第八章带传动和链传动设计
B第八章带传动与链传动[1]
![B第八章带传动与链传动[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/979e1ade3186bceb19e8bb61.png)
圆周力、带速同功 率之间的关系
1000 P F= v
带传动的受力分析
有效拉力
F = F1 − F2
F F2 = F0 − 2
1000 P F= v
F F1 = F0 + 2
由此可以看出：
带两边的拉力F1和F2的大小，取决于预紧力F0和带传动的有 效拉力F。 在带传动的传动能力范围内，F的大小又和功率及带的速度有 关。当功率增大时，拉力差F也要相应增大。带的两边拉力的 这种变化，实际上反映了带与带轮接触面上摩擦力的变化。当 其它条件不变时且预紧力一定时，摩擦力有一极限值。这个极 限值限制着带传动的工作能力。
为保证带有足够的寿命，必须使
σ max = σ 1 + σ c + σ b1 ≤ [σ ]
或
σ 1 ≤ [σ ] − σ c − σ b1
一般情况下，带的弯曲应力所占的比重比 较大。为此应使
d d 1 ≥ d d min
带传动的弹性滑动和传动比 弹性滑动 弹性滑动和打滑的差异 滑动率
带传动的弹性滑动和传动比 由于材 料的弹性 变形而产 生的滑动 称为弹性 滑动
F0 F0
F1 F1 紧边
从动轮
带传动的受力分析
如果近似地认为带工作时的总长度不变，则带紧边拉力的增 加量应等于松边拉力的减少量 即
F1-F0=F0-F2
两边的拉力差称
或
1 F0 = ( F1 + F2 ) 2
有效拉力 有效拉力
F = F1 − F2
Fv P= 1000
或
有效拉力并不是作用于某固定点的集中力，而是带与带轮接触面上各点摩擦力的总和。
带传动的弹性滑动和传动比
弹性滑动导致： 1）从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周 度； 2）传动效率降低； 3）带与带轮磨损和温度升高。 打滑导致： 1）带严重磨损和发热； 2）带的明显滑动； 3）从动轮转速处于不稳定状态，传动失效。
机械设计基础链传动
二、链传动的特点
与带传动相比，链传动主要有以下优点： （1）链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的 平均传动比；效率较高； （2）结构紧凑，需要的张紧力小，作用在轴上的 压力较小，可减少轴承的摩擦损失； （3）结构简单，加工成本低； （4）对工作条件要求较低，能在高温、多尘、油 污等恶劣的环境中工作。 与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度较低，中 心距较大时其传动结构简单。
2.滚子和套筒的冲击破坏
链传动在反复启动、制动或反转时产生巨大的惯性冲 击，会使滚子和套筒发生冲击疲劳破坏。
3.链条铰链磨损
链的各元件在工作过程中都会有不同程度的磨损，但 主要磨损发生在铰链的销轴与套筒的承压面上。磨损 使链条的节距增大，容易产生跳齿和脱链。一般开式 传动时极易产生磨损，减低链条寿命。
滚子链的基本参数包括节距p，滚子外径dr和排 距pt。链节距p是指链条上相邻两销轴中心的距 离，国际上链节距均采用英制单位，我国标准 中规定链节距采用米制单位。对应不同的链号 ，链节距p的计算公式为
p=链号数×25.4/16（mm）
p
Pt为排距
滚子链的规格用链号来表示，不同的链节距有 不同的链号。滚子链的标记方法为
链轮主要尺寸计算公式为：
d
分度圆直径
c ba
r2
P a
180˚ Z
p
链轮主要尺寸计算公式为： 齿顶圆直径
齿根圆直径
2.链轮的齿形 链轮齿形的要求是应能平稳而自由地进入和退出啮合，受力 良好，不易脱链，便于加工制造。 国家标准GB/T1243-1997规定滚子链链轮端面齿形有两种形 式：二圆弧齿形（左）和三圆弧一直线齿形（右，常用）。
链传动的缺点： 链传动不能保持恒定的瞬时传动比，只能用于平行 轴之间的同向传动，不宜用于载荷变化大或急速反 转的场合。由于链节是刚性的，传动中有一定的动 载荷和冲击，传动平稳性差，工作有噪声，适用于 低速传动。 链传动的应用： 链传动主要用于两轴相距较远、工作条件恶劣、不 宜采用带传动和齿轮传动的场合，要求平均传动比 准确但不要求瞬时传动比准确的场合。广泛应用于 农业、矿山、冶金、运输机械中。在船舶机械中， 用于主动凸轮轴的传动机构及喷油和排气阀定时的 传动机构等。
《机械设计基础》填空部分复习题
《机械设计基础》填空部分复习题第一章运动简图1、两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副，按照其接触特性，又可将它分为低副和高副。
两构件通过面接触组成的运动副称为低副；平面机构中又可将其分为回转副和移动副。
两构件通过点或直线接触组成的运动副称为高副。
2 平面机构具有确定运动的条件是自由度等于原动件个数，且自由度>0。
3、机械零件由于某种原因，不能正常工作时，称为失效。
机械零件在不发生失效的条件下，零件能安全工作的限度，称为工作能力。
