b、交叉传动（图a） 交叉传动用来改变两平行轴的回转方向。由于带在交叉处互相 摩擦，使带很快地磨损，因此采用这种传动时，应选用较大的中心 距（amin≥ 20b，b为带宽度）和较低的带速（vmax ≤15m/s) 。
五、设计准则和单根V带的额定功率
失效形式：打滑和疲劳断裂（如脱层、撕裂或拉断）。 设计准则：在保证不打滑的条件下，应具有一定的疲劳 强度和寿命。 单根带的许用功率P0
Fmax v 1 v F1 (1 f v ) 1000 1000 e 1 v 1 A(1 f v ) 1000 e 1 Av P0 ([ ] c b1 )(1 f v ) 1000 e P0

带的标记： 普通V带和窄V带的标记都是由带型、带长和标准 号组成。 例如： A型、基准长度为1400㎜的普通V带，其标 记为： A-1400 GB11544-89。
又如： SPA型、基准长度为1250㎜的窄V带，其标 记为： SPA－1250 GB12730－91。
带的标记通常压印在带的外表面上，以便 选用识别。
=0.01～0.02
n1 d2 i (1 ) n2 d1
因带传动的滑动率ε=0.01-0.02,其值不大，可不予考虑。
n1 d 2 i理 n2 d1
打滑：过载引起带与带轮间显著的相对滑动； 应该避免。

机械设计与理论：第13章 链传动

机械设计与理论：第13章 链传动
• 链传动工作时不可避免地产生动载荷，动载荷的大小 正比于加速度值。链轮齿数越少，节距越大，则产生 的动载荷就越大，设计时务需注意。
§13-5 链的受力、失效和许 用功率
一、链的受力
• 与带传动相似，链传动工作时，链的两边形成 紧边和松边。紧边和松边所受的拉立分别为F1 和F2： F1=Ft+Fc+Ff , F2=Fc+Ff
轮芯可用一般钢材或铸铁以节省贵重钢材。采用可拆联接的组合 式链轮的另一优点是轮齿失效后只需更换齿圈即可。
链轮材料
• 可用灰铸铁(不低于HT200)，热处理后硬 度为260--280HB。
• 较多的是用优质碳钢和合金钢如15-50号 钢、15Cr、20Cr、40Cr、35SiMn 、 35CrMo 、45Mn、 ZG310-570钢等，热 处理后硬度均在40HRC和40HRC以上。
• F1为有效圆周力(有效拉力)(N)， • Fc 为离心拉力(N)，Fc=qv2 (其中q为单排链每
米质量kg/m )，当 v≤7m/s 时, Fc可忽略不计; • F一f为般悬不垂大拉，力可(近N)似，取Ff是为由链边自重而产生的，
Ff≈0.1Ft 。
二、链的失效
• 链的疲劳破坏
链是在变应力下工作的，导致链板可能发生疲劳断裂或套筒、滚子表 面产生疲劳点蚀。
滚子链轮轮齿的齿形
链轮几何参数
• 分度圆直径 d ＝ p ／sin(180°／z ) • 齿顶圆直径 da ＝ p (0.54 + cot(180°／z)) • 齿根圆直径 df ＝ d - dr • 式中 p 为节距，z 为齿数。
滚子链轮的结构型式
• 小直径的链轮可采用板式， • 中等尺寸的链轮可采用孔板式， • 大直径的链轮多用组合式，齿圈焊接在或用螺栓联接在轮芯上。

带传动 链传动 区别

带传动 链传动 区别

1、带传动与链传动的优缺点
带传动靠摩擦力工作且带具有弹性，1能缓和冲击，吸收震动，传动平稳无噪音，2结构简单，维护制造方便，成本较低，3具有过载保护作用。

链转动用在工作可靠，低速重载，工作环境恶劣，以及其他不宜采用齿轮传动和带传动的场合，例如翻土机的运行机构采用链传动，虽然经常受到土块、泥浆和瞬时过载等的影响，依然能够很好的工作。

