第十三章 带传动和链传动
机械设计基础第六版第13章 带传动和链传动
带传动的张紧方法： 1.调整中心距
a a
滑道式张紧装置
调整螺钉 调整中心距 2.采用张紧轮 3.自动张紧
张紧轮
销轴
精品课件
自动张紧装置
带传动的优点：
1. 适用于中心距较大的传动； 2. 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；
3. 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏；
dα
dN F Fsid n 2 (Fd)F sid n 2
dα 2
d d F+dF
F1
fdN F (Fd)F co2精s品 课F 件 co2s
力平衡条件：
dN F Fsid n 2 (Fd)F sid n 2 fdN F (Fd)F co d 2 sFco d 2 s
因 d 很小 s， id n d 可 ,co d 取 s1去掉二阶d微 Fd量
2
2
2 a co 2 s (d 1 d 2 )(d 2 d 1 )
以 co s 1si2n11 2精2 品课及 件
d2 d1 2a
代入得：
B
A
α1
θ
α1
d2
d1
D
aC
带长: L2 a2(d 1d 2)d 24 a d 12
已知带长时，由上式可得中心距 :
a 2 L (d 1 d 2 )2 L (d 1 d 2 )2 8 (d 2 d 1 )2 8 带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮精上品，课而件且当带工作一段时间之后， 因带永久伸长而松弛时，还应当重新张紧。
§13-1 带传动的类型和应用
带传动的组成：
主动轮1、从动轮2、环形带3。
F0
F0
1 n1
2 n2
《机械设计基础》试题库_V带传动
第13章带传动和链传动习题与参考答案一、判断题：1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。
A．正确 B. 错误2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。
A．正确 B. 错误3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。
A．正确 B. 错误4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。
A．正确 B. 错误5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。
A．正确 B. 错误6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。
A．正确 B. 错误7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正比。
A．正确 B. 错误8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。
A．正确 B. 错误9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。
A．正确 B. 错误10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。
A．正确 B. 错误11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。
A．正确 B. 错误12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。
A．正确 B. 错误13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。
A．正确 B. 错误二、选择题：1．选取V带型号，主要取决于（）。
A.带传动的功率和小带轮转速B.带的线速度C.带的紧边拉力2．设计带传动时，考虑工作情况系数K A的目的是（）。
A.传动带受到交变应力的作用B.多根带同时工作时的受力不均C.工作负荷的波动3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。
A.小于40°B.等于40°C.大于 40°4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。
A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。
A.小带轮松边由外向内B.小带轮松边由内向外C.大带轮松边由内向外6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。
第13章带传动和链传动 69页PPT文档
带传动的设计准则：在保证带传动不打滑的条件下，具
有一定的疲劳强度和寿命。
P0
F1(1e1f '
