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 第13章 带传动和链传动 §13-1 带传动的类型和应用 带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。 §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 §13-10 链传动的运动分析和受力分析 §13-11 链传动的主要及其选择 §13-12 滚子链传动的计算 §13-13 链传动的润滑和布置

§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 工作原理： §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 2 3 1 n2 n1 设计：潘存云 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，依靠摩擦力托动从动轮一起同向回转。

应用：两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。 带传动的类型 平皮带 V 型带 ----摩擦牵引力大 摩擦型 多楔带 ----摩擦牵引力大 类型 圆形带 ----牵引力小，用于仪器 啮合型 同步带 抗拉体 设计：潘存云 设计：潘存云 应用：两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。

带传动的几何关系 中心距a 包角α: 因θ较小, 代入得: a 带长: B θ A θ α2 θ d2 d1 D C α1 设计：潘存云

a 带长: 已知带长时，由上式可得中心距 : B A α1 θ d2 d1 D C 设计：潘存云 带长: 已知带长时，由上式可得中心距 : 带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上，而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。

带传动的张紧方法： 1.调整中心距 a a 调整螺钉 滑道式张紧装置 调整螺钉 摆架式张紧装置

带传动的张紧方法： 1.调整中心距 2.采用张紧轮 3.自动张紧 设计：潘存云 设计：潘存云 销轴 自动张紧装置 张紧轮

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； 4. 结构简单、成本低廉。 带传动的缺点： 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。

应用：两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传动），中小功率电机与工作机之间的动力传递。 V带传动应用最广，带速： v=5~25 m/s 传动比：i=7 效率： η≈ 0.9~0.95

为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。 §13-2 带传动的受力分析 为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。 n1 n2 静止时，带两边的初拉力相等： F1 = F2 = F0 从动轮 主动轮 n1 n2 松边 F0 F1 F2 F1 F2 设计：潘存云 设计：潘存云 紧边 传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等： F1 ≠ F2 F1↑ ，紧边 F2 ↓松边 设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等： F1 – F0 = F0 – F2 F0 = (F1 + F2 )/2

称 F1 - F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力： F = F1 - F2 且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系： dα 2 以平带为例，分析打滑时紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系。 F2 F α 取一小段弧进行分析：参数如图 正压力：dFN 摩擦力： f dFN dl f dFN 两端的拉力：F 和F+dF dFN dα 设计：潘存云 力平衡条件：忽略离心力, 水平、垂直力分别平衡 F+dF F1

由力平衡条件： 积分得： 紧边和松边的拉力之比为： →绕性体摩擦的基本公式

f ’-----当量摩擦系数, f ’ >f 联立求解： F=F1 - F2 f↑ α↑ 分析： → F ↑ ∵ α1< α2 用α1 → α V带传动与平皮带传动初拉力相等时，它们的法向力则不同。 FQ FN FQ 平带的极限摩擦力为: FN f = FQ f φ 设计：潘存云 φ 设计：潘存云 FN/2 FN/2 则V带的极限摩擦力为 ： FN=FQ FN=FQ/sin(φ/2) f ’-----当量摩擦系数, f ’ >f

在相同条件下 ，V带能传递较大的功率。 或在传递功率相同时，V带传动的结构更为紧凑。 用 f ’ 代替 f 后，得以下计算公式：

§13-3 带的应力分析 1.紧边和松边拉力产生的拉应力 紧边拉应力： A为带的横截面积 松边拉应力： 2.离心力产生的拉应力 r §13-3 带的应力分析 1.紧边和松边拉力产生的拉应力 带工作时应力由三部分组成 紧边拉应力： A为带的横截面积 松边拉应力： F2 2.离心力产生的拉应力 dα dl r 带在微弧段上产生的离心力： dFNc 设计：潘存云 F1

离心力 FNc在微弧段两端会产生拉力 Fc。 由力平衡条件得： 往x轴投影 dα 2 Fc F2 dα dl r dFNc 离心力只发生在带作圆周运动的部分，但由此引起的拉力确作用在带的全长。 设计：潘存云 离心拉应力： F1

