第10章带传动和链传动教案

第10章 带传动和链传动

1．教学目标

（1）带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动。

（2）普通V带传动的设计计算和主要参数对传动性能的影响。 （3）滚子链传动的运动特点、失效形式。

（4）滚子链传动的设计计算和主要参数的合理选择。 2．教学重点和难点

同上。 3．讲授方法

多媒体和演示柜教学 4．讲授学时

8 学时

10.1 带传动主要特点、类型和应用

1．带传动的主要类型

(1)按传动原理分类

1）摩擦带传动 靠传动带与带轮之间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等。 2）啮合带传动 靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。工作时，靠带的凸齿与带轮外缘上的齿槽啮合传动。

(2)按用途分类

1）传动带 传递动力用。 2）输送带 输送物品用。 (3)按传动带的截面形状分类

1）平带 平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。常用的平带有胶带、编织带和强力锦纶带等，如书图10.3a。

2）V带 V带的截面形状为梯形，两侧面为工作表面，如书图10.3b。

3）多楔带 它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。多楔带结构紧凑，可传递很大的功率，如书图10.3c。

4）圆形带 横截面为圆形，只用于小功率传动，如书图10.3d。 5）同步带 纵截面为齿形，如书图10.3e。 2. 带传动的特点和应用

带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸震及过载打滑以保护其他零件等优点。缺点是传动比不稳定，传动装置外形尺寸较大，效率较低，带的寿命较短以及不适合高温易燃场合等。

带传动一般不宜用于大功率传动（通常不超过50kw），且多用于高速级传动。带的工作速度一般为5～30m/s，高速带可达60m/s。平带传动的传动比通常为3左右，最大可达6，有张紧轮时传动比可达到10。V带传动的传动比一般不超过7，最大达到10。

10.2 普通V带和V带轮

10.2.1普通V带的结构和尺寸标准

普通V带的截面呈等腰梯形，V带的横剖面结构如图10.1所示，其中图a是帘布结构，图b是线绳结构，均由下面几部分组成：

图10.1 V带结构

（1）包布层：由胶帆布制成，起保护作用；

（2）顶胶：由橡胶制成，当带弯曲时承受拉伸； （3）底胶：由橡胶制成，当带弯曲时承受压缩；

（4）抗拉层：由几层帘布或浸胶的棉线（或尼龙）绳构成，承受基本拉伸载荷。V带已标准化，按其截面大小分为7种型号，其截面尺寸见书表10.1。

10.2.2普通V带轮的结构

V带轮是普通V带传动的重要零件，它必须具有足够的强度，但又要重量轻，质量分布均匀；轮槽的工作面对带必须有足够的摩擦，又要减少对带的磨损。

带轮常用材料为灰铸铁HT150（v小于或等于30m/s）或HT200（v >30m/s）。转速较高时可用铸钢或钢板焊接结构，小功率时可用铸铝或塑料。

带轮轮槽的尺寸见书表10.2所示。表10.2中bd表示带轮轮槽宽度的一个无公差规定值，称为轮槽的基准宽度。通常，V带节面宽度与轮槽基准宽度重合，即bp=bd。轮槽基准宽度所在圆称为基准圆（节圆），其直径dd称为带轮的基准直径。

铸造带轮的结构见书图10.5所示。带轮基准直径dd <（2.5～3）d（d为带轮轴的直径）时，可采用实心式； dd<300mm时，可采用腹板式，且当dd-d1>100（d为带轮轮毂的

直径）时，可采用孔板式；dd>300mm时，可采用轮辐式。V带轮的结构形式及腹板（轮辐）厚度的确定可参阅机械设计手册。

10.3 带传动的基本理论

10.3.1带传动的受力分析

带传动的受力分析如图10.2所示。

图10.2带传动的受力分析

设带的总长度不变，紧边拉力的增量(F1—F0)应等于松边拉力的减少量(F0—F2)，即：

F1?F0?F0?F2 (10—1)

或 F1?F2?2F0 (10—2)

带的紧边拉力F1和松边拉力F2之差称为有效拉力F，即：

F?F1?F2 (10—3)

将式(10—3)代人式(10—1)整理可得

F1?F0?F (10—4) 2F2?F0?F (10—5) 2 带的有效拉力也等于带和带轮接触面上摩擦力的总和，它决定了带传动所能传递的功

率P(kW)的大小，即：

P?FvkW (10—6)

1000式中：F——有效拉力，单位N；

v——带的速度，单位m／s。

当带传动的工作载荷超过了极限摩擦力的总和时，带将在带轮上发生全面的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑将使带剧烈磨损与发热，从动轮转速急剧下降直至停止，传动因此而失效。打滑一般首先发生在小带轮上。即将打滑时，带传动中F1与F2的关系可利用柔韧体摩擦的欧拉公式表示：

F1?F2ef? (10—7)

式中：e——自然对数的底，e=2.718；

f——带与带轮接触面间的摩擦系数(V带为当量摩擦系数fv)；

α——带在带轮上的包角，单位为rad。

将式(10—4)代人式(10—7)整理后，可得到初拉力为F0时，带所能传递的最大有效拉力为：

Fmaxef??1?2F0f? (10—8)

e?1 分析式(10—8)可知，带传动的最大有效拉力F与摩擦系数f、包角α和初拉力F有关。增大f、α和F0，都可以提高带传动的工作能力，但F0过大将使带的磨损加剧，缩短带的寿命。

图10.3 带与带轮间的法向压力

设平带传动与V带传动的初拉力均为F0，如图10.3所示，则平带工作时产生的摩擦力为：

Ff?FNf?FQf (10—9)

V带工作时产生的摩擦力为：

??ffFf?FNf?FQ?FQfv ?fv????sinsin?22???? (10—10) ???式中，?——带轮轮槽角； fv——当量摩擦系数； f——摩擦系数； FQ——正压力。

当轮槽角为32°、34°、36°、38°时，fv=(3．62～3．07)f，由此可知，在