4、随时间变化的应力称为变应力，具有周期性变化的变应力称为循环变应力。
按照随时间变化的情况，应力可分为静应力和变应力。
变应力可归纳为对称循环变应力、非对称循环变应力和脉动循环变应力三种基本类型。
变应力的五个基本参数是 σmax 、σmin 、σm、σa、r。
应力循环中的最小应力与最大应力之比，可用来表示变应力中应力变化的情况，通常称为变应力的循环特性r。
当r=+1表示为静应力，r=0表示为脉动应力，它的σmin=0，σm=σa=σmax/2；当r=-1表示为对称应力，它的σmax=σa；σm= 0 ；非对称循环变应力的r变化范围为-1~0和0~+1之间。
5、在变应力中，表示应力与应力循环次数之间的关系曲线称为材料的疲劳曲线。
在变应力作用下，零件的主要失效形式是疲劳破坏。
在静应力下，塑性材料的零件按不发生塑性变形条件进行强度计算，故应取材料的屈服极限作为极限应力；而脆性材料的零件按不发生断裂的条件进行计算，故应取材料的强度极限作为极限应力。
变应力下，零件的许用极限应力与零件材料的疲劳极限有关，同时还应考虑应力集中系数、尺寸__系数和表面状态系数。
6、一非对称循环变应力，其σmax=100N/mm2，σmin=-50N/mm2，计算其应力幅σa= 75N/mm2，平均应力σm=__25_N/mm2，循环特性r= -0.5。
第二章连杆机构1、铰链四杆机构中的固定件称为机架，与其用回转副直接相连接的构件称为连架杆，不与固定件相连接的构件称为连杆。
第8章---带传动
单根带所能传递的有效拉力为：
传递的功率为：
为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：
1.单根V带的基本额定功率P0
σ1 ≤ [σ] –σb1 - σc
代入得：
※在 α=π，Ld为特定长度、平稳的工作条件下，所得 P0 称为单根普通V带的基本额定功率,见表8-4。P.151
东莞理工学院专用
称带与带轮接触弧的总摩擦力Ff为有效拉力Fe,即带所能传递的圆周力：
Fe= F1 - F2
且传递功率与有效拉力和带速之间有如下关系：
2、有效拉力（有效圆周力）及传递功率
F1
Ff
F2
紧边
松边
主动轮
n1
Ff =F1 - F2
当非满负荷工作时，此摩擦力分布范围并未充满整个接触弧。
东莞理工学院专用
*
二、带传动的最大有效拉力Fec及其影响因素
顶宽b 6 10 13 17 22 32 38
节宽 bp 5.3 8.5 11 14 19 27 32
高度 h 4 6 8 11 14 19 25
§8-6* 同步带传动简介
内容提要
东莞理工学院专用
*
§8-1 概述
一. 带传动的组成 及工作原理
1 组成：主动轮1、从动轮2、环形带3。
2 工作原理：安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转。
3
1
n2
打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。
避免打滑的条件： Fe ≤ Fec
1）相同点：都是滑动；2）不同点：本质不同：前者是一种固有特性，不可避免；后者是一种失效，可以避免。发生原因不同：前者是带两边的拉力差引起的，后者是过载导致。发生区域不同：前者是在局部接触弧上，后者是在整个接触弧上。3）联系：弹性滑动区域的量变导致打滑的质变
带传动与链传动设计手册
带传动与链传动设计手册第一章：引言带传动和链传动是机械传动中常见的两种形式，它们在各种机械设备中都有广泛的应用。
本手册旨在介绍带传动和链传动的设计原则、选型方法和安装调试技巧，帮助读者更好地理解、应用和维护这两种传动形式。
第二章：带传动设计原则及选型2.1 带传动原理介绍带传动的工作原理、优缺点以及适用范围，让读者对带传动有一个全面的认识。
2.2 带传动选型方法介绍带传动的选型原则，包括传动比的计算、带轮选择、带束布置等内容，帮助读者正确选择合适的带传动方案。
2.3 带传动设计注意事项阐述带传动在设计过程中需要注意的关键问题，如传动能力、对中、张紧等，使读者在实际应用中能够避免一些常见的设计失误。
第三章：链传动设计原则及选型3.1 链传动原理介绍链传动的工作原理、特点、适用范围等内容，使读者对链传动有一个清晰的认识。
3.2 链传动选型方法介绍链条选型的原则和方法，包括传动比的计算、链条选择、链轮选择等内容，帮助读者正确选型。
3.3 链传动设计注意事项介绍在设计链传动时需要考虑的问题，如链条寿命、张紧方式、对中等，为读者提供设计指导。
第四章：带传动的安装调试4.1 带传动的安装技巧介绍带传动在安装过程中需要注意的细节，包括对中、张紧、对称安装等技巧。
4.2 带传动的调试方法介绍带传动安装完成后的调试方法，包括张紧力的调整、运转试验等操作。
第五章：链传动的安装调试5.1 链传动的安装技巧介绍链传动在安装过程中需要注意的关键技术，如链条的正确安装、链轮对中等。
5.2 链传动的调试方法介绍链传动在安装完成后的调试方法，包括链条张紧力的调整、链条润滑等内容。
第六章：带传动与链传动的维护保养6.1 带传动的维护保养介绍带传动在运行过程中的常见故障及解决方法，以及带的更换周期、保养方法等内容。
