《机械设计基础》课件-第9章 带传动和链传动

d-v带轮的基准直径，mm
3.由弯曲产生的弯曲应力
由上式可知，带愈厚，或者带轮直径愈小，带所受的弯曲应力就 愈大。显然，带绕过小带轮时产生的弯曲应力σ 时的弯曲应力σ
b2 b1
大于带绕过大带轮
，因此设计中应当限制小带轮的最小直径d1min。
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三种应力沿带长的分布及变化情况图
三、带传动的弹性滑动
1．弹性滑动现象
3．利用张紧轮方式
图1 图220Fra bibliotek※齿轮传动和带
传动两级传动时， 一般都将带传动 置高速级。
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第五节 链传动
一、特点 二、滚子链的结构 三、滚子链链轮结构 四、链传动的运动分析和受力分析 五、链传动的主要参数及其选择
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一、特点
平均传动比准确；传动效率较高（封闭式链传动 ＝0.95～0.99），传动功率大；结构简单，易于标准 化，制造、使用成本低；能够在高温、多尘、油污等 恶劣的环境中工作；对传动轴压力较小等。缺点：瞬 时传动比不恒定，传动平稳性较差，易产生冲击和噪 声，不宜用于高速的场合。 视频
当实际工作条件与试验条件不同时，应对单根V带的基本额定功率加以 修正，获得实际工作条件下单根V带所能传递的功率，称为许用功率[P0]。
[P0]＝（P0＋P0）KKL
K--包角系数，计入包角1180时对传动能力的影响； 表13－7 表13－5
16
KL--长度系数，计入带长不等于特定长度时对传动能力的影响； 表13－2
一、摩擦型带传动 二、啮合型带传动
2
一、摩擦型带传动
依靠挠性带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力。 视频 具备带传动的一般特点(如缓冲吸振）以外，还具有： 1.过载时带沿着带轮工作面打滑，起到安全保护作用； 2.结构简单，制造成本低，拆装方便； 3.带与带轮面之间存在弹性滑动，传动效率较低，传动比不准 确，带的寿命较短。
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第二节
带传动工作情况分析
一、带传动的受力分析
二、带的应力分析
三、带传动的弹性滑动
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一、带传动的受力分析
工作之前： F1 F2 F0 工作中：
1.紧边拉力增至 F1 ，拉力变化 F1 F1 F0 2.松边拉力降至 F2 ，拉力变化 F F F 2 0 2 假定带长不变
P-kW；v-m/s； F-N
7. 最大有效圆周力
1
e f 16 1 Fmax F1 (1 f 1 ) 2 F0 f 1 e e 1
二、带的应力分析
弹性模量——反映固体对弹性变形的抵抗能力的物理量。 工程上，弹性模量是材料刚度的度量。 (刚度－单位变形所需的力)
算式用几何法得到，参见P205 图13－3 。
7．确定带的根数Z
Z
Pc Pc Z [Z]<10，一般≥2。 [ P0 ] ( P0 P0 ) K α K L
8．确定初拉力F0
P F0 500 c vZ
2 .5 1 qv 2 ( N ) K α
由于带的弹性变形量的变化而引起带在带轮表面 上产生局部、微小相对滑动的现象，称为弹性滑动。
在带传动中，由于紧边拉力与松边拉力不等，加上带
是弹性体，使带在紧边和松边产生不同程度的拉伸变 形。因而弹性滑动是摩擦型带传动特有的现象，在工 作时是不可避免的。
2．打滑、弹性滑动与打滑
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1．弹性滑动现象
紧边拉力大于松边拉力：F1
1.链传动的运动分析
• 链条进入链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮之间的传 动，即：链包围在链轮上呈多边形，其边数＝轮齿数，边长＝链节距。
见图
• 设z1、z2为两链轮齿数，p为节距（mm），n1、n2为两链轮转速 （r/min），则链条线速度为：
z1 pn1 z2 pn2 v 60 1000 60 1000
π (d 2 d1 ) 2 L0 2a0 (d1 d 2 ) (mm) 2 4a0
参见P205，图13－3
初算带长度L0
选择基准长度Ld 后，计算实际中心距a
a a0
Ld L0 (mm) 17 2
6．验算小带轮包角α
1
1 180
d 2 d1 57.3 120 o a
第9章 带传动和链传动
带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中 心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 本章总结
带传动类型及其工作原理 带传动工作情况分析 普通V带传动的设计计算 V带传动结构设计 链传动
1
第一节