)v 1000
V带的疲劳强度条件：
ma x1b 1c []
1[ ]b1c
P 0( []b1c)1 (e1 f')1A0v00
单根V带基本额定功率P0见表13-3。
应用：
多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。
二、链轮
基本参数：节距p，套筒最大外径d1，排距pt及齿数z
链 轮 齿 形
国标仅规定链轮的最大和最小齿槽形状及其极限参数 目前较流行的一种齿形是三圆弧一直线齿形(或称凹齿形) 注明“齿形按3R GB/T 1244-1985规定制造” 链轮轴向齿廓及尺寸，应符合GB/T 1244-1985的规定。
预紧力F0 紧边拉力F1 松边拉力F2 带的总长度不变：
F0 F0
F0
F0
F1F0F0F2 2F0 F1F2
F2 F2
n1
n2
F1 F1
取主动轮端带为分离体
Ff F1F2
有效拉力F：
Ff
FFf F1F2
设：有效拉力F，N；带速v，m/s；则
带所能传递的功率P： P Fv 1000
最大应力发生 在带的紧边开 始饶上小带轮 σb1 处
b1
2 yE d1
b2
2 yE d2
σ2
σc
σ1
σb2
§13-4 带的弹性滑动和传动比
弹性滑动：由于带的弹性变形而引
起的带与带轮间的相对滑动。
A2
弹性滑动产生的原因：
B1
1、带是弹性体；
n1
考研备考期末复习 机械设计基础 第13章 带传动和链传动
机械设计基础 — 带传动和链传动
七、带传动的应用 在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传
动比有精确要求的场合。功率P<100KW，带速v=5~25m/s， 传动比i<7。
2
d2 d1
2a
L
2a
2
(d1
d2
)
d2
d1 4a
2
机械设计基础 — 带传动和链传动
B
A
α1
θ
α1
d2
d1
D
aC
带长:
L
2a
2
(d1
d2
)
d2
d1 4a
2
已知带长时，由上式可得中心距 :
a 2L (d1 d2 ) 2L (d1 d2 )2 8(d2 d1 )2
8
机械设计基础 — 带传动和链传动
楔角φ
40 ˚
φ
每米质量q（kq/m） 0.04 0.06 0. 10 0.17 0.30 0.6 0.87
在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对
应的带轮直径称为基准直径d。
d
V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直
径上的周线长度称为基准长度Ld 。
bd
机械设计基础 — 带传动
窄V带的结构及尺寸
φ =40˚，h/bd =0.9的V带称为窄V带。
2
F2 AE
∴ 1 2
带绕过主动轮时，带一边绕进， 一边向后收缩，使带速落后于轮 速： v带v1。
F2
F2 n1
n2
带传动和链传动基础知识课件
F1－F0＝F0－F2； 或：F1 ＋F2＝2F0；
记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为
Ff，其值由带传动的功率P和带速v决定。
定义由负载所决定的传动带的有效圆
周力为Fe＝P/v，则显然有Fe＝Ff。
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取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象，有:Fe＝Ff＝F1－F2；
因此有：
F1＝F0＋Fe／2；F2＝F0－Fe／2；
示。强力层的结构形式有帘布结构(制造方便,抗拉强度高)和线绳 结构(柔韧性好,抗弯强度高,适用带轮直径小,转速较高场合)。
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2.标准: 按截面尺寸的不同分为Y、Z、A、B、C、D、E共7种型 号，其截面尺寸已标准化。在同样的条件下，截面尺寸大则传递 的功率就大
3.参数和尺寸:
Ｖ带的截面尺寸
上 打滑发生在带与轮的全部接触长度
B.原因：弹性滑动：带两边的拉力差，带的弹性 打滑：过载
C.结论：弹性滑动不可避免 打滑可避免
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§5—5 普通V带传动的设计 一、带传动的失效形式和设计准则 1.失效形式 1）打滑；2）带的疲劳破坏 另外：磨损静态拉断等 2.设计准则：保证带在不打滑的前提下，有足够的疲劳强度和寿命
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。
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机械设计与理论：第13章 链传动
§13-5 链的受力、失效和许 用功率
一、链的受力