2、带传动在高速级，链传动在低速级
若将链传动放置高速级，会加剧运动的不均匀性，动载荷变大，震动和噪音增大，降低链传动的寿命，链传动只能实现平行轴间的同向传动，运转时不能保证恒定的瞬时传动比，磨损后易发生跳齿，工作时有噪音，不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中，即应布置在低速级。

若将带传动放置低俗级，会使结构尺寸增大，及应布置在高速级，与电机直接相连，可以骑到缓冲吸震的作用，还能起到过载打滑的作用，保护零件，放在高速级，功率不变的情况下，高速级速度高，带传动所需的有效拉力就小，带传动的尺寸也就较小。

3、齿轮传动
齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。

齿轮传动的主要特点：1效率高，在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率最高。

2结构紧凑，在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。

3工作可靠，寿命长，设计制造正确合理、使用良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可达一、二十年，这是其他机械传动不可比拟的。

4传动比稳定，传动比稳定往往是对传动性能的基本要求，齿轮传动获得广泛的应用，也就是由于这一特点。

带传动

带传动

（三）Ｖ带轮设计
P.208 §13-6
1. 结构组成 轮缘－安装带 结构组成: 图13-16 轮辐－ 联接轮缘与轮毂 P.208 轮毂－安装轴 2. Ｖ带轮设计要求： 带轮设计要求： (1)质量小、工艺性好、质量分布均匀、内应力小、 高速应经动平衡 轮缘 (2)工作面应精细加工 轮辐 3. Ｖ带轮材料 轮毂 灰铸铁HT150、HT200－常用 铸钢、焊接（钢板）－高速 铸铝、塑料－小功率
p.199第4
N = 3600 ·k·T·V/L V－带速(m/S) L－带长(m) V/L →绕转次数/秒 K－带轮数 (K次/周) T－带的寿命(h)
（五） 带传动的优缺点
p.195倒3
•优点 1.缓冲吸振, 传动平稳 优点: 优点 2.过载具安全保护作用 3.适用于中心距较大的传动 4.结构简单, 要求精度低, 成本低 •缺点 1.不能保持准确的传动比, 效率低 缺点: 缺点 2.传递相同圆周力所需的轮廓尺寸和轴上 压力均比啮合传动的大 3.带的寿命短 4.需要张紧装置 5.不宜用于高温, 易燃场合
（一）带传动的类型
p.194
开口传动 两轴平行， 按形 开口传动 －两轴平行，同向回转 交叉传动 两轴平行， 传式 交叉传动 －两轴平行，反向回转 动分 半交叉传动－两轴交错，不能逆转 半交叉传动－两轴交错， 传动 按 平带传动－底面是工作面，可实现多 平带传动 底面是工作面， 传动－ 带 种形式的传动 的 传动－ 两侧面是工作面， Ｖ带传动－带两侧面是工作面，承载 截 力大， 力大，只用于开口传动 面 多楔带传动－具平、Ｖ带的优点 多楔带传动 具平、Ｖ 传动－ 、Ｖ带的优点 分 同步带传动 传动－ 同步带传动－具带与链传动的特点
二.带传动工作时最大应力: σmax＝ σ 1+ σ b1+ σ c ∵ σ 1＞σ 2 σ b1＞ σ b2 σb1

