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1、机械力学与设计基础,李铁成 主编,2022/11/26,1,第十二章 带传动和链传动,第一节带传动概述第二节普通V带和带轮结构第三节普通V带传动的设计0.7(d1+d2)a02(d1+d2) (12-18)0.7(100+200)mm02(100+200)mm第四节链传动的应用与结构第五节链传动的运动特性第六节链传动的设计,2022/11/26,2,第一节带传动概述,一、带传动的类型、特点和应用1.带传动的组成和类型,2022/11/26,3,第一节带传动概述,12M1.tif,2022/11/26,4,第一节带传动概述,12M2.tif,2022/11/26,5,第一节带传动概述,图12-3
2、平带传动,2.带传动的特点和应用,2022/11/26,6,第一节带传动概述,图12-4各种类型的V带a)窄V带b)大楔角V带c)齿形V带d)联组V带e)、f)接头V带g)双面V带,1) 带具有弹性，能缓和冲击、吸收振动，故传动平稳、噪声小。,2022/11/26,7,第一节带传动概述,2) 过载时，带在带轮上打滑，具有过载保护作用。3) 结构简单，制造成本低，且便于安装和维护。4) 带与带轮间存在弹性滑动，不能保证传动比恒定不变。5) 带必须张紧在带轮上，增加了对轴的压力。6) 不适用于高温、易爆及有腐蚀介质的场合。二、带传动的受力分析和应力分析1.带传动的受力分析,2022/11/26,8
3、,第一节带传动概述,图12-5带传动的受力分析,2.带传动的应力分析(1)拉力产生的拉应力(2) 离心力产生的离心拉应力当带绕带轮作圆周运动时，由于自身质量将产生离心力，离心力仅发生在两轮包角部分，但由此引起的拉力却作用于带的全长，其拉应力为,2022/11/26,9,第一节带传动概述,(3)带绕过带轮时产生的弯曲应力,图12-6带的应力分析,三、带传动的弹性滑动与传动比,2022/11/26,10,第一节带传动概述,1.带的弹性滑动2.传动比,2022/11/26,11,第二节普通V带和带轮结构,一、V带的结构与标准1.普通V带的结构2.普通V带的标准,图12-7普通V带结构,2022/11
4、/26,12,第二节普通V带和带轮结构,表12-1普通V带的长度系列和带长修正系数(GBT13575.11992),二、普通V带轮,2022/11/26,13,第二节普通V带和带轮结构,表12-2普通V带横截面尺寸(GB115441997)(单位：mm),2022/11/26,14,第二节普通V带和带轮结构,表12-3普通V带轮的轮槽尺寸(单位：mm),2022/11/26,15,第二节普通V带和带轮结构,图12-8V带轮的结构形式=(1.8)；=；=-2(H+)s=(0.20.3)B，1.5s，0.5sL=(1.52)=290，P传递功率(kW)；n带轮转速(r/min)；=0.8；=0.4
5、；=0.8；=0.2，=0.2,2022/11/26,16,第三节普通V带传动的设计,一、V带传动的失效形式和计算准则1.V带传动的失效形式(1) 打滑由于过载，带在带轮上打滑而不能正常工作。(2) 带的疲劳破坏带在变应力状态下工作，当应力循环次数达到一定值时，带将发生疲劳破坏，如脱层、撕裂和拉断。2.V带传动的计算准则,2022/11/26,17,第三节普通V带传动的设计,表12-4单根普通V带的基本额定功率(单位：kW),2022/11/26,18,第三节普通V带传动的设计,表12-5单根普通V带额定功率的增量(单位：kW),2022/11/26,19,第三节普通V带传动的设计,表12-5
6、单根普通V带额定功率的增量(单位：kW),表12-6包角修正系数,二、V带传动的设计步骤1.已知条件和设计内容2.设计计算的一般步骤,2022/11/26,20,第三节普通V带传动的设计,(1) 确定计算功率Pc设P为传动的名义功率(额定功率)，KA为工作情况系数(表12-7)，则计算功率为,表12-7工作情况系数,2022/11/26,21,第三节普通V带传动的设计,表12-7工作情况系数,(2)选择V带型号根据计算功率Pc和小带轮转速n1由图12-9选取V带的型号，临近两种型号的交界线时，可按两种型号同时计算，分析比较后决定取舍。,2022/11/26,22,第三节普通V带传动的设计,图1
