第九章 带传动和链传动

课件制作官德娟等机械工业出版社第九章带传动和链传动本章主要内容带传动的类型和特点带传动的工作情况分析V带传动的设计链传动的类型和特点链传动的工作情况分析滚子链传动的设计带传动链传动本章基本要求1、了解带传动的工作原理、类型、特点及应用范围。

2、掌握带传动的受力分析、应力分布、弹性滑动和打滑的基本理论。

3、掌握带传动的失效形式、设计准则、V带传动的设计计算方法和参数选择原则。

4、熟悉V带的标准及带轮结构，带传动、链传动的张紧方法和张紧装置。

5、了解链传动的类型和特点；链传动的工作情况分析。

6、掌握滚子链传动的设计。

本章重点及难点本章重点1、带传动的工作情况分析；2、带传动的失效形式与设计计算准则；3、普通V带传动的设计计算及参数选择；4、链传动的运动特性；5、链传动的失效形式、额定功率曲线图的意义；6、滚子链传动的设计计算及参数选择。

本章难点1、带的弹性滑动和打滑的区别；2、保证带传动不打滑的条件和影响因素；3、保证带具有一定疲劳寿命的条件和影响因素；4、链传动的多边形效应；5、合理选择链传动的主要参数。

第一节带传动的类型和特点一、带传动的组成及特点主动轮带传动的组成:带从动轮特点：1、缓冲吸振、传动平稳、噪声小；过载时会打滑，能起保护作用；适用于中心距较大的场合；结构简单，成本低廉，对加工精度要求低。

2、瞬时传动比不恒定；传动效率较低、带寿命短；外廓尺寸较大；需张紧，轴和轴承受力较大；不宜用于高温、易燃易爆的场合。

主动轮从动轮带1n 2n 工作原理：啮合型带传动靠啮合二、带传动的类型及适用范围平带传动V 带传动多楔带传动同步齿形带传动按传动带的截面分为：V 带传动是应用最广的带传动一般用于的场合。

7 m/s,25~5 kW,40≤=≤i vP三、V 带的结构与规格(标准化)绳芯结构的V带柔韧性好，抗弯强度高。

但抗拉强度较弱，主要用于带轮直径和载荷较小的场合。

帘布结构的V 带制造方便，应用较广。

按截面尺寸不同，国标GB/T 11544-1997规定：（见表9－1）普通V 带为Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E 等七种型号；窄V 带为SPZ 、SPA 、SPB 、SPC 四种型号。

见表9－2V 带的基准长度已标准化，见表9－2V 带的结构帘布结构绳芯结构F 0F0F 012O 2O 1F 2F 2F 1F 1F fF fF 0第二节带传动的工作情况分析一、带传动的受力分析工作时: 带与带轮工作面摩擦,形成紧边拉力F 1和松边拉力F 2。

不工作时：带受初拉力F 021f e F F F F -==有效拉力kW1000vF P e =带传动功率：02120012F F F F F F F =+-=-220201e eF F F F F F -=+=紧边拉力松边拉力12O 2O 1带传动的工作原理二、带传动的最大有效拉力及其影响因素分析即将打滑时，带上的摩擦力和有效拉力均达到最大，此时αf e F F =21e 式中：－自然对数的底；f－摩擦因数（V 带用当量摩擦因数代替）α－带在带轮上的包角。

柔韧体摩擦的欧拉公式整理后可得121211202010+=+=+-=αααααf f f f f ec e e F F e F F e e F F 由式可知，影响带传动的最大有效拉力F ec 的因素及其影响趋势如下：1）F ec 与初拉力F 0成正比2）F ec 随包角α、摩擦因数f 的增大而增大.三、带的应力分析da b d E h /2=σAF 22=σ松边拉应力：A F 11=σ紧边拉应力：（一）拉应力（二）弯曲应力（三）离心拉应力式中：h a －带的中性层至最外层的距离，单位mm ，见表9－8；d d －带轮的基准直径，单位mm ，见表9－6；E －带的弹性模量，单位MPa 。

带的弯曲应力与基准直径成反比，小轮上弯曲应力大最。

因此对最小直径加以限制，V 带轮的最小基准直径见表9－6。

2c C F qvA Aσ==离心拉应力：三、带的应力分析带的最大应力（发生在紧边进入小带轮处）O 1O 2ABCDn 1n 2c σ2σ1b σ2b σcσmaxσ1α2α1σ最大应力11max b c σσσσ四、带的弹性滑动和打滑（一）带的弹性滑动弹性滑动是带传动的固有属性，是不可避免的一种现象。

滑动率%100121⨯-=vv v ε100060⨯=i di i n d v π)1(1221ε-==d d d d n n i 实际传动比1221d d d d n n i ≈=传动比由于带的弹性变形变化而引起的滑动称为弹性滑动。

四、带的弹性滑动和打滑（二）带的打滑打滑会使带传动丧失传动能力，加剧带的磨损，最终可能导致传动失效。

传载过大时，带在整个包角范围内发生显著的滑动，称为打滑。

打滑是带传动的一种失效形式，应当避免。

打滑的好处：过载保护一、带传动的失效形式及设计准则带传动的设计准则：在保证不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和使用寿命。