带传动与链传动

带传动与链传动

2.19 5(4.71)
2.81 4(3.82)
3.63 3(2.97)
讨论：
由上述结果可知，在合理的带速范围内，V
带的传递功率随带速增加而提高。为了充分发
挥带的传动能力，在传动尺寸允许的条件下，
可以选用较大直径的带轮。同时，这样做还可 以减少V带根数，使传动的轴向尺寸减小。在 本例中，若对传动尺寸的大小没有限制，则取 小带轮直径dd1=160mm。
1. 组成
① 具有特殊齿廓的主动链轮； ② 从动链轮； ③ 一闭合链条（传动链）。
2.工作原理
链传动以链条作中间挠性件， 依靠链节与链轮轮齿连续不断 地啮合来传递两平行轴间的运 动和动力。
3.特点
中心距范围大（amax=8m）； 传动效率较高，可达0.98 平均传动比固定，瞬时传动比周期变化的； 张紧力小，对轴压力小，F∑＝（1.2～1.3）F（有 效圆周力）； ⑤ 结构较带传动紧凑，耐高温，油污； ⑥ 传动稳定性差，无过载保护作用，制造成本、安装 精度高。
一、带传动的张紧 1.调整中心距 1 2.张紧轮装置 二、带传动的维护与安装 1.型号与长度。型号与带轮轮槽尺寸相符，新旧V 带不可同时使用。 2
2.两带轮轴线平行。对应轮槽的中心线重合。
3.按规定的张紧力张紧. 4.多根V带采用配组带。 5.应加防护罩。 6.工作温度 。 7.拆装。
§8-2 带传动工作情况分析 一、带传动的受力与打滑
讨论：
由计算结果可知，本例选B型或C型带均能满
足使用要求，若考虑使结构紧凑，则可选用B型
带；但如果带传动的轴向尺寸要求较小，则可
选用C型带。由此可知，带传动设计时，有时要
选择两种乃至三种带型并取不同的小带轮直径dd
进行计算，以从中选取较满意的结果。

机械设计基础_孙立鹏_习题第十三章带传动和链传动

机械设计基础_孙立鹏_习题第十三章带传动和链传动

第十三章 带传动和链传动题13-1 简答题（1）带传动的带速v 为什么规定在5～25 m/s 范围内？答：因为P = F e v /1000 kW ，故当功率P 确定，v 过小时，则力F e 过大使带的根数过多，故v 不宜小于5m/s 。

而v 过大时，由于离心力过大，带与轮间正压力减小，摩擦力严重下降，带传动能传递的极限有效拉力F e li m 减小，容易使得F e ≥ F e li m 产生打滑，且此时抖动严重，故v 不宜大于25m/s 。

（2）带传动为什么要限制最大中心距、最大传动比、最小带轮直径？ 答：中心距过大，将引起严重抖动。

在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。

带轮直径过小弯曲应力则过大。

故应对三个参数加以限制。

（3）影响链传动动载荷的主要参数是什么？设计中应如何选择？答：影响链传动动载荷的主要参数是链轮齿数、链节距和链轮转速。

设计中采用较多的小链轮齿数，较小的链节距，并限制链轮转速不要过高，对降低动载荷都是有利的。

（4）链传动的传动比写成121221d d z z n n i ===是否正确？为什么？答：不正确。

因zp d ︒=180sin/，故1212d d z z ≠。

题13-2 单根V 带传动的初拉力F 0=354N ，主动带轮的基准直径d d1=160mm ，主动轮转速 n 1=1500r/min ，主动带轮上的包角α1=150°，带与带轮上的摩擦系数为f =0.485。

试求：（1）V 带紧边、松边的拉力F 1和F 2；（忽略带的离心拉力的影响） （2）V 带传动能传递的最大有效拉力F e 及最大功率P 0 。

解答：1．求V 带紧边、松边的拉力F 1和F 2()()559371827182N 708N 3542261824850180150485021021...eF F F F F ...fa=====⨯==+⨯π⨯︒︒⨯解得： F 1=552.703N ， F 2=155.297N2．求V 带传动能传递的最大有效拉力F e li m 及最大功率P 0 (1) 最大有效拉力：N406397N 15593155933542112110...ee F Ff f lim e =+-⨯⨯=+-=αα(2) 带 速：m/s5712m/s 100060150016010006011.n d v =⨯⨯⨯π=⨯π=(3) 最大功率：kW994kW 1000561240639710000 (v)F P lim e =⨯==题13-3 一带传动的大、小带轮的基准直径d 1=100mm ，d 2=400mm ，小带轮转速n 1=1460r/min ，滑动率ε=0.02，传递功率P=10 kW 。