6.2 链传动的维护保养介绍链传动在运行过程中的常见故障及解决方法，以及链条的更换周期、润滑方法等内容。
第七章：案例分析与实例7.1 带传动案例分析通过实际案例，对带传动设计、安装、调试和维护等环节进行分析和总结，帮助读者更深入理解各个环节的技术要点。
机械设计基础带传动和链传动课件pptx(2024)
20
05
带传动性能分析
2024/1/28
21
带的应力与变形分析
2024/1/28
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
2024/1/28
40
2024/1/28
16
04
链传动设计基础
2024/1/28
17
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。
2024/1/28
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。
2024/1/28
19
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。
陈立德版机械设计基础第8、9章课后题答案
、第8章 带传动带传动的主要类型有哪些各有何特点试分析摩擦带传动的工作原理。
答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。
前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。
摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。
什么是有效拉力什么是初拉力它们之间有何关系答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力0F 。
当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。
紧边拉力为1F ，松边拉力为2F 。
带两边的拉力之差称为带传动的有效拉力F 。
设环形带的总长度不变，可推出()01212F F F =+ 小带轮包角对带传动有何影响为什么只给出小带轮包角1α的公式【答：1α角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。
由于大带轮的包角2α大于小带轮的包角1α，打滑首先发在小带轮，因此，只要考虑小带轮的包角1α值。
带传动工作时，带截面上产生哪些应力应力沿带全长是如何分布的最大应力在何处答：带传动时，带中的应力有三个：（1）由拉力产生的拉应力，带全长上分布的，紧边上为1δ、松边上为2δ、1δ> 2δ。
（2）由离心力产生和离心拉应力c δ，作用于带的全长的。
（3）带绕过带轮时发生弯曲，产生的弯曲后应力b δ，发生在带上包角所对的圆孤部分，12b b δδ>。
最大应力发生在带左紧边进入小带轮处。
带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的它们对传动有何影响是否可以避免答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。
打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。
而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，是一种不可避免的物理现象。
一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上，为什么 答：因为12αα<，故打滑总是先发生在小轮上。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
松边的单位伸长量： δ2=F2/AE
δ1> δ2
因此，带绕过两轮时将 沿轮面滑动 。
带绕过主动轮1时，逐渐缩短，v带< v1。 带绕过从动轮2时，逐渐伸长， v带> v2。
弹性滑动
由于材料的弹性
变形而产生的滑动。
带的滑动方向
传动参数
圆周速度 ：
v1=πd1n1/(60×100) m/s v2=πd2n2/(60×100) m/s
σb =
—E—y0 D
MPa
式中：y0: 带中性层到最外层垂直距离mm
E: 带的弹性模量 MPa
d: v带轮的基准直径 mm
离心拉应力 σc 带绕过带轮时产生离心力引起的拉应力。
σc
=
—F c A
=
—qv2 A
MPa
式中: q—每米带长的质量(kg/m)；
v—带的线速度(m/s)；
A—带的横截面积(mm2)。
下面有几 条等距纵
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
向槽
于仪器和家用器械中
啮合型 (如 同步带，工作原理不同 )
按用途分: 传动带(传递动力); 输送带(输送物品)。
初拉力相同时, V带比平带具有更大牵引力
V带/平带张紧力 F 0相等时 , 它们的法向正压力 FN不同。
平带极限摩擦力 ：
f
Ff=fFN =fFQ
fV ? ?