3.弯曲应力当带绕过带轮时，因为弯曲而产生弯曲应力 V带的节线 设y为带的中心层到最外层的垂直距离； y E为带的弹性模量；d为带轮直径。 由材料力学公式得 弯曲应力为: d V带轮的基准圆 设计：潘存云 4. 应力分布及最大应力 最大应力σmax出现在紧边与小轮的接触处。 δ2 δb1 δb2 弯曲应力 α2 n1 n2 α1 设计：潘存云 离心应力 δmax δ1 拉应力

5. 作用在轴上的力 由力平衡条件得静止时轴上的压力为： F0 α 1 FQ FQ 设计：潘存云 设计：潘存云 F0 α1 2 F0

§13-4 带传动的弹性滑动和传动比 设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为： 松边： 紧边： ∵ F1 > F2 §13-4 带传动的弹性滑动和传动比 设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为： 紧边： 松边： F2 ∵ F1 > F2 ∴ ε1 > ε2 从动轮 n2 主动轮 n1 设计：潘存云 带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使带速落后于轮速。 F1 带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带速超前于轮速。 这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。 总有：v2 < v1

为滑动率。 定义： 得从动轮的转速： 带传动的传动比： V带传动的滑动率ε=0.01~0.02，一般可忽略不计。

§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。 节线 节面：全部节线构成的面。 包布 顶胶 抗拉体 帘布芯结构 绳芯结构 节面 底胶 设计：潘存云

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。 φ =40˚，h/bd =0.7的V带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。 型 号 O A B C D E F 顶宽b 10 13 17 22 32 38 50 节宽 bd 8.5 11 14 19 27 32 42 高度 h 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30 楔角φ 每米质量q（kq/m） 0.06 0.01 0.17 0.30 0.62 0.90 1.52 表13-1 普通V带的截面尺寸（GB11544-89） 40 ˚ b bd h φ 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 bd 设计：潘存云 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 。标准长度系列详见下页表13-2 ，P202

表13-2 普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92） 224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91 250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93 280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07 355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97 400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02 450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04 500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07 560 0.82 5600 1.09 630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15 800 0.90 0.85 8000 1.18 900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.23 1120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 12500 1400 1.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.83 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86 Ld / mm Y　 Z 　Ａ 　Ｂ　Ｃ Ld / mm Ｚ Ａ Ｂ 　Ｃ 基准长度 　　　　 KL　　　　　　 　基准长度　　　 KL 表13-2 普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92） 200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88

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1.5~2.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。 φ =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1.5~2.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。 型 号 宽度b(mm) 高度 h(mm) 3 v 9.5 (3/8英寸) 8 A , B型 5 V 16.0(5/8英寸) 13.5 B, C , D型 8 V 25.4(1英寸) 23 D, E, F型 窄V带的结构及截面尺寸 可替代的 普通V带 b h 40˚ 设计：潘存云

在 α=π，Ld为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下计算所得 P0 称为单根带的基本额定功率。详见下页表13-3 教材P203。 二、单根普通V带的许用功率 带载带轮上打滑或发生脱层、撕裂、拉断等疲劳损坏时，就不能传递动力。因此带传动的设计依据是保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。 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： σmax =σ1 +σb + σc ≤[σ] σ1 =[σ] -σb - σc 代入得： 在 α=π，Ld为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下计算所得 P0 称为单根带的基本额定功率。详见下页表13-3 教材P203。