带传动和链传动

带传动和链传动
且维护成本较低。
链传动可以在高温、低 温、潮湿、多尘等恶劣 环境下工作，适应性强。
链传动的缺点
振动和噪音
链轮和链条在传动过程中会产生振动和噪音，特别是在高速运转 时。
精度较低
链传动的精度不如带传动高，可能会导致传动不平稳和位置误差。
维护要求高
需要定期润滑和清洁，否则容易出现卡滞和磨损。
链传动的改进方向
结构简单
带传动结构简单，制造和维护成本较 低。
适用于中心距较大的传动
带传动可以通过张紧装置调整带的张 紧力，以适应中心距较大的传动。
带传动的缺点
效率较低
带传动中，带与带轮之间存在 一定的摩擦损失，导致效率较
低。
寿命较短
带传动中的带容易磨损和老化 ，需要定期更换，寿命较短。
传递功率有限
带传动的传递功率受到带的强 度限制，难以传递大功率。
带传动和链传动
目录
• 带传动介绍 • 带传动的原理 • 带传动的优缺点 • 链传动介绍 • 链传动的原理 • 链传动的优缺点

01 带传动介绍
带传动的定义
定义
带传动是一种通过带与带轮之间的摩 擦力来传递动力的机械传动方式。
组成
工作原理
通过主动轮的旋转，带动传动带在带 轮上运动，从而将动力传递给从动轮。
在输送设备中，链传动是常用 的传动方式之一，如输送带、 提升机等。
05 链传动的原理
链传动的啮合原理
链传动是通过链轮之间的链条进 行啮合，从而实现动力的传递。
链条由一系列的链节组成，每个 链节都由两个相邻的滚子组成， 滚子与链轮的齿相啮合，从而实
现了动力的传递。
链传动的啮合原理是利用了链条 与链轮之间的摩擦力来实现动力

《带传动和链传动》课件

《带传动和链传动》课件
双排链传动：由双排链和链轮组成，适 用于高速、重载场合
单排链传动：由单排链和链轮组成，适 用于低速、轻载场合
滚子链： 适用于高 速、重载、 高精度的 场合
齿形链： 适用于低 速、轻载、 高精度的 场合
套筒链： 适用于高 速、重载、 低精度的 场合
板式链： 适用于低 速、重载、 高精度的 场合
双排链： 适用于高 速、重载、 高精度的 场合
链传动是一种通过链条和链轮之间的啮合来传递动力和运动的传动方式。 链传动主要由链条、链轮、张紧器和润滑系统等部分组成。 链条和链轮之间的啮合方式主要有内啮合和外啮合两种。 链传动的特点包括：传动效率高、传动比准确、传动平稳、噪声小等。
结构简单， 易于制造和 维护
传动效率高， 承 载 能 力 大 ， 适应性强，适用
载的场合
链传动：通过链条和链轮之间 的啮合来传递动力和运动的机 械传动方式
齿形链：由齿形链板和销轴组 成，适用于低速、轻载的场合
板式链：由板式链板和销轴组 成，适用于高速、轻载的场合
自行车：链条传动是自行车的主要传动方式 摩托车：链条传动在摩托车中也有广泛应用 工业设备：如机床、输送机等设备中，链条传动用于传递动力和运动 农业机械：如收割机、拖拉机等农业机械中，链条传动用于传递动力和运动
V带传动：通过V形带和带轮之 间的摩擦力传递动力和运动的 传动方式
同步带传动：通过同步带和带轮 之间的摩擦力传递动力和运动的 传动方式，具有精确的同步性能
汽车工业：用于发动机、变速箱、差速器等部件的传动 机械设备：用于机床、印刷机、包装机等设备的传动 农业机械：用于拖拉机、收割机、播种机等设备的传动 家用电器：用于洗衣机、吸尘器、电风扇等设备的传动
单排链： 适用于低 速、轻载、 高精度的 场合

