机械设计基础第五章 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

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
THANK YOU

若考虑ε的影响，则带传动的传动比为：
弹性滑动是带传动不能保证准确传动比的根本原因。
模块二 带传动与链传动
六、V带传动设计
1.V带设计的已知条件
传动的用途和工作情况，传递的功率，主、从动轮的转速，传动对外廓尺寸的要求。
2.设计方法及步骤
(1)计算设计功率 Pd
式中 Pd———设计功率，kW； P———所需传动的功率，kW；
三、带传动的特点
带传动相对于齿轮传动和链传动具有以下特点： 1. 工作平稳、噪声低。 2.结构简单、容易制造、成本低廉、使用维护方便。 3. 带传动适用于两轴中心距较大的场合。 4.在过载时，打滑，防止薄弱零部件损坏。 5.带传动的传动效率较低。 6.结构不够紧凑 7.V带的传动比i≤7，平带的传动比i≤5。 平带抗拉强度较大、价格便宜、效率较低、传递功率小，V带传递功率大、传动能力强、传动平稳。
链传动能保持准确的平均传动比，使用寿命长、传动效率高、故障率低。
模块二 带传动与链传动
相关知识
一、链传动的传动比
式中 n1———主动链轮转速，r/min； n2———从动链轮转速，r/min； z1———主动链轮齿数； z2———从动链轮齿数。
二、滚子链链轮
1.链轮的基本参数 (1)链轮的节距p、滚子外径d1、排距pt 均与配用的链条相同。 (2)z 的范围为 9 ~150，优先选用 17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。
链传动的类型及用途
模块二 带传动与链传动
五、链传动的应用特点
1. 能保证准确的平均传动比。 2.传递功率大。 3. 传动效率较高，可达0.92~0.98。 4.能在低速、重载和高温条件下，不良环境中工作。 5.能用一根链条同时带动几根彼此平行的轴转动。 6. 瞬时传动比是变化的，不宜用于精密的传动机械上。 7.安装和维护要求较高。 8.传动中链条容易脱落。 9.无过载保护作用。

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：

20
05
带传动性能分析
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21
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
38
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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40
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16
04
链传动设计基础
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链条材料与结构选择
01
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
03
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。
22
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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常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧 轮张紧装置。
一、定期张紧装置
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二、自动张紧装置
三、采用张紧轮张紧带传动的装张紧2置
张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时 张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张 紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。
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带传动的优点： (1)可用于两轴中心距离较大的传动； (2)带具有弹性，可缓和冲击和振动载荷，运转平稳，无噪
声； (3)当过载时，带即在轮上打滑，可防止其他零件损坏； (4)结构简单，设备费用低，维护方便。 带传动的缺点是： (1)传动的外廓尺寸较大； (2)由于带的弹性滑动，不能保证固定不变的传动比； (3)轴及轴承上受力较大； (4)效率较低； (5)带的寿命较短，约为3000～5000h，不宜用于易燃、易
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3．结构与尺寸
带轮结构设计
V带轮的典型结构有：实心式、 腹板式、 孔板式和
轮辐式。
带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择 结构形式。 根据带的截型确定轮槽尺寸。
带轮的其它结构尺寸通常按经验公式计算确定。
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§8-8 张紧力 张紧装置和带传动的维护
Fn
FV 2 sin
2
Ff 2 fFn
f
Fv
fv Fv
sin
2
fv
f
sin
2
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V带的组成
V带由顶胶，抗拉体，底胶，包布四部 分组成。
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二、普通V带标准
普通V带是标准件，无接头的环行带。截 面形状为楔角40°的梯形。

