机械设计基础第9章带传动和链传动.ppt

3. 链轮的结构和材料 链轮的典型结构由轮辐、轮毂、轮缘3部分组 成。具体结构形式由链轮直径大小而定。有整体 式、孔板式和组合式。
链轮材料应保证链轮轮齿具有足够的强度和较
好的耐磨性，同时注意降低成本。一般小链轮的材 料应好于大链轮，因小链轮啮合次数比大链轮多， 磨损严重，受冲击较大。常见链轮材料及热处理工 艺见表7-11。
滚子链的结构1
§9-2 滚子链和链轮的结构
一、滚子链的结构和标准
1. 滚子链的组成：如图
滚子链
◆ 内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈连接；
◆ 滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
内、外链板在链节屈伸时可相对转动
内、外链板均为“∞” 型。 链上相邻两铰链中心之间的距离 称为链节距，用 p 表示。
P越大，链条尺寸越大， 其承载能力也越高
2. 滚子链分类：单排链、双排链、多排链。
排数越多，承载能力越高，但各排链受载不均现象 越严重，故排数不宜过多，一般不超过3排或4排。
3. 滚子链已标准化，分A、B系列，Ａ系列较常用
4. 滚子链的标记 链号
排数
链节数
标准号
例如： A系列滚子链、节距为25.4mm、单排、链节数为8 2、制造标准GB/T 1243-1997，其标记为： 16A-1-82 GB/T 1243—1997 5. 链条的接头处的固定形式有：
3.中心距a和链节数Lp
一般中心距取a<80p，初定中心距可取
a=(30~50)p。Ｐ为节距，即链条上相邻两销
轴中心的距离。 链条的长度用链节数LP表示，链长总长 L=pLP。链节数一般选用偶数链节。当链节数为奇 数时，需采用过渡链节。由于过渡链节的链板两端 两端受力不在同一直线上，产生附加弯矩，一般应

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机械设计的定义与重要性
• 定义：机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运 动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、 润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以 作为制造依据的工作过程。
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机械设计的定义与重要性
重要性
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最 主要因素。
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液压与气压传动系统的维护与保养
日常维护
保持系统清洁、定期更换液压油或空 气滤清器滤芯等。
定期保养
检查系统各元件的工作状态，及时更 换损坏的密封件和易损件等。
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故障诊断与排除
熟悉系统故障现象和原因，掌握相应 的排除方法。
系统改进与优化
根据使用情况和实际需求，对系统进 行改进和优化，提高系统性能和效率 。
数字化与智能化融合
借助大数据、人工智能等技术，实现机械设 计的数字化和智能化。
个性化与定制化
满足用户个性化需求，提供定制化的机械设 计服务。
跨界融合与创新
鼓励不同领域的跨界合作，创造全新的机械 设计理念和方法。
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绿色与可持续发展
倡导环保、节能的设计理念，推动机械设计 的绿色化和可持续发展。
等。
创新性原则
设计应鼓励创新思维，探索新 的技术、新的材料和新的工艺
。
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机械设计的发展历程与趋势
数字化设计
利用计算机技术和数字化工具 进行高效、精确的设计。
绿色设计
注重环保、节能、可持续发展 等方面的设计。
发展历程
从手工设计到计算机辅助设计 （CAD），再到现在的数字化 、智能化设计。