带传动和链传动-机械设计手册

带传动和链传动-机械设计手册

22
2
2ห้องสมุดไป่ตู้
则：
dFN Fd(1)
fdFN dF(2)
F
联解(1)(2)
dF fd , 积分， F1 dF
F
F F2
欧拉公式:
F1 e f F2
fd ln F1 f
0
F2
欧拉公式: F1 e f F2
e = 2.718 (自然对数的底)
f —带与带轮间的摩擦系数 (v带 f )
极限摩擦力：fdFN
如不考虑带的离心力，由平衡平程：
dFN

F
sin d
2
(F
dF ) sin d
2
fdFN

(F
dF ) cos d
2

F
cos d
2
dFN

F
sin
d
2
(F
dF) sin
d
2
f dFN

(F
dF) cos d
2

F
cos d
2
取: sin d d , cos d 1,并 忽 略 dF. d
窄V带按截面大小分SPZ、SPA、SPB、SPC四种。
(3) V带的其它类型
3. 多楔带
多楔带兼有V带承载能力高及 平带挠性好的优点，宜用于要求 带的根数较多、结构紧凑、传递 功率较大的场合。
4. 圆带
截面为圆形，适用于小功率的 机械和仪器的传动。如；缝纫机、 录音机等。
5. 同步带
同步带传动是通过具有带 齿的环形带与带轮轮齿啮合进 行传动，带与带轮间 无相对滑 动，传动比准确，带的柔性好， 能缓冲、吸振。

机械设计基础 第13章 带传动

机械设计基础 第13章 带传动

带传动和链传动是通过挠性曳（ye）引元 件，在两个或多个传动轮之间传递运动和动 力。故，也称挠性传动 带传动中所使用的挠性曳引元件为各种形式 的传动带，为摩擦传动。 链传动中所用的挠性曳引元件为各种形式的 传动链。链传动通过链条的各个链节与链轮轮 齿相互啮合实现传动。
§13—1 带传动的类型和应用
1 1
c
dd
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
从动 从动
b1 b1
主动 主动
c c
2
2
σσmxax ma
qV 2 σ C = FC / A = A
v是带速，m/s。
σσ1 1
qV 2 σ C = FC / A = A
σc为v的二次曲线，当v较小时，影响不大。v↑ σc ↑ ， 当v ↑一定时， σc ↑↑，影响巨大。故 v 不可过大。 另：v大，离心力大，带与带轮压紧力↓， Ffmax ↓， 传动能 力↓，故 v 也不可过大。 3. 弯曲应力 带运动到带轮处产生弯曲，有弯曲应力。 σb1 ， σb2
F2 = Fe
1 e
fα 1
−1
Fe = F1 (1 −
1 e
fα 1
)
四、Ffmax大小——为了保证正常工作，需要知道
极限状态下
F f max = F1 − F2 = F2 (e fα1 − 1)
2 F0 = F1 + F2 = F2 (e fα1 + 1)
F1 = e fα 1 F2
两式相除
F f max
1 2
当弹性滑动扩展到整个带轮时，带打滑， Fe > Ffmax 。 开式传动：α1< α2，打滑总是发生在小带轮处 。 打滑可以避免，使 Fe < Ffmax 。 弹性滑动与打滑的区别：原因、现象、后果、能否避免。

