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

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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
第13章 带传动和链传动 § 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。 § 带传动的受力分析 § 带的应力分析 § 带传动的弹性滑动和传动比 § 普通V带传动的计算 § V带轮的结构 § 同步带传动简介 § 链传动的特点和应用 § 链条和链轮 § 链传动的运动分析和受力分析 § 链传动的主要及其选择 § 滚子链传动的计算 § 链传动的润滑和布置

2 §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：
§ 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。

3 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。

4 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

5 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。

6 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

7 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

8 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。

9 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

10 为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。
§ 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

11 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

12 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

13 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

14 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：

15 §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
§ 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

16 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

17 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

18 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

19 §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
§ 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

20 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。

21 §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

22 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 节宽 bd 高度 h 楔角φ 每米质量q（kq/m） 表 普通V带的截面尺寸（GB ） 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

23 表13-2 普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）
Ld / mm Y　 Z 　Ａ 　Ｂ　Ｃ Ld / mm Ｚ Ａ Ｂ 　Ｃ 基准长度 　　　　 KL　　　　　　 　基准长度　　　 KL 表 普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T ）

24 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 (3/8英寸) A , B型 5 V (5/8英寸) B, C , D型 8 V (1英寸) 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

25 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。

26 （包角α=π 、特定基准长度、载荷平稳时）
设计：潘存云 小带轮基准直径 d1/ mm 表 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 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 小带轮转速 n1/( r/ min) … … … … … … … … … … … … …

27 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。

28 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 Ld / mm Y　 Z 　Ａ 　Ｂ　Ｃ Ld / mm Ｚ Ａ Ｂ 　Ｃ 基准长度 　　　　 KL　　　　　　 　基准长度　　　 KL 表 普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T ）

29 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

30 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~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 小带轮转速 n1 表 单根普通V带额定功率的增量∆P0 型号 Z A B C … … … … … … … … … … … 传 动 比 i ≥ 2.0 设计：潘存云

31 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 包角修正系数 包角α ˚ 170˚ 160˚ 150˚ 140˚ 130˚ 120˚ 110˚ 100˚ 90˚ Kα

32 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

33 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 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 < ~ > < ~16 >16 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

34 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。

35 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 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

36 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:

37 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 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：

38 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 Ld)

39 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。

40 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。

41 §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

42 §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

43 §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

44 §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

45 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 ± ± ± ± ±0.5 槽 型 Y Z A B C bd hamin famin hfmin δmin ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 315 ≥ > > > > 315 对应的d 32 34 36 38 φ( ˚ ) 表 普通V带轮的轮槽尺寸 设计：潘存云 设计：潘存云

46 §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。
§ 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。

47 § 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

48 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。

49 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

50 §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
§ 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

51 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。

52 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

53 设计：潘存云 链 号 08A 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 12A 16A 20A 24A 28A 32A 40A 48A 设计：潘存云

54 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

55 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。

56 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

57 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

58 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。

59 实心式----小直径 链轮的结构 设计：潘存云 设计：潘存云

60 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

61 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

62 §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：
§ 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。

63 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

64 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

65 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。
§ 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 小链轮的齿数z1 链速 v m/s ~ ~ ≥ 8 齿数z ≥ ≥ ≥ 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。

66 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。

67 §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；
§ 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；

68 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 10A 12A 16A 20A 24A 28A 32A 40A 48A 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

69 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%

70 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 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 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

71 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 工作情况系数KA 载 荷 种 类 载 荷 平 稳 中 等 冲 击 较 大 冲 击 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

72 §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；
§ 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

73 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 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

74 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 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

75 三、张紧装置 弹簧力 重力 调整位置 调整位置