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1、第13章 带传动和链传动,13-1 带传动的类型和应用,13-2 带传动的受力分析,13-3 带的应力分析,13-4 带传动的弹性滑动和传动比,13-5 普通V带传动的计算,13-6 V带轮的结构,13-7 同步带传动简介,13-8 链传动的特点和应用,13-9 链条和链轮,13-11 链传动的主要及其选择,13-12 滚子链传动的计算,13-10 链传动的运动分析和受力分析,13-13 链传动的润滑和布置,13-1 带传动的类型和应用,带轮1(主动轮)， 带轮2(从动轮)， 传动带3，及张紧轮。,一、带传动的组成,二、工作原理,摩擦传动：通过带和带轮间的摩擦力传递动力（平带和带） 啮合传动：
2、通过带和带轮间的齿啮合，传递动力（同步带）,三、带传动的特点,结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲减振，过载保护，适用于大中心距；摩擦式带传动有弹性滑动和打滑的现象，传动比不稳定，需较大张紧力，寿命短。,13-1 带传动的类型和应用,13-1 带传动的类型和应用,四、传动形式,开口传动：两轴平行，1、2同向。,交叉传动：两轴平行，1、2反向。,半交叉传动：两轴交错，不能逆转。,平带,V 型带,多楔带,摩擦型,圆形带,-摩擦力大，应用广泛；,-摩擦力大,受力均匀，结构紧凑。,-牵引力小，用于仪器。,五、带传动的类型,-结构简单，带轮容易制造，用于中心距较大的场合；,啮合型,同步带-无滑动，能保证
3、固定的传动比。,13-1 带传动的类型和应用,六、带传动的几何关系,中心距,包角:,因较小,代入得:,带长:,13-1 带传动的类型和应用,带长:,已知带长时，由上式可得中心距 :,13-1 带传动的类型和应用, 布置：松边在上，有利于加大包角；,七、带传动的张紧方法：, 张紧：张紧轮放在松边，松边力小，张紧轮受力小，摩擦小。 向内张紧，带受循环变应力，易疲劳破坏；靠小轮； 向外张紧，带受单向变应力，张紧轮应靠近大带轮。,常见的张紧装置:,1、定期张紧装置,调整螺钉,滑道式,定期张紧装置,调整螺钉,摆架式,$8-3 V带传动设计,自动张紧装置,采用张紧轮张紧装置,张紧轮一般应放在松边的内侧，使
4、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。,张紧轮,八、带传动的优缺点：,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；,4. 结构简单、成本低廉。,缺点：,1. 传动的外廓尺寸较大；,2. 需要张紧装置；,3. 由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；,4. 带的寿命较短；,5. 传动效率较低。,优点：,13-1 带传动的类型和应用,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P100KW，带速v=525m/s
5、，传动比i7。,九、带传动的应用,大理石切割机（平带）,平带,13-1 带传动的类型和应用,汽车发动机（多楔带）,13-1 带传动的类型和应用,汽车发动机（同步带）,13-1 带传动的类型和应用,工业机器人关节（同步带）,拖拉机（V带）,试验装置（圆形带）,13-1 带传动的类型和应用,一、受力分析,安装时，带以一定的预紧力F0紧套在带轮上，由于F0的作用，带和带轮的接触面上就产生了正压力；不工作时，带两边的拉力相等，均为F0。,工作时，一边拉紧，一边放松。,预紧力F0,有效圆周力（有效拉力）F；,紧边拉力F1 其拉力由F0 F1,松边,紧边,1、几个力的引出,松边拉力 其拉力由F0 F2；,
6、13-2 带传动的受力分析,惯性力：F=ma,q-单位带长的质量，kg/m,v-带速，m/s,带在微段弧上的离心惯性力：,Fc作用于带的全长！,离心拉力Fc,取一微段弧进行分析：,离心拉力:,13-2 带传动的受力分析,取主动带轮及带一边为研究对象，Mo1=0,取主动带轮一端的带为研究对象，Mo1=0,即，F等于包弧上摩擦力的总和，工作能力取决于摩擦力,设带在弹性变化范围内，符合虎克定律,设带的总长度不变，紧边伸长量=松边缩短量,与F1-F2=F联立，可得：,2、各力之间的关系,13-2 带传动的受力分析,若v10m/s,qv20，则：,欧拉公式-带即将打滑时F1与F2的关系,取一微段弧进行分
7、析：,(V带，用fv代替f）,13-2 带传动的受力分析,带传动拉力变化情况,带传动力分析公式,13-2 带传动的受力分析,再代入,3、带传动的最大有效拉力Fec（极限摩擦力Ffmax） 及其影响因素,欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，或者说是给出了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec 。,13-2 带传动的受力分析,但F0 ,F0 ,由上式可知：,预紧力F0最大有效拉力Fec ,摩擦系数 f最大有效拉力Fec ，f和带与带轮的材料、表面状态、工作环境等有关。,包角的概念,包角最大有效拉力Fec ,增大包角的方法：,增大中心距,减小传动比,松边在上,注意张紧轮的位置,当
8、已知带传递的载荷时，可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F0。,切记：欧拉公式只适用于极限状态下的受力分析！,F0要适当。,13-2 带传动的受力分析,因为F与接触面间的正压力成正比，所以F（ Ff）必定随着初拉力F0的增大而增大，但F0受材料、强度等因素限制，不能无限制增大；而接触面间的摩擦系数f也受限于某一数值，因此带传动的有效圆周力F必有一极限值Fec，当FFec时，就发生打滑现象。,带传递的功率P=Fv/1000 KW，当P一定时，v， F，越不易打滑，所以带传动通常放在高速级上。,讨论,13-2 带传动的受力分析,分析详见,为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。,带传