的强度和刚度。
优化设计
在满足强度要求的前提下，通过改 进结构形状、减轻重量、降低应力 集中等措施，提高零件的承载能力 和使用寿命。
疲劳强度分析
针对承受交变载荷的零件，进行疲 劳强度分析和寿命预测，确保其在 长期使用过程中不发生疲劳破坏。
03
连接件与紧固件设计
螺纹连接件设计原理及选型
螺纹连接件基本概念
06
液压与气压传动系统设计基础
液压传动系统工作原理及组成
液压泵
将机械能转换为液压 能的装置，提供动力 源。
液压马达和液压缸
将液压能转换为机械 能的执行元件，实现 往复或旋转运动。
控制阀
控制液压系统中油液 的流动方向、压力和 流量，以满足执行元 件的动作要求。
辅助元件
包括油箱、滤油器、 冷却器、加热器等， 保证系统正常工作。
机械设计基础PPT完整全套教学 课件
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 连接件与紧固件设计 • 传动装置设计基础 • 轴系零部件设计基础 • 液压与气压传动系统设计基础 • 总结回顾与拓展延伸
01
机械设计概述
机械设计定义与分类
定义
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方 式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润 滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以 作为制造依据的工作过程。
实际案例分析与讨论
典型机械产品的设计 案例解析
机械设计中的创新思 维和实践
实际工程问题的分析 和解决方案
行业前沿动态分享
机械设计领域的最新研究成果和趋势 智能制造、数字化和绿色制造等新技术在机械设计中的应用
机械设计面临的挑战和机遇
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松边拉力F2之间的关系满足欧拉公式，即 带与带轮间的摩擦因数
F1/F2=e fα
带轮上的包角 自然对数的底，e ≈ 2.718
联立上式，得
F Fe f F2 f F1 f e 1 e 1
1 F F1 F2 F1 (1 f ) e
由此可知，增大包角或增大摩擦因数，都可以提高带传动所 能传递的功率，因小带轮包角α1小于大带轮包角α2 ，故计算带圆 周力时应取α1 。
第九章 带传动与链传动
(belt drive and chain drive)
带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传 递运动和力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮 传动相比，具有结构简单、成本低廉、传动中心距较大 等优点。
§9-1 带传动的类型、特点
带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两带轮上的封闭环形带 组成。由于张紧，静止时带已受到预拉力，在带与带轮的接触面间 产生压力。当原动机驱动主动轮回转时，依靠带和带轮间的摩擦力 拖动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和力。
2、缺点：
通常，带传动适用于中小功率的传动，以V带传动应用最广，带速 v=5～25 m/s，传动比i≤7 效率η≈ 0.90～0.95
§9-2 带传动的受力分析和运动特性
一、带传动的受力分析
为使带和带轮接触面上产生足够的摩擦力，带必须以一定的 张紧力套在两带轮上。
F0
F0
n1 主动轮
F2
F2 n2
其降低率可用滑动率ε 来表示，即
v1 v2 d1n1 d 2 n2 d1n1 v1
因而得带传动的实际传动比 i＝n1/n2＝d2/d1（1－ε ） 一般ε ＝1％～2％，其值甚小，在一般传动计算中可不考虑。 例9－1 一平带传动，传递功率P＝15kW，v=15m/s；带在小轮上的 包角α1＝170 °，带的厚度δ＝4.8mm、宽度b＝100mm；带的密度ρ ＝1×10－3kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数f＝0.3。 求：（1）传递的圆周力； （2）紧边、松边拉力； （3）由于离心力在带中引起的拉力； （4）所需的预拉力； （5）作用在轴上的压力。

F F1 F2
F1 F2 2F0
Ff F1 F2 F
P F v 1000
当带有打滑趋势时，摩擦力即达到极限值，此时的拉力差(有效拉力)为带所能传递的
最大圆周力。
带的紧边拉力与松边拉力二者的临界值之间的关系，可由柔韧体摩擦的欧拉公式确
定：
F1 e f F2
e为自然对数的底
F1 F2 F
1
d1
a
2
d2
L
2a
2
(d1
d2
)
(d2
d1)2 4a
.带传动的张紧
带工作一段时间后，因永久伸长松弛，应将带重新张紧。 方法：调节中心距或采用张紧轮。
水平张紧
张紧轮张紧
.带传动优点
1 、带具有挠性和弹性，可吸收振动、缓和冲击，使传动平稳、 噪音小；
2、 当过载时,带与带轮之间可发生相对滑动而不损伤其它零件，有 过载保护作用；
3 、适合于主、从动轴间中心距较大的传动 4、 结构简单，成本低廉 。
用于中小功率电动机与工作机械之间的动力传递。 带速 5~25m/s, 传动比≤7。
缺点
1、外廓尺寸较大 2、摩擦式带传动有弹性滑动和打滑的现象，不能保证固
定的传动比， 3、由于需要施加张紧力，所以会产生较大的压轴力，使
轴和轴承受力较大， 4、带的寿命较短，传动效率较低。
机械设计基础
主编：王 毅 程 强 薛云娜 陈照强
目录
第9章 挠性传动
• 9.1 挠性传动概述
• 9.2 带传动概述
• 9.3 普通带传动的工作性能分析
• 9.4 V带传动设计
• 9.5 同步齿形带和高速带传动简介
• 9.6 链传动
• 9.7 挠性传动的历史、现状及发展趋势简介