7、2-9普通V带选型图,(3)确定带轮的基准直径d1和d2小带轮的基准直径d1应大于或等于表12-8列出的该型号带轮的最小基准直径dmin，,2022/11/26,23,第三节普通V带传动的设计,以免带的弯曲应力过大而导致其寿命降低。(4) 验算带速v(ms),表12-8普通V带轮最小基准直径,(5) 计算中心距和带长如果中心距未给出，可按下式初选中心距a0，即,0.7(d1+d2)a02(d1+d2) (12-18),2022/11/26,24,(6) 验算小带轮包角小带轮包角可按下面的公式求得(7) 确定V带根数V带根数Z可按下式计算(8) 计算初拉力F0初拉力F0的大小对带传动的正常工作及
8、寿命影响很大。,第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,25,表12-9载荷G值(单位：N根),2.对新安装的V带，G值应为表中数值的1.5倍。,第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,26,(9) 计算轴压力V带作用在轴上的压力Fy，一般可近似按两边的初拉力F0的合力来计算(图12-11),第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,27,12M11.tif,(10)带轮的结构设计(略),第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,28,例12-1试设计一破碎机用电动机与减速器之间的V带传动。已知电动机转速n11440rmin，从动轮转速n2720rmin，单班工作制
9、，电动机额定功率P=7.5kW，要求该传动结构紧凑。解1)确定计算功率Pc。由表12-7查得KA1.2，由式(12-16)得2)选择V带的型号。 确定带轮的基准直径d1和d2。由表12-8，根据d1dmin的要求，取d1100mm，按式(12-17)d2d1n1n2(1001440720)mm200mm验算带速v计算中心距a、带长Ld。由式(12-18) 得0.7(d1+d2)02(d1+d2),第三节普通V带传动的设计,0.7(100+200)mm02(100+200)mm,2022/11/26,29,验算小带轮包角1。由式(12-22)得 确定V带的根数Z。依次查表12-4、表12-5、表
10、12-6和表12-1得P01.31kW、P00.17kW、K0.94、KL0.89。 计算初拉力F0。由表12-2查得q0.10kgm，由式(12-24)得计算轴上的力Fy。由式(12-25)得带轮的基准直径：d1125mm，d2250mm。带速：v9.54ms，合适。计算中心距a、带长Ld=1120mm，a=244.5mm，amin=227.7mm，amax=278.1mm。小带轮包角1： 1147.2120，合适。带的根数：Z5。带的初拉力：F0173.91N。,第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,30,轴上的力：Fy1668.53N。3)带轮结构设计 (从略)。三、V带传动的
11、张紧及安装维护1.V带传动的张紧,第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,31,2022/11/26,32,表12-10带传动常用张紧装置及方法,第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,33,表12-10带传动常用张紧装置及方法,第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,34,图12-12V带轮的安装位置,2.V带传动的安装维护,第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,35,1) 安装V带时，先将中心距缩小后将带套入，然后慢慢调整中心距，直至张紧。2) 安装V带时，两带轮轴线应相互平行，各带轮相对应的轮槽的对称平面应重合，其偏角误差不得超过20，如图12-12所示
12、。3) 多根V带传动时，为避免受力不均，各带的配组公差应在同一档次。4) 新旧带不能同时混合使用，更换时，要求全部同时更换。5) 定期对V带进行检查，以便及时调整中心距或更换V带。6) 为了保证安全，带传动应加防护罩，同时应防止油、酸、碱等对V带的腐蚀。,第三节普通V带传动的设计,2022/11/26,36,第四节链传动的应用与结构,一、链传动的组成与类型,2022/11/26,37,第四节链传动的应用与结构,12M13.tif,二、链传动的特点和应用,2022/11/26,38,第四节链传动的应用与结构,1) 由于链传动是有中间挠性件的啮合传动，无弹性滑动和打滑现象，因而能保证平均传动比不变