9、动的应力分析, 拉应力：紧边拉应力, 离心拉应力：, 弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。,、松边拉应力,13-3 带的应力分析,结论：最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处； 带上任一点的应力是变化的，带易发生疲劳破坏。,带的弹性滑动和打滑,其中：,（演示 ）,1、弹性滑动：由于拉力差和带的弹性变形而引起的带相对带轮的局部滑动。,紧边：,松边：, F1 F2, 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。,带绕过从动轮时，带一边绕进，一边向前伸长，使带速超前于轮速：v带 v2。,从动轮的圆周速度v2主动轮的圆周速度v1,13-4带传动的弹性滑动和传动比
10、,弹性滑动,13-4带传动的弹性滑动和传动比,一般不是在全部接触弧上发生滑动，接触弧分为两部分：静弧、滑动弧。实践证明：静弧总是在带进入带轮的这一边。,n1,n2,B1,C1,-滑动弧,A1,-静弧,B2,C2,A2,弹性滑动与载荷F有关， F =0，没有弹性滑动， F越大，弹性滑动的范围越大，当F =Fec时，就发生打滑现象，传动失效。,13-4带传动的弹性滑动和传动比,2、弹性滑动和打滑的区别,带传动工作时，F1、F2总是不等的，所以弹性滑动不可避免。,打滑,13-4带传动的弹性滑动和传动比,或,因此，传动比为：,3、滑动率,一般传动中，因滑动率并不大（ 1%2%），故可不用考虑，而取传动
11、比为：,其中：,由于弹性滑动随F变化，所以随传递的F变化；,选用弹性模量E大的材料，可以减小弹性滑动。,讨论,13-4带传动的弹性滑动和传动比,13-5 普通V带传动的计算,V带可分为：普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、汽车V带等类型。其中普通 V带应用最广。,一、V带的规格,组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。,节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。,节面：全部节线构成的面。, =40，h/bd 0.7的V带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。,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。,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 。标准长度系
12、列详见下页表13-2 ，P202,13-5 普通V带传动的计算, =40，h/bd =0.9的V带称为窄V带。,与普通V带相比，高度相同时，宽度减小1/3，而承载能力提高1.52.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。,13-5 普通V带传动的计算,一带传动的失效形式和设计准则,带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。,带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳 强度和寿命。,13-6 带传动的设计计算,脱层,疲劳断裂,单根V带所能传递的有效拉力为（不打滑条件）：,max =1 +b1 + c ,V带的疲劳强度条件为（不疲劳条件）：,或 1 = b1 c,代入得：,单根V带所
13、允许传递的功率为：,（P0 ）,二单根V带的许用功率,由此公式制成P0数据表（表13-3）。,13-6 带传动的设计计算,单根V带的许用功率P0数据表是在特定实验条件下得到的。,实验条件： 传动比i=1（包角180 ，两轮直径相等且为最小）； 特定长度； 平稳的工作载荷。,实际条件： i 1 大轮直径弯曲应力 ，承载能力功率增量P （表13-4） 小轮包角 弯曲应力包角系数Ka（表） 带长不同 带短变形次数，易疲劳长度系数KL； 工作载荷不平稳 载荷系数KA。,修正后单根V带的许用功率：P0 =（P0+ P0）Ka KL 计算载荷：Pc = KA P,带的根数：,13-6 带传动的设计计算,三
14、、带传动的设计与参数选择,原始数据：功率P，转速n1、n2（或传动比i），工作条件等。,设计内容：确定带的类型、长度L、根数Z； 带轮基准直径d、结构尺寸 传动中心距a、压轴力FQ、张紧力F0,13-6 带传动的设计计算,V带传动设计步骤：,1.确定计算功率Pc,式中：KA-工作情况系数，见表13-6,2.选择带型,根据Pc和n1由选型图选定带的型号。,3. 确定带轮的基准直径的d1和 d2,）初选小带轮的基准直径d1 ： d1 d1min,v ,P一定时，F,d1,13-6 带传动的设计计算,）验算带的速度v,一般要求：普通V带：,单位时间绕转圈数，应力循环次数，相对寿命,）计算大带轮的基准
15、直径d2,注意：d1、d2均应按基准直径系列表加以适当圆整。,4.确定中心距a和带的基准长度Ld,）初定中心距a0,尺寸,由于载荷变化带的松边抖动，动载荷,带长较短，v一定时，单位时间绕转圈数，应力循环次数，相对寿命,13-6 带传动的设计计算,）计算带所需的基准长度,根据Ld由表8-2中选取和Ld相近的V带的基准长度Ld,）计算实际中心距a,5.验算小带轮上的包角1,若1不满足，怎么办,6.确定带的根数z,P0-单根V带的基本额定功率，查表,P0-计入传动比的影响，单根V带额定功率的增量，查表,K-包角系数，查表,KL -长度系数，查表,10,不满足，怎么办,13-6 带传动的设计计算,7. 确定带的预紧力F0,8. 计算压轴力FQ,13-6 带传动的设计计算,带轮的材料 通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT150和HT200。 转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。 小功率时可用铸铝或塑料。,结构与尺寸 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