紧边变形大于松边变形：l 带对小带轮：滞后现象 带对大带轮：超前现象
1
F2 l2
v1 若：—主动轮圆周速度 v2—从动轮圆周速度 v—带速
见图示
则： v
1
v v2
弹性滑动现象的后果：
降低传动效率；从动轮的圆周速度低于主 动轮，造成传动比误差；引起带的磨损等。
从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1的降低程度，可用
3
平带
V带
多楔带
圆带
二、啮合型带传动
啮合性带传动，也称同步带传动，它是依靠同步带上的齿与带轮 齿槽之间的啮合来传递运动和动力的。（已不是摩擦传动）
视频
同步带传动兼有带传动和啮合 传动的优点，既可保证传动比准确， 也可保证较高的传动效率（98％以
上）；适应的传动比较大，可达10，
且适应于较高的速度，带速可达 50 m／s。其缺点在于同步带及带轮制 造工艺复杂，安装要求较高。 同步带传动主要用于中小功率、 传动比要求精确的场合，如打印机、 绘图仪、录音机、电影放映机等精 密机械中。
滑动率 来表示：
v1 v 2 100% v1
带传动的滑动率一般为1％～2％，一般计算中可以忽略不计。 计入弹性滑动影响时，带传动传动比的计算公式为： n d
1
1 i 10 n2 d1 1
2
2．打滑，弹性滑动与打滑
打滑
是指由于传递载荷的需要，当带传动所需有效圆周力超
F1 F2
3.有效圆周力F
F0
1 ( F1 F2 ) 2
F1 F0 F / 2 F2 F0 F / 2
F F1 F2
4.有效圆周力F、F1、F2和F0之间的关系：
v
1000P 5.有效圆周力F、功率P 和带速 v 之间的关系： F v F1 F2e f f '-当量摩擦系数 6. 欧拉公式： ( V带传动) 1 (P206~208)
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二、滚子链的结构
传动链 链
按用途分
传递运动和动力 起重机械中提升重物 链式输送机中移动重物
滚子链（常用）
齿形链(多片齿形链板铰接而成)
起重链
牵引链
1．滚子链的结构
2．滚子链的基本参数
节距p 、滚子外径d1、内链节内宽b1、排距pt ， 滚子链结构、基本参数、尺寸已经标准化。
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3、滚子链的标记：链号－排数－链节数 标准号
F0作用于带轮轴上的载荷
FQ 2 ZF0 sin
9.带轮结构设计
1
2
( N)
确定带轮结构类型、材料、结构尺寸，绘制带轮工作图。
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五、设计实例
例：试设计一带式输送机的V带传动装置。已知其
原动机为Y132S—4型三相异步电动机，额定功率
P=5.5kW，转速n1=1440r/min；传动比 i =3.6 ；单班 制工作；系统的安装布置要求传动中心距a≤1000mm。 请按照上述步骤并对照书上详细学习！！！
带截面产生的应力包括三个部分：
1.由拉力产生的拉应力
A-带的横截面积，mm2
1 F1 / A 2 F2 / A
2.由离心力产生的拉应力
q-带每米长的质量，kg/m； v-带速，m/s
c
qv A
2
d
2 yE b E-带的弹性模量，Mpa ； d y-带的中性层到最外层的垂直距离；
damin d (1 1.6 / z) p d1
齿根圆直径：
选用三圆弧一直线齿形，则： 3.链轮结构与制造材料 结构： 材料： 四种形式
d f d d1 (d1为滚子直径）
180o d a p(0.54 cot ) z
碳钢和合金钢经热处理
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四、链传动的运动分析和受力分析
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一、V带规格和基本尺寸
1.V带特点
f '
f sin

2

—带轮轮槽角
梯形截面，靠侧面传递动力，当量摩擦系数高，因而可以比平带传递 更大的动力，或者说传递同等功率，结构小。 2.结构组成 顶胶、抗拉体、底胶和包布
抗拉体：帘布芯和绳芯结构，绳芯结构柔软易弯有利于提高寿命。 帘布芯结构 绳芯结构
3.普通V带型号（按截面尺寸不同分）：Y、Z、A、B、C、D、E 4.基本参数：
例2
教材P221 例13－2
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第四节
一、V带轮结构设计
V带传动结构设计
常用材料：铸铁、铸钢、铝合金或工程塑料。其中，铸铁材料应用最广。
结构组成：属于典型盘类零件，由轮缘、轮毂和轮辐（或腹板）三部分 组成。 结构型式：实心、腹板、孔板和 轮辐式。
V带轮的轮槽尺寸
二、带传动的张紧装置 1．定期张紧装置 2．自动张紧装置
如：节距为15.875mm，双排，86节A系列滚子链，其标记为： 10A－2－86 GB/T1243—1997 P226
三、滚子链链轮结构
1.链轮的齿形 2.链轮的主要尺寸 分度圆直径：
（分度圆－链轮上被链条节距等分的圆）