带传动,链传动,齿轮传动的相同点和不同点

带传动,链传动,齿轮传动的相同点和不同点

带传动,链传动,齿轮传动的相同点和不同点传动是指将能量从一个位置转移到另一个位置。

在机械系统中，传动通常使用带传动、链传动和齿轮传动。

这三种传动方式都有其相同点和不同点。

相同点：
1. 传递能量：这三种传动方式都可以将能量从一个位置传递到另一个位置。

2. 传动效率高：这三种传动方式都有相对较高的传动效率，可以有效地将能量传递到目标位置。

3. 都需要维护：这三种传动方式都需要经常维护，以确保它们的正常运转。

不同点：
1. 结构不同：带传动是通过带子将能量传递到目标位置，链传动是通过链条将能量传递到目标位置，而齿轮传动则是通过齿轮将能量传递到目标位置。

2. 安装方式不同：带传动和链传动通常需要在较长的距离上运行，而齿轮传动通常需要在较短的距离上运行。

3. 传动能力不同：带传动和链传动通常适用于较小的负载，而齿轮传动通常适用于较大的负载。

4. 维护方式不同：带传动和链传动通常需要更频繁的维护，因为它们容易受到摩擦和磨损的影响，而齿轮传动则需要更少的维护。

总的来说，带传动、链传动和齿轮传动都是机械系统中常用的传
动方式，它们各自有其优缺点。

选择哪种传动方式通常取决于负载大小、传动距离、传动效率等因素。

考研备考期末复习 机械设计基础 第13章 带传动和链传动

考研备考期末复习 机械设计基础 第13章 带传动和链传动
缺点： 1. 传动的外廓尺寸较大； 2. 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； 4. 带的寿命较短； 5. 传动效率较低。
机械设计基础 — 带传动和链传动
七、带传动的应用 在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传
动比有精确要求的场合。功率P<100KW，带速v=5~25m/s， 传动比i<7。
2
d2 d1
2a
L
2a
2
(d1
d2
)
d2
d1 4a
2
机械设计基础 — 带传动和链传动
B
A
α1
θ
α1
d2
d1
D
aC
带长:
L
2a
2
(d1
d2
)
d2
d1 4a
2
已知带长时，由上式可得中心距 :
a 2L (d1 d2 ) 2L (d1 d2 )2 8(d2 d1 )2
8
机械设计基础 — 带传动和链传动
楔角φ
40 ˚
φ
每米质量q（kq/m） 0.04 0.06 0. 10 0.17 0.30 0.6 0.87
在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对
应的带轮直径称为基准直径d。
d
V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基准长度Ld 。
bd
机械设计基础 — 带传动
窄V带的结构及尺寸
φ =40˚，h/bd =0.9的V带称为窄V带。
2
F2 AE
∴ 1 2
带绕过主动轮时，带一边绕进， 一边向后收缩，使带速落后于轮 速： v带v1。
F2
F2 n1
n2
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常用的控制和调整张紧力的方法是：调节中心距。水平或
接近水平的布置时用调节螺钉 1 使装有带轮的电动机沿滑 轨2移动(图13-4a)。

垂直或接近垂直的布置时用螺杆及调节螺母1使电动机绕小轴2摆 动 (图 b ) 。 若中心距不能调节时，可采用具有张紧轮的传动(图c),它靠重锤 1将张紧轮2压在带上，以保持带的张紧。
(1)传递的圆周力；(2)紧边、松边拉力；(3)离心力在带中引起的拉 力；(4)所需的初拉力；(5)作用在轴上的压力。

解 (l)传递的圆周力
F
1000 P 1000 15 1000 N v 15
(2)紧边、松边拉力 因 由式(13-8)得
e fα 1000 2.44 F1 F fα 1694 N 2.44 1 e 1 1 1000 F2 F fα 694 N e 1 2.44 1
FQ 2 F0 sin α1 170 2 1302 sin 1590 N 2 2
§13-4 带传动的弹性滑动和传动比

因为带是弹性体，受到拉力后要产生弹性变形。 设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则紧边和松边的单 位伸长量分别为
ε1 F1 AE F2 。 AE
和ε2


带传动的优点： ①适用于中心距较大的；②传动带具有良好的弹性，能缓冲吸振， 尤其是V带没有接头，传动较平稳，噪声小；③过载时带在带轮 上打滑，可以防止其它器件损坏；④结构简单，制造和维护方便， 成本低。

带传动的缺点：
①传动的外廓尺寸较大；②由于需要张紧，使轴上受力较大；③ 工作中有弹性滑动，不能准确地保持主动轴和从动轴的转速比关 系；④带的寿命短；⑤传动效率降低；⑥带传动可能因摩擦起电， 产生火花，故不能用于易燃易爆的场合。
带的离心力使带与轮面间的压力减小、传动能力降低，为了补偿 这种影响，所需初拉力应为
F0 1 1694 694 ( F1 F2 ) Fc 108 1302 N 2 2
此结果表明，传递圆周力1000N时，为防止打滑所需的初拉 力不得小于1302N。
(5)作用在轴上的压力 如图13-11所示，静止时轴上压力为