（包角α=π 、特定基准长度、载荷平稳时） 设计：潘存云 200 400 800 950 1200 1450 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 5000 6000 小带轮基准直径 d1/ mm 表13-3 单根普通V带的基本额定功率 （包角α=π 、特定基准长度、载荷平稳时） 型 号 Z A B C 50 0.04 0.06 0.10 0.12 0.14 0.16 0.17 0.19 0.20 0.22 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.31 56 0.04 0.06 0.12 0.14 0.17 0.19 0.20 0.23 0.25 0.30 0.33 0.35 0.37 0.39 0.41 0.40 … … … … … … … … … … … … … … … … … 90 0.10 0.14 0.24 0.28 0.33 0.36 0.40 0.44 0.48 0.54 0.60 0.64 0.68 0.72 0.73 0.56 75 0.15 0.26 0.45 0.51 0.60 0.68 0.73 0.79 0.84 0.92 1.00 1.04 1.08 1.09 1.0 0.80 90 0.22 0.39 0.68 0.77 0.93 1.07 1.15 1.25 1.34 1.50 1.64 1.75 1.83 1.87 1.82 1.5 180 0.59 1.09 1.97 2.27 2.74 3.16 3.40 3.67 3.93 4.32 4.54 4.58 4.40 4.00 1.81 125 0.48 0.84 1.44 1.64 1.93 2.19 2.33 2.50 2.64 2.85 2.96 2.94 2.80 2.51 1.09 140 0.59 1.05 1.82 2.08 2.47 2.82 3.00 3.23 3.42 3.70 3.85 3.83 3.63 3.24 1.29 … … … … … … … … … … … … … … … … 280 1.58 2.89 5.13 5.85 6.90 7.76 8.13 8.46 8.60 8.22 6.80 4.26 小带轮转速 n1/( r/ min) 200 1.39 2.41 4.07 4.58 5.29 5.84 6.07 6.28 6.34 6.02 5.01 3.23 224 1.70 2.99 5.12 5.78 6.71 7.45 7.75 8.00 8.06 7.57 6.08 3.57 … … … … … … … … … … … … … 450 4.51 8.20 13.8 15.23 16.59 16.47 15.57 13.29 9.64

实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正。修正结果称为许用功率[P0] KL —长度系数； 考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响，见下页表13—2。

表13-2 普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92） 设计：潘存云 224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91 250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93 280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07 355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97 400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02 450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04 500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07 560 0.82 5600 1.09 630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15 800 0.90 0.85 8000 1.18 900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.23 1120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 12500 1400 1.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.83 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86 Ld / mm Y　 Z 　Ａ 　Ｂ　Ｃ Ld / mm Ｚ Ａ Ｂ 　Ｃ 基准长度 　　　　 KL　　　　　　 　基准长度　　　 KL 表13-2 普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92） 200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88

实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正。修正结果称为许用功率[P0] KL —长度系数； ∆[P0]--功率增量； 考虑在i≠1，带在大轮上的弯曲应力较小，故在寿命相同的情况下，可增大传递功率，取值详见表13-4

表13-4 单根普通V带额定功率的增量∆P0 Z A B C 传 动 比 i ≥ 2.0 型号 小带轮转速 n1 设计：潘存云 1.00~ 1.02~ 1.05~ 1.09~ 1.13~ 1.19~ 1.25~ 1.35~ 1.52~ 1.01 1.04 1.08 1.12 1.18 1.24 1.43 1.51 1.99 小带轮转速 n1 表13-4 单根普通V带额定功率的增量∆P0 型号 Z A B C 400 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 … … … … … … … … … … … 传 动 比 i ≥ 2.0 730 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 2800 0.00 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.04 0.04 0.04 400 0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 730 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 2800 0.00 0.04 0.08 0.11 0.15 0.19 0.23 0.26 0.30 0.34 400 0.00 0.01 0.03 0.04 0.06 0.07 0.08 0.10 0.11 0.13 730 0.00 0.02 0.05 0.07 0.10 0.12 0.15 0.17 0.20 0.23 2800 0.00 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49 0.59 0.60 0.70 0.89 400 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.23 0.27 0.31 0.35 730 0.00 0.07 0.14 0.21 0.27 0.34 0.41 0.48 0.55 0.62 2800 0.00 0.27 0.55 0.82 1.10 1.37 1.64 1.92 2.19 2.47 设计：潘存云

实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正。修正结果称为许用功率[P0] KL —长度系数； ∆[P0]--功率增量； Kα —包角系数。 考虑α≠180˚时对传动能力的影响，见表13—5 表13-5 包角修正系数 包角α1 180˚ 170˚ 160˚ 150˚ 140˚ 130˚ 120˚ 110˚ 100˚ 90˚ Kα 1.0 0.98 0.95 0.92 0.89 0.86 0.82 0.78 0.74 0.69