带传动的主要失效形式：打滑带的疲劳破坏[][]cb bc σσσσσσσσσ--≤≤++=1111m ax 应使：)11()11(11αασv v f f eA e F ec F -=-=不发生打滑时带传动的临界有效拉力为：kW1000)11)(]([10Ave P vf c b ασσσ---=既不打滑又有一定疲劳寿命时，单根V 带所能传递的最大功率为一、带传动的失效形式及设计准则(续）根据实验求得载荷平稳、传动比及特定带长情况下的单根V 带所允许传递的最大功率P 0 （基本额定功率）查表9－31=i 与上述条件不符合时需修正。

故实际使用条件下：额定功率增量查表9－4LdK K P P Pα)(00∆+=单根V 带的额定功率包角修正系数查表9－5长度修正系数查表9－2基本额定功率查表9－2二、带传动的主要参数及其选择原则)(2)(7.021021d d d d d d a d d +≤≤+初定中心距：7;5~2≤=i i 一般m ind d d d >sm v V s m v V /355;/25~5～带窄带普通==（一）初定中心距a（三）带轮基准直径d d（四）带速v（二）传动比i 查表9－6三、V带传动的设计计算（一）已知条件及设计内容已知条件：工作条件和特定要求功率P带轮转速n1、n 2传动比I原动机类型设计内容：1、确定计算功率2、选择带型号3、确定带轮基准直径dd1, dd24、确定中心距a和带的基准长度Ld5、验算主动轮包角a16、确定带的根数z7、确定带的初力F8、计算作用在轴上的压轴力Q三、V 带传动的设计计算（二）带传动几何尺寸的计算3、包角 a所需基准长度：021221004)()(22a d d d d a L d d d d d -+++≈π20d d L L a a -+≈1、V 带基准长度L d再由表9－2中选取与L d0相近的L d.2、中心距a3.57180121⨯--≈a d d d d α 3.57180122⨯-+≈d d d d α1201≥α三、V 带传动的设计步骤每天工作小使数（h ）>1610~16<10>1610~16<10 1.41.31.21.31.21.1带式输送机（不均匀负）,旋转式水泵和压缩机(非离心式),通风机>7.5kW ）,发电机,金属切削机床,印刷机,旋转筛,锯木机和木工机械载荷变动小1.81.61.51.51.41.3破碎机(旋转式,颚式等),磨碎机(球磨,棒磨,管磨)载荷变动很大1.61.31.41.1重载启动1.31.1 1.51.41.2制砖机,斗式提升机,往复式水泵和压缩机,起重机,磨粉机,冲剪机床,橡胶机械,振动筛,纺织机械,重载输送机载荷变动较大 1.21.21.0液体搅拌机,通风机及鼓风机（≤7.5kW ）,离心式水泵和压缩机,轻负荷输送机载荷变动最小空、轻载启动K A工况PK P A ca 1.确定计算功率K A —工作情况系数，见表9－7caP三、V 带传动的设计步骤(续1）2、选择V 带型号根据计算功率P ca 和小带轮转速n 1由图9－8选型,Y .Z,A,B,C,D,E 七种型号截面尺寸: 见表9－13.确定带轮的基准直径d d1和d d21) 初选小带轮基准直径d d1 ：根据V 带截型,参考表d d1≥ d dmin12d d id d 1v2）验算带速：一般以≈5～25 m/s 为宜.3）确定大带轮基准直径d d2：并按V 带轮的基准直径系列表9－6适当圆整后确定。

1v第三节V 带传动的设计计算三、V 带传动的设计步骤(续2）)(2)(7.021021d d d d d d a d d +<<+初定中心距：4.确定中心距a 和带的基准长度L d1）初选中心距2）计算所需基准长度，根据L d0按带型由表9－2中选取相近的基准传动L d .3）计算实际中心距21221004)()(22a d d d d a L d d d d d ++++≈π20d d L L a a -+≈d a a L a a .0015.0max min +=-=应保证:︒≥︒⨯--︒≈1205.57180121ad d d d α5.验算小轮包角a 1三、V 带传动的设计步骤(续3）Ld caK K PP KPP Pz α)(00∆+=≥6.确定带的根数Z : 7.初拉力F 0的确定20 )5.2( 500 qvzvK P K F ca +-=αα考虑离心力的不利影响，考虑包角的影响8.计算作用于轴上的径向力（压轴力）2sin210αzF Q ≈四、V 带轮的结构设计带轮材料: 常用HT150、HT200带轮结构由组成轮缘轮辐轮毂V 带楔角均为40°，带轮轮槽楔角小于带楔角，规定为32 °、34 °、36 °、38 °。

V 带轮结构形式按带轮大小的不同可分为：实心式见图9－10a 腹板式见图9－10b 孔板式见图9－10c 轮辐式见图9－10d五、V 带传动的张紧、安装与保护2. 自动张紧装置1.定期张紧装置导轨式摆架式自动张紧装置五、V带传动的张紧、安装与保护3. 采用张紧轮的装置定期张紧装置自动张紧装置设计一带式送运输机，用普通V 带传动。

已知电动机功率为4Kw ，转速n 1＝1440r/min,传动比i ＝3.2，每天工作8h ，单向连续运转。

例9-1解:(1) 确定计算功率P ca 由表9-7可得K A = 1.1 ,则P ca =K A P = 1.1 x 4 kW= 4.4 kW(2) 选择带型根据P a = 4.4 kW 和n 1 =1440 r/min 由图9-8选定A 型带。