传动能产生更大的摩擦力，故具有较大的牵引能力。
图13-2 带传动的主要类型

多楔带以其扁平部分为基体，下面有几条等距纵向槽，其工作面是楔
的侧面 (图c)。这种带兼有平带的弯曲应力小和 V带的摩擦力大等优点，
常用于传递动力较大而又要求结构紧凑的场合。圆带的牵引能力小， 常用于仪器和家用器械中。

带传动多用于两轴平行，且回转方向相同的场合。这种传动亦称为开 口传动。如图13-3所示，当带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距 离a称为中心距。带与带轮接触弧所对的中心角 称为包角。包角是带 传动的一个重要参数。
2)
包角 最大有效拉力Fmax随包角的增大而增大。包角 越大，带和带 轮的接触面上所能产生的总摩擦力就越大，传动能力也就越大。故带 轮包角不宜过小，要加以限制。 因小轮包角αl小于大轮包角α2，故计算带传动所能传递的圆周力时，上 式中应取α1。 摩擦系数f 最大有效拉力Fmax随摩擦系数f的增大而增大。 如图13-7所示， V带传动与平带传动的初拉力相等 (即带压向带轮的压 力同为FQ)时，它们的法向力FN则不相同。

离心力只发生在带作圆周运动的部分，但由此引起的拉力却作用 于带的全长。

故离心拉应力为

qv 2 ζc A
MPa
3. 弯曲应力 带绕过带轮时因弯曲变形而产生弯曲应 力。V带中的弯曲应力如图13-9所示。 由材料力学公式得带的弯曲应力
ζb 2 yE d
MPa
由上式可知，b与y 成正比，与d成反比。当y一定时，d越 小，带的弯曲应力b就越大。故带绕在小带轮上时的弯曲应 力b1大于绕在大带轮上时的弯曲应力b2 。

根据图示几何关系，包角 和带长L可计算如下：
α=π±2θ

因θ较小，以θ≈sinθ
代入上式得
α π
d 2 d1 2a
d 2 d1 rad 2a (13 1) d d 或 α 180 2 1 57.3 a

式中“ +” 用于大带轮包角 α2 ， “-”用于小带轮包角α1 ，即：

当其它条件不变且张紧力F0一定时，这个摩擦力有一极限值(临 界值)。当带有打滑趋势时，这个摩擦力正好达到极限值，带传
动的有效拉力F 也就达到了最大值Fmax 。如果再进一步增大带传
动的工作载荷，就会出现打滑。打滑是带所需传递的圆周力超过 带与轮面间的极限摩擦力总和时，带与带轮发生的显著的相对滑
动现象。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使
传动失效，应当避免。

由图 13-6所示带的受力分析可导出带在即将打滑时紧边拉力 F1 与松边拉力F2的关系，挠性体摩擦的基本公式(欧拉公式 )：
F1 e fα F2
(13 7)

联解F=F1-F2和上式得：
1 F F1 F2 F1 (1 fα ) e e fα 1 2 F0 fα e 1 e fα F1 F fα e 1 1 F2 F fα e 1
总和Ff
)，也就是带所传递的圆周力F。即 F=F1-F2 (13-5)

圆周力F(N)、带速v(m/s)和传递功率P(kW)之间的关系为
P Fv 1000 (13 6)

将式(13-4)代入式(13-5)，可得
F 2 F F2 F0 2 F1 F0
分析 由上式可知，带的两边拉力F1和F2的大小，取决于张紧力F0 和带传动的有效拉力F。而由式(13－6)可知，在带的传动能力范围 内，F的大小和传动功率P及带的速度v有关。当传动功率增大时， 带的两边拉力的差值F = F1－F2也要相应的增大。带的两边拉力的 这种变化，实际上反映了带和带轮接触面上摩擦力的变化。
§13-2 带传动的受力分析