实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正。修正结果称为许用功率[P0] KL —长度系数； ∆[P0]--功率增量； Kα —包角系数。 三、普通V带的型号和根数的确定 计算功率： KA ---工作情况系数 详下页见表13-6 P205

表13-6 工作情况系数 原 动 机 载荷性质 工 作 机 每天工作小时数 / h 设计：潘存云 表13-6 工作情况系数 载荷性质 载荷变动很小 载荷变动小 载荷变动较大 载荷变动很大 工 作 机 原 动 机 电动机（交流启动、三角启动、直流并励）、四缸以上内燃机 电动机（联机交流启动、直流复励或串励）、四缸以下内燃机 液体搅拌机、通风机和鼓风机、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机。 每天工作小时数 / h <10 10~16 >16 <10 10~16 >16 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 带式输送机、旋转式水泵和压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、旋转筛、木工机械。 制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、冲剪机床、橡胶机械、振动筛、纺织机械等。 破碎机（旋转式、颚式）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）。 设计：潘存云

实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正。修正结果称为许用功率[P0] KL —长度系数； ∆[P0]--功率增量； Kα —包角系数。 三、普通V带的型号和根数的确定 计算功率： KA ---工作情况系数 型号的确定: 根据Pc和小带轮的转速n1，由选型图确定。

普通V带选型图 Z A B C D E 5000 4000 3000 小带轮的转速 2500 2000 d1=50~71 1600 1250 设计：潘存云 3000 5000 2000 1600 4000 200 800 500 100 400 300 1000 小带轮的转速 n1 ( r / min) 1250 2500 0.8 1 1.25 2 3.15 4 5 8 10 16 20 30 40 50 63 80 100 200 250 普通V带选型图 Z A B C D E d1=50~71 d1=80~100 d1=112~140 d1=125~140 d1=160~200 d1=200~315 d1=355~400 d1=450~500 设计：潘存云

实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正。修正结果称为许用功率[P0] KL —长度系数； ∆[P0]--功率增量； Kα —包角系数。 三、普通V带的型号和根数的确定 计算功率： KA ---工作情况系数 型号的确定: 根据Pc和小带轮的转速n1，由选型图确定。 根数的确定:

带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低。应取：d1>dmin 四、主要参数的选择 1.带轮直径与带速 带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低。应取：d1>dmin 型 号 Y Z A B C D E dmin 20 50 75 125 200 315 500 表13--7 带轮的最小直径dmin 大带轮的直径d2： d1 、d2：必须符合带轮的基准直径系列： 20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 425 475 500 530 560 630 670 710 750 800 900 1000

带速： 一般应使v在5~25m/s的范围内。 2.中心距、带长和包角 推荐范围：0.7(d1+d2)< a0< 2(d1+d2) 初定V带基准长度： 根据L0由表13-2选取接近的基准长度Ld，然后计算中心距： 中心距变动范围为：考虑带传动的安装、调整和V带张紧的需要。 (a-0.015Ld)~ (a +0.015Ld)

一般应使α1≥120˚ ,否则可加大中心距或增加张紧轮。 小轮包角： 一般应使α1≥120˚ ,否则可加大中心距或增加张紧轮。 3.初拉力 保持适当的初拉力是带传动工作的首要条件。初拉力不足，会出现打滑，初拉力过大将增大轴和轴承上的压力，并降低带的寿命。 计算公式： 其中：Pc为计算功率； z为V带根数； v为带速； q为V带每米长的质量； ka为包角修正系数。 设计带传动的原始数据是：传动用途、载荷性质、传递功率、带轮转速以及对传动的外廓尺寸的要求等。 设计带传动的主要任务是：选择合理的传动参数、确 定V带型号、长度和根数；确定带轮材料、结构和尺寸。

带传动设计的步骤: 1.求计算功率； 2.选择普通V带型号； 3.求带轮的基准直径d1 、d2 ； 4.验算带速 ； 5.求V带的基准长度Ld和中心距a； 6.验算小带轮的包角； 7.求V带根数z； 8.求作用在带轮轴上的压力FQ； 9.带轮的结构设计。