2.啮合型传动 靠带齿和带轮齿的啮合实现传 动。如同步带 等
1.摩擦型传动 （1）平带
截面形状为扁平矩形，内表面为工作面。用于两轴 平行、转向相同的较远距离的传动和物料输送等。
FQ
F摩 = FQ f
1.摩擦型传动
（2）V带
截面形状为等腰梯形，两个侧面为工作面。
FQ
FN
FN
φ
2FN
f
=
FQ f sin(φ/2)
F2
F2
n1
F1 F1
n2
有效拉力（圆周力)为
F = F1- F2
设带的总长度不变, 则工作时紧边增加的长度与 松边减少的长度相等； 紧边增加的拉力与松边减小 的拉力相等。
即 F1-F0=F0-F2
所以
F1+F2 =2F0
一、带传动的受力分析和打滑
2.打滑：
当初拉力F0一定时，带与带轮面间摩擦力的总
普通V带
窄V带
宽V带
成组V带
齿型V带
大楔角V带
一、普通V带的结构和标准 3.普通V带的标准 普通V带已标准化，按截面尺寸从小到大可分为Y、
Z、A、B、C、D、E七种型号 。
b bp
α
h
3. V带的标准 b bp
中性层：带绕在带轮上时产生弯曲，外 层受拉伸长，内层受压缩短，内外层之 间必有一长度、宽度不变的层。
二、带传动的特点
1.带传动的优点： （1）传动带具有良好的弹性，能缓冲和吸振，传动 平稳，噪声小。 （2）过载时，带和带轮面间发生打滑，能保护其它 零件免遭损坏，起到过载保护作用。 （3）带传动结构简单，制造、安装和维护均较方便。
（4）可用于中心距较大的两轴间的传动。
二、带传动的特点

得：F = F1 – F2
设带总长度不变，则：
F1 －F0 ＝ F2 － F0
F1 ＝ F0 ＋F/2 F2 ＝ F0 －F/2
F0 ＝(F1 ＋F 2) / 2
当Ff 达到极限值Fflim 时，此时F1、F2之间得的关系： （欧拉公式）
F1 e f F2
f 为摩擦系数；α为带轮包角
那么：
F = F1 – F2 ＝ F1(1－1/e fα)
足够的疲劳寿命 不打滑
max 1 c b1 [ ]
F Flim
F
F1
1
1 e fv
联立 F 1A, P0 FV 1000
单根三角带所能传递的功率P0
P0
Fv 1000
([
]
c
b1
)1
1 e fv
Av 1000
特定条件： 传动平稳； i ＝1，α1＝α2＝π；
特定带长
表13－4列出了在特定实验条件下单根普通V带所能传递的功率，称 为基本额定功率 P0 。
2、打滑
• 定义——带与带轮出现明显的相对滑动 • 产生原因——过载 • 后果——传动失效
§13－3 普通V带传动的设计
一、失效形式及设计准则 1、失效形式
● 打 滑 － 带与带轮之间的显著滑动，过载引起 ● 疲劳破坏 － 变应力引起
2、设计准则 在保证不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命
二、单根V带的许用功率 － 承载能力计算
实际工作条件：
● 传动比 i > 1
－ 从动轮直径增大，σb2减小， 传动能力提高，则额定功率增加
额定功率增量为： △P0 查表13-6
● L ≠ 特定带长
－ 带越长，单位时间内的应力循环次数越少，则带的疲劳 寿命越长。相反，短带的寿命短。

滚子链的标记： 链号 排数 × 整链链节数 标准编号
机械设计基础—链传动
二）齿形链
无声链 结构： 链板(带两个齿，交错并列铰接) 、 导板(防侧向窜动)


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 轮轮齿互相啮合
特点：



优点：传动平稳、无噪声，承受冲击 性能好，工作可靠 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 缺点：结构复杂，价格较高，且制造 较难
如选用三圆弧一直线齿
形，则
180 d a p 0.54 cot z
齿根圆直径
机械设计基础—链传动
2、链轮齿形
齿形要求:保证链节能平稳、自由的 啮入和啮出；尽量减小链节与链轮啮 合时的冲击和接触应力；便于加工。 三圆弧一直线齿形 （aa,ab,cd弧 和直线bc） 特点:形状简单，接触应力小， 采用标准刀具加工。 链轮轴向齿廓及尺寸,应符合 GB1244-85的规定。
滚子链是由 滚子、套筒、销 轴、内链板和外 链板所组成，内 链板与套筒之间、 外链板与销轴之 间为过盈配合联 接，滚子与套筒 之间、套筒与销 轴之间均为间隙 配合。
机械设计基础—链传动
三圆弧一直线齿形 （aa,ab,cd弧和直线bc）
一、链条

滚子链 齿形链
二、链轮
机械设计基础—链传动
一、链条

传动链可分为：滚子链、齿形链
一)滚子链
1、组成: 内、外链板，套筒，销轴，滚子
滚子链的结构
机械设计基础—链传动
2、配合状况
内链板、套筒之间—过盈配合 外链板、销轴之间—过盈配合 套筒、销轴之间—间隙配合，使内外链