• 与带传动相似，链传动工作时，链的两边形成 紧边和松边。紧边和松边所受的拉立分别为F1 和F2： F1=Ft+Fc+Ff , F2=Fc+Ff
轮芯可用一般钢材或铸铁以节省贵重钢材。采用可拆联接的组合 式链轮的另一优点是轮齿失效后只需更换齿圈即可。
链轮材料
• 可用灰铸铁(不低于HT200)，热处理后硬 度为260--280HB。
• 较多的是用优质碳钢和合金钢如15-50号 钢、15Cr、20Cr、40Cr、35SiMn 、 35CrMo 、45Mn、 ZG310-570钢等，热 处理后硬度均在40HRC和40HRC以上。
• F1为有效圆周力(有效拉力)(N)， • Fc 为离心拉力(N)，Fc=qv2 (其中q为单排链每
米质量kg/m )，当 v≤7m/s 时, Fc可忽略不计; • F一f为般悬不垂大拉，力可(近N)似，取Ff是为由链边自重而产生的，
Ff≈0.1Ft 。
二、链的失效
• 链的疲劳破坏
链是在变应力下工作的，导致链板可能发生疲劳断裂或套筒、滚子表 面产生疲劳点蚀。
滚子链轮轮齿的齿形
链轮几何参数
• 分度圆直径 d ＝ p ／sin(180°／z ) • 齿顶圆直径 da ＝ p (0.54 + cot(180°／z)) • 齿根圆直径 df ＝ d - dr • 式中 p 为节距，z 为齿数。
滚子链轮的结构型式
• 小直径的链轮可采用板式， • 中等尺寸的链轮可采用孔板式， • 大直径的链轮多用组合式，齿圈焊接在或用螺栓联接在轮芯上。
带传动
（三）Ｖ带轮设计
P.208 §13-6
1. 结构组成 轮缘－安装带 结构组成: 图13-16 轮辐－ 联接轮缘与轮毂 P.208 轮毂－安装轴 2. Ｖ带轮设计要求： 带轮设计要求： (1)质量小、工艺性好、质量分布均匀、内应力小、 高速应经动平衡 轮缘 (2)工作面应精细加工 轮辐 3. Ｖ带轮材料 轮毂 灰铸铁HT150、HT200－常用 铸钢、焊接（钢板）－高速 铸铝、塑料－小功率
p.199第4
N = 3600 ·k·T·V/L V－带速(m/S) L－带长(m) V/L →绕转次数/秒 K－带轮数 (K次/周) T－带的寿命(h)
（五） 带传动的优缺点
p.195倒3
•优点 1.缓冲吸振, 传动平稳 优点: 优点 2.过载具安全保护作用 3.适用于中心距较大的传动 4.结构简单, 要求精度低, 成本低 •缺点 1.不能保持准确的传动比, 效率低 缺点: 缺点 2.传递相同圆周力所需的轮廓尺寸和轴上 压力均比啮合传动的大 3.带的寿命短 4.需要张紧装置 5.不宜用于高温, 易燃场合
（一）带传动的类型
p.194
开口传动 两轴平行， 按形 开口传动 －两轴平行，同向回转 交叉传动 两轴平行， 传式 交叉传动 －两轴平行，反向回转 动分 半交叉传动－两轴交错，不能逆转 半交叉传动－两轴交错， 传动 按 平带传动－底面是工作面，可实现多 平带传动 底面是工作面， 传动－ 带 种形式的传动 的 传动－ 两侧面是工作面， Ｖ带传动－带两侧面是工作面，承载 截 力大， 力大，只用于开口传动 面 多楔带传动－具平、Ｖ带的优点 多楔带传动 具平、Ｖ 传动－ 、Ｖ带的优点 分 同步带传动 传动－ 同步带传动－具带与链传动的特点
二.带传动工作时最大应力: σmax＝ σ 1+ σ b1+ σ c ∵ σ 1＞σ 2 σ b1＞ σ b2 σb1
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第三章 带传动和链传动
1.V 带的设计中，一般应使小带轮的包角α1大于 120︒ 。
2.当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到 最大值 ，而带传动的最大有效拉力取决于 包角 、 摩擦系数 、 预紧力 三个因素。
3.V 带正常工作时，带的最大应力为 σmax =σ1+σb1+σc ，发生部位是 紧边绕入小带轮处 。
4.带传动的失效形式为带的 疲劳破坏 和 打滑 。
5.在普通V 带传动中，载荷平稳，包角为180º，带长为特定长度，单根V 带的基本额定功率P 。
主要与 带型 、 小带轮基准直径 和 小带轮转速 有关。
6.带传动的设计准则为，保证带在不打滑的条件下 具有足够的疲劳强度和寿命 。
7.在设计V 带传动时，V 带的型号是根据 计算功率 和 小带轮转速 选取的。
8.一般带传动的工作原理是利用 带与带轮间的接触摩擦力 传递运动和力。
9.带的应力由 松、紧边拉应力 、 离心拉应力 和 弯曲应力 三部分组成。
10.当机器过载时，带传动发生____打滑___现象，这起到过载安全装置的作用。
11.一对相啮合的圆柱齿轮的Z 2>Z 1,b 1>b 2,其接触应力的大小为 A 。
A 、σH1=σH2
B 、σH1>σH2
C 、σH1<σH2
D 、σH1≥σH2
12. 在设计V 带传动中，选取小带轮直径min 1d d d >，min d 主要依据 A 选取。
A ．带的型号
B ．带的线速度
C ．传动比
D ．高速轴的转速