§13-6 V带轮的结构 带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。 实心式----直径小； 带轮的结构 实心式 d0 d H L 设计：潘存云 实心式

§13-6 V带轮的结构 带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。 实心式----直径小； 带轮的结构 腹板式----中等直径； d 设计：潘存云 S1 斜度1：25 S S2 dr dk dh d da L B 设计：潘存云 dh = (1.8～2)ds d0=( dh +dr) /2 dr = de -2(H+σ) H σ见图13 - 8 s= (0.2 ～0.3) B s1≥1.5s s2≥0.5s 腹板式一

§13-6 V带轮的结构 带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。 实心式----直径小； 带轮的结构 腹板式----中等直径； d 设计：潘存云 斜度1：25 S2 dr dk dh d da B S L 设计：潘存云 dh = (1.8～2)ds d0=( dh +dr) /2 dr = de -2(H+σ) H σ见图13 - 8 s= (0.2 ～0.3) B s2≥0.5s 腹板式二

§13-6 V带轮的结构 带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。 实心式----直径小； 带轮的结构 腹板式----中等直径； 轮辐式----d>350 mm； h2 dr dk dh a1 L 斜度1：25 d da B h1 设计：潘存云 设计：潘存云 h2 =0.8 h1 a1 = 0.4 h1 a2 = 0.8 a1 f1≥0.2 h1 f2≥ 0.2 h2 P nA 3 h1 =290 P功率 n转速 A轮幅数

表13-8 普通V带轮的轮槽尺寸 e 8±0.3 12±0.3 15±0.3 19±0.4 25.5±0.5 槽 型 Y Z A B C f 1.6 6.3 φ H δ e b0 bd B h1 ha d da e 8±0.3 12±0.3 15±0.3 19±0.4 25.5±0.5 槽 型 Y Z A B C bd 5.3 8.5 11 14 19 hamin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 famin 6 7 9 11.5 16 hfmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 δmin 5 5.5 6 7.5 10 ≤ 60 ---- ---- ---- ---- --- ≤ 80 ≤ 118 ≤ 190 ≤ 315 ≥60 ---- ---- ---- ---- --- > 80 > 118 >190 > 315 对应的d 32 34 36 38 φ( ˚ ) 表13-8 普通V带轮的轮槽尺寸 设计：潘存云 设计：潘存云

§13-7 同步带传动简介 组成：同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。 §13-7 同步带传动简介 pb 节距 组成：同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。 节线 节园 结构特点：横截面为矩形，带面具有等距横向齿的环形传动带，带轮轮面也制成相应的齿形。 设计：潘存云 传动特点：靠带齿与轮齿之间的啮合 实现传动，两者无相对滑动，而使圆 周速度同步，故称为同步带传动。Pb重要参数 优点：1.传动比恒定； 2.结构紧凑； 3.由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40 m/s，传动比可达10，传递功率可达200 KW； 4.效率高，高达0.98。 缺点：成本高；对制造和安装要求高。

§13-8 链传动的特点和应用 组成：链轮、环形链条 作用：链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同 向传动。 设计：潘存云 设计：潘存云

特点：与带传动相比 1. 链轮传动没有弹性滑动和打滑， 能保持准确的平均传动比； 2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承 的摩擦损失 ； 3.结构紧凑； 4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；与传齿轮动相比 5.制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单； 缺点： 瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性 较差，有一定的冲击和噪声。 应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机 床及摩托车中。

工作范围：传动比： i ≤8; 中心距： a ≤5~6 m; 传递功率： P ≤100 KW; 圆周速度： v ≤15 m/s; 传动效率： η ≈0.95~0.98

§13-9 链条和链轮 一、 链条 滚子链 类型 齿形链 滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。 销轴 滚子 套筒 内链板 外链板 §13-9 链条和链轮 一、 链条 滚子链 类型 齿形链 滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。 套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合 销轴 内链板紧压在套筒两端，称为内链节 。 滚子 销轴与外链板铆牢，分别称为内外链节。 内外链节构成一个铰链。当链条啮入啮出时，内外链节作相对转动。同时滚子沿链轮链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均做成8字形，以减轻重量，并保持各横截面的强度大致相等 设计：潘存云 套筒 内链板 设计：潘存云 外链板

碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。 套筒滚子链的剖面结构： 滚子 套筒 销轴 内链板 外链板 链条材料： 碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。

节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。 p 越大， 链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。 结构类型：单排链和多排链。 滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是A系列. p pt 设计：潘存云 设计：潘存云 p 双排滚子链 设计：潘存云

设计：潘存云 链 号 08A 12.70 14.38 7.95 13800 0.60 表13—9 A系列滚子链的主要参数 节距P 排距pt 滚子外径d1 极限载荷Q(单排) 每米长质量q(单排) mm mm mm N kg/m 10A 15.875 18.11 10.16 21800 1.00 12A 19.05 22.78 11.91 31100 1.00 16A 25.40 29.29 15.88 55600 2.60 20A 31.75 35.76 19.05 86700 3.80 24A 38.10 45.44 22.23 124600 5.60 28A 44.45 48.87 25.40 169000 7.50 32A 50.80 58.55 28.58 222400 10.10 40A 63.50 71.55 39.68 347000 16.10 48A 76.20 87.83 47.63 500400 22.60 设计：潘存云

链条长度以链节数表示。链节数最好取偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接。 若链节数为奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。 过渡链节 设计：潘存云 设计：潘存云

优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承 受冲击载荷的能力高。 齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。 优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承 受冲击载荷的能力高。 缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。 应用场合：多应用于高速（链速可达40 m/s）或运动 精度要求较高的场合。 p O 60˚ 设计：潘存云 直边 齿形链板的两侧是直边，工作时链板的侧边与链轮齿廓相啮合。链板的成形孔内装入棱柱，两棱柱相互滚动，可减小摩擦和磨损。

αmin 、αmax df=d-d1 二、 链轮 标准参数： 齿面圆弧半径：re 齿沟圆弧半径： ri 齿沟角：α 国标规定最大值和最小值： 二、 链轮 各种链轮的实际断面齿形介于最大最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计具有很大的灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如地进入或推出啮合，并便于加工。 标准参数： 齿面圆弧半径：re 齿沟圆弧半径： ri αmin 、αmax 齿沟角：α 国标规定最大值和最小值： 链轮的节距：p ----弦长 p d1 链轮主要尺寸计算公式： 分度圆直径： 360˚ Z re α da ri d df 设计：潘存云 齿顶圆直径： 齿根圆直径： df=d-d1 滚子链链轮的参数

端面齿形 ：三圆弧一直线 r2 d r3 c r1 b a 180˚ Z d 滚子链链轮端面齿形 这种三圆弧一直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围，且具有较好的啮合性能，并便于加工。 端面齿形 ：三圆弧一直线 r2 b d c r3 r1 a d 180˚ Z 设计：潘存云 滚子链链轮端面齿形

零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。 材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。 齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。 轴面齿形 ：圆弧+直线 便于进入或退出啮合 b g (h) r5 b B2 B3 pt r5 r4 直线 设计：潘存云 设计：潘存云 单排链轮 轴面齿形 多排链轮 轴面齿形 指采用标准刀具加工 零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。 材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。 齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。

实心式----小直径 链轮的结构 设计：潘存云 设计：潘存云

实心式----小直径 孔板式----中等直径 链轮的结构 孔板式----中等直径 设计：潘存云

实心式----小直径 孔板式----中等直径 链轮的结构 孔板式----中等直径 组合式----大直径，齿圈可更换。 设计：潘存云 设计：潘存云

§13-10 链传动的运动分析和受力分析 一、链传动的运动分析 链条的平均线速度： 平均传动比为： 分度圆瞬时线速度： §13-10 链传动的运动分析和受力分析 链条进入链轮后形成折线，因此链传动相当于一对多边形轮之间的传动。 一、链传动的运动分析 链条的平均线速度： ν A B 平均传动比为： θ d1 d1 2 ω1 θ 180˚ z1 180˚ z1 分度圆瞬时线速度： 设计：潘存云 链条的瞬时线速度沿AB方向， 其大小为： ω1 θ为相位角： 变化范围 链轮每转过一齿，链速时快时慢变化一次。由此可知，当链轮等速回转时，瞬时链速和顺时传动比都作周期性变化。