s
b1
s
C
)(1
1 e f
)
Av
1000
➢ 基本额定功率可查表5-3、表5-4
➢ 基本额定功率拟定条件：i =1,特定带长，工作平稳
➢ 实际工作中单根带所能传递旳许用功率：
[P0 ] (P0 P0 )K K L
长度系数 包角系数
i 1 时旳功率增量
机械设计基础——带传动
三、设计环节
❖ 已知条件及设计内容：
带1基 1准d整z8d0长成20YPP=8c度原di、，则dd2dPa拟表值10(d1z5d定–1-≥2εPP)初0c5，77K.拉？圆3NLK0 力1270F0 0
N 6、验算主动轮旳包角α1
7、计算带旳根数 z
机械设计基础——带传动
拟定中心距
初定中心距 a0 0.7(dd1+dd2) < a0 < 2(dd1+dd2)
根据图5-9 高速级还是低速级？
2、根据n1、 Pc 选择带旳型号带 大F轮 ，0 愈 所50小 以01Fd，Q0d2、弯1.52≥K曲带zdFKz应m0v轮sin力iPn构c 愈21造qv2设计
3、拟定带轮基准直径dd1、dd2
9、计算压轴力 FQ
N
4、验算带速v (v＝5～25m/s)
5、拟定中心距 a 及带长 Ld
紧松边判断： 绕进主动轮旳一边→紧边
机械设计基础——带传动
F0F2
F0
松边
紧边由F0→F1
Ff 拉F力0 增长F1F，0带增长紧边
松边由F0→F2 拉力降低，带缩短
总长不变 带增长量＝带缩短量
F1－F0＝F0－F2 ; F1＋F2＝2F0
有效拉力: F1 - F2 即带所传递旳圆周力F 圆周力F：F = F1 - F2 = Ff 打滑：