安装带传动时，传动带以一定的张紧力F0紧套在两轮上。由于
F0作用，带和带轮的接触面就产生了正压力。带传动不工作时，
传动带两边的拉力相等，都等于F0(图13-5a)

带传动工作时 ( 图 b) ，在带与带轮的接触面间便产生了摩擦力
Ff ，由于摩擦力的存在，传动带两边的拉力相应发生了变化，
带绕上主动轮的一边被拉紧，称为紧边，其拉力由F0增加到F1； 带绕上从动轮的一边被放松，称为松边，其拉力由F0减少到F2。

如果近似的认为带的总长度不变，则 带紧边拉力的增加量 F1F0应等于松边拉力的减少量F0-F2 ，即
F0

1 ( F1 F2 ) 2
(13 4)
带两边拉力之差称为带传动的有效拉力(带轮接触面上各点摩擦力的

设v为带速(m/s)、L为带长(rn)，则每秒钟内带绕行整周的次数 (绕 转频率)为v/L 。设带的寿命为T(h)，则应力循环总次数为
v N 3600kT L

式中 k为带轮数，一般k=2，即带每绕转一整周完成两个应力循环。
例 13-1 一平带传动，传递功率 P=15kw ，带 v=15m/s ，带在小轮 上的包角α1=170°(2.97rad)，带厚度δ=4.8 mm、宽度b=100mm， 带的密度ρ=1×10-3 kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数f= 0.3。 试求：


§13-3 带的应力分析
1.
带传动工作时，带中应力由以下三部分组成： 紧边和松边拉力产生的拉应力 紧边拉应力
F1 MPa A F ζ 2 2 MPa A ζ1
松边拉应力
2. 离心力产生的拉应力 如图13-8所示，当带绕过带轮时， 在微弧段 dl上将产生离心力dFNc， 此离心力使带中产生离心拉力 Fc=qv2(N)。
1 a 2 L π (d1 d 2 ) 8
2L π (d1 d 2 )2 8(d 2 d1 ) 2
(13 3)
带张紧的原因
带传动须保持在一定的张紧力状态下工作，
长期张紧会使带产生永久变形而松弛，导致张紧力减小， 传动能力下降，因此带传动要控制和及时地调整张紧力。

3)

平带的极限摩擦力 FNf=FQf ，而 V 带的 极限摩擦力为
FN f FQ f FQ f φ sin 2

显然，f′>f，故在相同条件下，V带能传递较大的功率。或者说， 在相同功率下，V带传动的结构较为紧凑。 引用当量摩擦系数的概念，以f′代替f，即可将式(13-7)和(13-8)应 用于V带传动。 当带绕上带轮时，会受到离心力的作用。 因此：带工作时受的力有工作拉力、摩擦力以及带绕上带轮时的 离心力。
(13 8)
1)
最大有效拉力Fmax 与下列几个因素有关：
张紧力（初拉力）F0 最大有效拉力Fmax与F0成正比。F0越大，带与带轮 间的正压力越大，则传动时的最大摩擦力即最大有效拉力 Fmax也越大。 但F0过大时，将使带的磨损加剧，以致过快松弛，缩短了带的工作寿命。 如F0过小，则带传动的工作能力得不到充分发挥，运转时带易发生跳动 和打滑。

由于带在工作时，带两边的拉力不同，F1>F2，因而ε1>ε2。 如图 13-12 所示，带绕过主动轮 1 时，带的拉力由 F1 逐渐减小到 F2 ， 产生弹性收缩，使带一边随主动 轮绕进，一边又沿轮面向后滑动， 故带的速度v低于主动轮的速度v1。
d 2 d1 57.3 a d 2 d1 2 180 57.3 a
1 180
(13 1a)

带长
(d 2 d1 ) 2 L 2a ( d 1 d 2 ) 2 4a