13、。2) 链传动无需初拉力，对轴的作用力较小。3) 链传动可在高温、低温、多尘、油污、潮湿、泥沙等恶劣环境下工作。,2022/11/26,39,第四节链传动的应用与结构,图12-14传动链的类型a)滚子链b)套筒链c)齿形链d)成形链,4) 由于链传动的瞬时传动比不恒定，传动平稳性较差，,2022/11/26,40,第四节链传动的应用与结构,有冲击和噪声，且磨损后易发生跳齿，不宜用于高速和急速反向传动的场合。三、滚子链的结构和标准1.套筒滚子链的结构,2022/11/26,41,第四节链传动的应用与结构,图12-15套筒滚子链结构1内链板2外链板3销轴4套筒5滚子,2022/11/26,42,第
14、四节链传动的应用与结构,12M16.tif,2022/11/26,43,第四节链传动的应用与结构,图12-17套筒滚子链的接头形式,2.滚子链的标准,2022/11/26,44,第四节链传动的应用与结构,表12-11传动用短节距精密滚子链的主要尺寸,四、链轮1.端面齿形和轴面齿形,2022/11/26,45,第四节链传动的应用与结构,图12-18滚子链链轮端面齿形,2022/11/26,46,第四节链传动的应用与结构,图12-19滚子链链轮轴向齿廓,2.链轮的主要尺寸,2022/11/26,47,第四节链传动的应用与结构,表12-12链轮的主要尺寸及计算公式(单位：mm),2022/11/26
15、,48,第四节链传动的应用与结构,表12-13齿 槽 尺 寸,表12-14轴向齿廓尺寸, b1为内链节内宽。3.链轮结构和材料,2022/11/26,49,第四节链传动的应用与结构,12M20.tif,2022/11/26,50,第四节链传动的应用与结构,表12-15链轮常用材料及齿面硬度,2022/11/26,51,第五节链传动的运动特性,一、平均链速和平均传动比二、瞬时链速和瞬时传动比,2022/11/26,52,第五节链传动的运动特性,图12-21链传动速度分析,2022/11/26,53,第六节链传动的设计,一、链传动的失效形式1.链条疲劳破坏2.链条铰链磨损3.链条铰链的胶合4.链条
16、的过载拉断二、功率曲线图,2022/11/26,54,第六节链传动的设计,12M22.tif,2022/11/26,55,第六节链传动的设计,图12-23单排A系列滚子链额定功率曲线图,2022/11/26,56,第六节链传动的设计,图12-24推荐的润滑方式人工定期润滑滴油润滑油浴或飞溅润滑压力喷油润滑,2022/11/26,57,第六节链传动的设计,表12-16修正系数和,表12-17修正系数,三、链传动的设计及主要参数的选择1.设计的已知条件和设计内容2.主要参数选择(1) 链轮齿数及传动比为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。,2022/11/26,58,第六节链传动的设计,表12-
17、18小链数齿数,(2) 链的节距链节距是链传动中最重要的参数，链的节距越大，其承载能力越高，传动的不均匀性、附加载荷和冲击也越大。(3) 中心距和链的节数若链传动中心距过小，则小链轮上的包角也小，同时啮合的链轮齿数也减少；若中心距过大，则易使链条抖动。3.中、高速链传动的设计,2022/11/26,59,第六节链传动的设计,表12-19工作情况系数,例12-2试设计一螺旋输送机用套筒滚子链传动，选用P5. 5kW，n11450rmin的电动机驱动，载荷平稳，传动比i3.2。解1)确定链轮齿数假定v38ms，由表12-18选z121；大链轮齿数iz13.22167.2，取z267。实际传动比为2
18、) 计算链条节数初定中心距a040p，由式(12-30)3) 计算功率。4) 确定链条节距由式(12-32)得,2022/11/26,60,第六节链传动的设计,5) 实际中心距将中心距设计成可调节的，不必计算实际中心距，可取6) 验算链速由式(12-26)得7) 选择润滑方式按p12.7mm，v6.45ms，由图12-24查得应采用油浴或飞溅润滑。8) 作用在轴上的压力由式(12-34)得Fy(1.21.3)F，取Fy1.3 Fc，则9) 链轮主要尺寸(略)。四、链传动的布置、润滑与张紧1.链传动的布置,2022/11/26,61,第六节链传动的设计,图12-25链传动的布置,2.链传动的润滑3.链传动的张紧,2022/11/26,62,2022/11/26,63,