13.V 带轮的最小直径d min 取决于 A 。
A 、带的型号
B 、带的速度
C 、主动轮转速
D 、带轮结构尺寸
14.同步带传动依靠 A 来传递运动和动力。
A 、带齿与轮齿之间的啮合力
B 、带与带轮之间的摩擦力
C 、带的预紧力
15.设计V 带传动时，限制小带轮的最小直径是为了限制 D 。
A 、小带轮包角
B 、带长
C 、带的离心力
D 、带的弯曲应力
16.带的弹性滑动是由带的弹性变形引起的，其特点为 C 。
A 、首先在小轮发生
B 、首先在大轮发生
C 、两轮同时发生
D 、可采取措施避免
17.带传动的设计准则是保证带在要求的工作期限内 B 。
A 、不发生过度磨损
B 、不发生打滑和疲劳破坏
C 、不发生弹性滑动
D 、不发生磨损又不发生打滑
18.普通V 带的楔角为40º，为何带轮轮槽角为32º，34º，36º，38º。
答：因胶带绕在带轮会产生弯曲变形，胶带顶层受拉横向尺寸变小，而胶带底层受压其横向尺寸变大，因此带的楔角变小。
为了保证带两侧面与轮槽有良好的接触，带轮的轮槽角依轮径的大小不同均适当减小。
19.简述带传动中，最大有效圆周力max F 与哪些因素有关？ 答：在摩擦型带传动中，带传动的最大有效圆周力，112+-=ααf f o e e F F max 从而可知：
（1）max F 与预紧力o F 大小有关，与o F 成正比，o F 越大，带传动的有效圆周力越大。
（2）max F 与包角α有关，包角越大，带传递的有效圆周力越大。
（3）max F 与摩擦系数f 有关，f 越大，带传递的有效圆周力越大。
20.简述带传动打滑与弹性滑动，说明其不同处及各造成什么问题。
答：弹性滑动是由于在带传动运动过程中，由于紧边和松边拉力的不同，造成带在由紧边向松边的弹性伸长量逐渐减小，而引起的带速落后于主动的圆周速度，在从动轮处带速超前于从动轮。
弹性滑动由拉力产生不可避免。
打滑是由过载产生，使带和轮之间产生明显的相对滑动，加速带的磨损，可以避免。
21.在带传动中，带速为什么不宜过高或过低？
答：带速过高，离心力加大，带与带轮间的正压力减少，从而降低带的工作能力。
带速过低，在传递功率一定时，所需有效拉力增大，带的根数增多。
一般要求s m V 25~5=为宜。
22.简述带的应力主要由几部分组成，其最大应力发生在何部位，为多少？
带的应力主要由拉应力、弯曲应力和离心拉应力三部分组成。
σmax = σ1+σc + σb1
σ1－紧边拉应力；
σc －离心拉应力；
σb1－小带轮处带上的弯曲应力。
带的最大应力发生在带绕入小带轮处。
23.V 带传递的功率p=7.5KW ，带速v=10m/s ，紧边拉力是松边拉力的2倍，即F 1=2F 2，试求紧边拉力F 1，有效拉力F t 和初拉力F 0。
解：1）圆周力 N v P F 75010
5.710001000=⨯== 2）紧边、松边拉力
N F N
F F F F 150********===-=
3）初拉力 N F F F 11252/)(210=+=
24.单根平带传动的初拉力0354F =N ，主动带轮上的包角01150α=，带与带轮之间的摩擦系数为0.48f =。
试求：（1）带的紧边与松边拉力；（2）带能传递的最大有效圆周力。
解:（1）带紧边、松边的拉力1F 和2F
12022354708F F F +==⨯=N 1500.4811802
3.51f F e e F πα⨯=== 可解得 1551F =N
2157F =N
（2）带传动能传递的最大有效圆周力max F
1max 111155113943.51f F F e
α⎛⎫⎛⎫=-=⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭N 25.一平带传动，传递功率P=15KW ，带速V=15m/s ，带在小带轮上的包角α1=170︒，带与带
轮间的摩擦系数f=0.3。
求：1）求传递的有效圆周力F 。
2）求紧边拉力F1和松边拉力F2。
解：1）圆周力 N v P F 100015
1510001000=⨯== 2）紧边、松边拉力 97.23..0⨯=e e f α=2.44
N e e F F f f 16941
44.244.2100011=-⨯=-=αα 2110006941 2.441f F F
N e α===--
26.一带传动，传递功率Kw P 15=，带速s m V 12=，预紧力N F 18000=，求作用在带体上的紧边和松边拉力。
解：1）求有效圆周力e F N V P F e 1250121510001000=⨯==
2）求松边、紧边拉力2F 、1F 因为21F F F e -= 解得：e F F F -=12 2102F F F +=
所以N F F F e 242521250180022201=+⨯=+= N F F F e 11751250242512=-=-=
3）求带体与带轮槽接触面间的摩擦力f F N F F e f 1250==或者N F F F F e f 12501175242521=-=-==。