链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为： 链传动在工作时，产生振动和动载荷！ 速度不均匀系数： B A ν d1 ω1 θ d1 θ ω1 2 也作周期性变化，从而使链条上下抖动。由于链速是变化的， θ d1 d1 2 ω1 θ 180˚ z1 180˚ z1 链传动在工作时，产生振动和动载荷！ 设计：潘存云 速度不均匀系数： ω1 Z1 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 15 20 25 30 35 40 45 δ (%) 链速不均匀系数变化曲线

为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应: 适当张紧 圆周拉力: F = 1000P/ v N ---有效拉力 作用在链上的力有： 二、链传动的受力分析 为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应: 适当张紧 圆周拉力: F = 1000P/ v N ---有效拉力 作用在链上的力有： 离心拉力: Fc= qv2 N q为米长质量 Fy=Kyqga N 悬垂拉力: a--为中心距， g-- 为重力加速度， Ky为下垂量y=0.02a时的垂度系数。其值与链轮中心线与水平夹角有关 β=90˚ Ky= 1 β=75˚ Ky= 2.5 β=60˚ Ky= 4 β=30˚ Ky= 6 β=0˚ Ky= 7 F1 n1 n2 紧边拉力为： F1 = F + Fc + Fy N β 设计：潘存云 y 松边拉力为： F2 F2 = Fc + Fy N

因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。 §13-11 链传动的主要参数及其选择 因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。 一、链轮的齿数 表 13-10 小链轮的齿数z1 链速 v m/s 0.63~3 3~8 ≥ 8 齿数z1 ≥ 17 ≥ 21 ≥ 25 P+∆p 大链轮的齿数: z2 =i z1 链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向齿顶移动。 ∆p与∆d’ 之间的关系： 节距增长量 , 节圆外移量 d’ 180˚ z d分度圆直径 d’+∆d’ p 设计：潘存云 ∆p一定时: z ↑ → ∆d’ ↑ → 越容易发生跳齿和脱链现象。 一般取： z2 ≤ 120 一般链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数， 以使磨损均匀。

二、链的节距 。 节距越大，啮合瞬间的冲击也越大。 高速重载时，应选用小节距多排链。 三、中心距 α ↓ →同时啮合的齿数↓ a 过小→ p 二、链的节距　。 链的节距越大，其承载能力越高。根据相对原理，当链轮以ω运动时，链节以－ω进入轮齿而产生冲击。 -ω 节距越大，啮合瞬间的冲击也越大。 d1 高速重载时，应选用小节距多排链。 三、中心距　 设计：潘存云 α ↓ →同时啮合的齿数↓ a 过小→ ω a 过大→ 链条容易抖动。 一般取： a=(30~50)p amax= 80p 链条节数： 计算结果应圆整， 并取偶数！ 按带传动公式导出此式 中心距：　 为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。 若中心距不能调整，而又没有张紧装置时，应将计算中心距减小2~5mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。

§13-12 滚子链传动的计算 一、失效形式 1.链板疲劳破坏； 2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏； 3.销轴与套筒铰链的胶合； §13-12 滚子链传动的计算 一、失效形式 极限功率曲线 n1 P 实际使用区域 1.链板疲劳破坏； 1 2 3 2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏； 3.销轴与套筒铰链的胶合； 4 4.链条铰链磨损； 密封润滑不良 设计：潘存云 5.过载拉断。 其极限功率急剧下降； 二、功率曲线图 对应每种失效形式，可得出一个极限功率表达式。常用线图表示。 曲线1--正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率； 曲线2--链板疲劳强度限定的极限功率； 曲线3--滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率； 曲线4--铰链胶合限定的极限功率； 其极限功率急剧下降；