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05
带传动性能分析
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带的应力与变形分析
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带的布是不均匀的，主要受到拉力
、弯曲应力和接触应力的影响。
带的变形
02
带的变形主要包括弹性变形和塑性变形。弹性变形是可逆的，
而塑性变形则会导致带的永久变形和失效。
影响因素
03
带的材料、截面形状、带轮直径、张紧力等因素都会影响带的
自行车和摩托车的链条传动
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案例分析：带传动和链传动的应用实例
01
02
工业机械中的滚子链和齿形链传动 2024/1/28
石油钻井设备中的链条传动 39
THANKS
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链传动设计基础
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链条材料与结构选择
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链条材料
常用材料包括碳钢、合金钢、 不锈钢等，选择时需考虑强度 、耐磨性、耐腐蚀性等因素。
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02
链条结构
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链条规格
根据传动需求和空间限制，选 择合适的链条结构，如滚子链
、套筒链等。
根据传递功率和转速等参数， 选择合适的链条规格，确保传
应力和变形。
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带的疲劳寿命预测方法
疲劳寿命概念
疲劳寿命是指带在交变应力作用下，经过一定次数的应力循环后 发生疲劳破坏的寿命。
预测方法
通过试验测定带的疲劳极限和应力循环次数，结合带的实际应力 状态，可以预测带的疲劳寿命。
影响因素
带的材料、制造工艺、工作条件等都会影响带的疲劳寿命。
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四、链传动的应用特点
1.优点 1)能保证准确的平均传动比。 2)传动功率大。 3)传动效率高，一般可达0.95~0.98。 4)可用于两轴中心距较大的场合。 5)能在低速、重载、高温和有腐蚀等恶劣条件下工作。 6)作用在轴和轴承上的力小。
《机械设计基础》 第2版
第9章 链传动
四、链传动的应用特点
2.缺点 1)由于链节的多边形运动，瞬时传动比是变化的，瞬时链 速度不是常数，传动中会产生动载荷和冲击，因此不宜用 于要求精密传动的机械。 2)链条的铰链磨损后，使链条节距变大，传动中链条容易 脱落。 3)工作时有噪声。 4)对安装和维护要求较高。 5)无过载保护作用。
《机械设计基础》 第2版
第9章 链传动
二、链传动的张紧
常用的张紧方法有：移动链轮以增大两轮的中心距。但中心 距不可调时，也可以采用张紧轮张紧，张紧轮应装在靠近主动链 轮的松边上。不论是带齿的还是不带齿的张紧轮，其分度圆直径 最好与》 第2版
《机械设计基础》 第2版
第9章 链传动 一、链传动的布置原则
1.两链轮的回转平面应在同一垂直平面内，否则易使链条脱 落和产生不正常的磨损。
2.两链轮中心连线最好是水平的，或者与水平面成60°以下 的倾角。
3.尽量避免垂直布置，以免与下方链轮啮合不良或脱离啮合； 必须成垂直布置时，应采取中心距可调、设张紧装置或上、下两 轮偏置等措施。
一、滚子链
1．滚子链的标 记 滚子链是标准件，其标记为：链号一排数一链节数
标准编号
标记示例 ：
《机械设计基础》 第2版
二、齿形链
第9章 链传动
齿形链又称无声链，也属于传动链中的一种形式。它由一组带有 齿的内、外链板左右交错排列，用铰链连接而成，如图9-7所示。与 滚子链相比，其传动平稳性好、传动速度快、噪声较小、承受冲击 性能较好，但结构复杂、装拆困难、质量较大、易磨损、成本较高。

第1章 平面机构的运动简图和自由度
1.1 机构的组成
1.1.1 自由度、运动副与约束
•
构件：机构中
运动的单元体，是组
成机构的基本要素。
•
• 自由度：构件可能出 现的独立运动。
• 对于一个作平面运动 的构件，则只有三个
机械设计基础
图1-1 自由度
1.1.2 运动副及其分类
1)运动副：两构件之间直接接触并能产生一定的相对
根据用途不同，机器可分为：
动力机器：实现能量转换，如内燃机、电动机、蒸汽机、发电机、压气机等。
加工机器：完成有用的机械功或搬运物品，如机床、织布机、汽车、飞机、起重
机、输送机等。
信息机器：完成信息的传递和变换，如复印机、打印机、绘图机、传真机、照相
机等。
绪论
虽然机器的种类繁多，构造、用途和功能也各不相同。 但具有相同的基本特征： （1）人为的实物（构件）组合体。 （2）各个运动实物之间具有确定的相对运动。 （3）代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量的转换。
在对现有机械进行分析或设计新机器时，都需要绘出其机构 运动简图。
1. 机构运动简图的定义 为了便于分析，人们不考虑机器的复杂外形和结构，仅用规 定的线条和符号按一定的比例表示构件的尺寸和各运动副的位置， 这种将机构中各构件间相互运动关系表示出来并反映机构特征的 简图称为机构运动简图。
机械设计基础
1.2.1 运动副及构件的表示方法 • 1．构件 • 构件均用直线或小方块来表示，如图1-6示。
机械设计基础
机械设计基础
图1-10 凸轮副的表示方法
1.2.2 平面机构运动简图的绘制
• 绘制机构运动简图的步骤：
• （1）分析机构的组成，观察相对运动关系， 了解其工作原理。