sin
v带极限摩擦力 :
2
∵ f v>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 的结构紧凑。
f--带与带轮间的摩擦系数； fv—V带传动当量摩擦系数;
—V带轮的轮槽角。
附: 带传动的主要参数 小轮 / 大轮直径d1 / d2、 带长L、中心距a、包角α
四、打滑现象
打滑
若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, 带与带轮发生显著相对滑动的现象。
d1、d2: 主、从动轮直径 n1、n2: 主、从动轮转速
滑动率ε (由于弹性滑动引起从动轮圆周速度的降低率)
ε=(v1 - v2) /v1 =(d1n1 - d2n2)/(d1n1)
=1- ( d2n2)/(d1n1)=1- d2/( d1i ) 带的传动比 (由上式求得): i = n1/n2 = d2/(d1(1- ε)) 从动轮转速 可表示为： n2 = n1d1(1-ε)/d2 V带传动的滑动率 ε=0.01~0.03, 在一般计算中可不考 虑。
联解F = F1- F2得：
fv—V带传动当量摩擦系数; —V带轮的轮槽角。
；（
讨论:α↑或f↑, 都可提高带传动所能传递的圆周力。
二、带传动的应力分析
带的应力：传动时，带中应力由以下三部分组成
拉应力σ1、σ2 紧边拉应力 σ1=F1/A MPa A: 带的横截向积(mm 2) 松边拉应 σ2=F2/A MPa 弯曲应力σb (带绕过带轮时因弯曲而产生 ) V带中的弯曲应力 :
第八章 带传动和链传动设计
带传动和链传动都是通过中间挠性件(带或 链)传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大 的场合。带传动与齿轮传动相比，具有结构简 单，成本低廉等优点。
因此，带传动和链传动也是常用的传动。
第八章 带传动和链传动设计
带传动概述 带传动的工作情况分析 带与带轮结构和标准 普通V带传动设计 带传动的张紧与维护 链传动概述
二、带传动的特点
1、优点
适用于中心距较大的传动；
带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；
过载时带与带轮间的打滑能保护其他零件；
结构简单、成本低廉。
2、缺点
传动的外廓尺寸较大 需张紧装置
带的寿命较短
传动效率较低
传动比不固定 (由于带的滑动 )
3、应用
带传动常用于中小功率电机与工作机间的动力传递
一般带速v=5~25m/s, 传动比i≤7, 传动效率η=0.9~0.95
工作时
未工作时
带传动的有效拉力 (带传递的圆周力 : 两边拉力之差 ):
F 1- F2 = F = Ff
P——传递功率(KW)
带传递的功率 : p = Fv/1000 (kw)
v——带速(m/s) F——圆周力(N)
带传动中即将打滑时F1与F2的关系
紧边和松边的拉力比为 :
e—自然对数的底, e=2.718；
包角α
——带轮接触弧所对中心角
a
α=π±2θ (∵θ较小, 用θ≈sinθ=(d2-d1 )/2a代入, 故)
α = π±——d2-adra1 d 或 α = 180o±—d—2-ad×1 ——1π80o
带长L
以
和θ≈ (d2-d2)/(2a) 代入得： L≈2a+—π2(d1+d2)+ —(d—42-a—d1)2
中心距a
a
——带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离
2
2
2
2
2
1
§8-2 带传动的工作情况分析
一、带传动的受力分析
静止时: F1= F2= F0 (因为: 有用于张紧的初拉力F0) 传动时: F1≠ F2 (由于带与轮面间摩擦力的作用)
紧边(绕进主动轮的一边 )拉力 : 由F0 F1 松边(绕出主动轮的一边 )拉力 : 由F0 F2 设环形带的总长不变 , 则紧边拉力的增加应等于松 边拉力的减少量 , 即: F1- F0 = F0- F2 F0 =(F1 +F2)/2
链传动的运动分析 滚子链传动的设计计算 链传动的润滑和布置
§8-1 带传动概述
一、带传动的工作原理
带传动组成 ：主动轮、从动轮 、环形带和机架。 运动特点：安装时带被张紧在带轮上 (带受初拉力 ), 带与带轮接触面产生压力。当主动轮回转时，靠带与 带轮接触面间的摩擦力拖动从动轮一起回转，从而传 递一定的运动和动力。
带的应力分布图 ：
σmax =σ1+σb1+σc
各截面应力的大小用
自该处引出的径向线 (或
垂直线)的长短来表示。
由图可知：带工作过
程中经受变应力 ，最大
应力发生在 紧边与小轮
的接触处。
三、带传动的弹性滑动
设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则：
紧边的单位伸长量： δ1=F1/AE 由F1>F2, 得:
三、带传动的类型
传动类型 截面形状 工作面 特性
平带 扁平矩形 与轮面相接
触的内表面
摩 V带
等腰梯形 两侧面,带与 初拉力相同时 , 比平带 槽底不接触 具有更大牵引力 。
特殊截 多楔带以 多楔带是楔 多楔带兼有平带弯曲应力
擦 面带(如 其扁平部 的侧面
小和v带摩擦力大等优点,
多楔带、分为基体,
型 圆带等)