48A 40A 单排A 32A 28A 系列滚子链的功率曲线 24A 20A 16A 12A 10A 08A 功率 p0(kw) 0.1 0.15 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.5 2 4 6 8 10 15 20 40 60 80 100 150 200 300 功率 p0(kw) 10 15 20 40 60 80 100 150 200 400 600 800 1000 1500 2000 4000 6000 小链轮转速n1(r/min) 链号 节距 08A 12.7 10A 15.875 12A 19.05 16A 25.4 20A 31.75 24A 38.1 28A 44.45 32A 50.8 40A 63.5 48A 76.2 48A 40A 32A 28A 24A 20A 单排A 系列滚子链的功率曲线 16A 12A 10A 08A 设计：潘存云

上述功率曲线的特定条件: 1.两轮共面; 2. 小链轮的齿数z1=19 3. 链节数 Lp=100 4.载荷平稳; 5. 按推荐的润滑方式 6. 工作寿命为15000 h 7. 链条因磨损而引起的相对伸长量≤3% Ш—油浴或 飞溅润滑 Ш Ⅳ—压力喷 油滑润 Ⅳ Ι—人工定期润滑 Ι Π—滴油润滑 Π 推荐的润滑方式 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 5 6 8 10 20 链速v(m/s) 50.8 44.45 38.1 31.75 25.4 19.05 15.875 12.7 链 节 距p(mm) 设计：潘存云 当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将P0值降低。 链速 v m/s ≤1.5 v>7 而又润滑不当 P0降低 50% 传动不可靠！ 1.5 ~ 7 25%

位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳） 三、链传动的计算 当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正： 许用功率： 表 13-11 修正系数kz和kL 小链轮齿数系数Kz 位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳） 链长系数KL 位 置 位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳） 19 z1 1.08 19 z1 1.5 100 Lp 0.26 100 Lp 0.5 表 13-12 多排链系数km 排 数 1 2 3 4 5 6 Km 1.0 1.7 2.5 3.3 4.0 4.6

计算功率：Pc=KAP，KA为工作情况系数，P为名义功率。 链传动的设计准则： 计算功率：Pc=KAP，KA为工作情况系数，P为名义功率。 表 13-13 工作情况系数KA 载 荷 种 类 载 荷 平 稳 1.0 1.2 中 等 冲 击 1.3 1.4 较 大 冲 击 1.5 1.7 原 动 机 电动机或汽轮机 内 燃 机 当v ≤0.6 m/s时，链条的主要失效形式是拉断，设计时需验算静力强度安全系数： Q极限载荷，F1是紧边拉力，S是安全系数：S=4~8

§13-13 链传动的润滑和布置 一、 链传动的润滑 1. 人工给油； 2. 油杯滴油； 润滑方式 3. 油浴润滑、飞溅给油； §13-13 链传动的润滑和布置 一、 链传动的润滑 1. 人工给油； 2. 油杯滴油； 润滑方式 3. 油浴润滑、飞溅给油； 4. 用油泵强制润滑和冷却。 润滑油牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN48 环境温度高或载荷大取粘度高的，反之取低的。 设计：潘存云 甩油环 设计：潘存云 设计：潘存云

布置原则：链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方。 二、 链传动的布置 布置原则：链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方。 设计：潘存云 传动参数 正确布置 不正确布置 说 明 i>2 a =(30~50)p 两轮轴在同一水平面，紧边在上、在下均能正常工作。 表13-14 链传动的布置 设计：潘存云 i>2 a < 30p 两轮轴不在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后链条与链轮容易卡死。 设计：潘存云

表13-14 续 传动参数 正确布置 不正确布置 说 明 i < 1.5 a > 60p i 、a 为任意值 传动参数 正确布置 不正确布置 说 明 i < 1.5 a > 60p 两轮轴在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后松边与紧边相碰，须经常调整中心距。 表13-14 续 设计：潘存云 i 、a 为任意值 两轮轴在同一铅垂面内，下垂量增大会减少下链轮的有效啮合齿数，降低传动能力，为此应采用： 1)中心距可调； 2)设张紧装置； 3)上下两轮错开。 设计：潘存云

三、张紧装置 弹簧力 重力 调整位置 调整位置