§7.1帶傳動的類型和特點§7.2V帶和帶輪的結構§7.3帶傳動的工作能力分析§7.4V帶傳動的設計§7.5帶傳動的張緊、安裝與維護§7.6鏈傳動第7章帶傳動和鏈傳動知識目標1．掌握帶傳動、鏈傳動的類型、運動特點及其應用和維護；2．掌握帶傳動的基本設計計算方法。項目七

帶傳動和鏈傳動技能目標

1．能夠根據機構（部件）要實現的運動，選擇帶傳動的類型；2．能夠設計簡單的帶傳動，并使其能正常工作，不失效。項目七

帶傳動和鏈傳動生活中常見的帶傳動和鏈傳動7.1

帶傳動的類型和特點帶傳動一般是由主動輪、從動輪、緊套在兩輪上的傳動帶及機架組成。原動機轉動帶的傳動過程：主動輪轉動驅動主動輪從動輪轉動帶與輪的摩擦7.1

帶傳動的類型和特點7.1

帶傳動的類型和特點一、帶傳動的類型1.摩擦型帶傳動2.嚙合型帶傳動7.1

帶傳動的類型和特點7.1

帶傳動的類型和特點

(1)平帶傳動：[截面為扁平矩形，圖(a)，內表面與輪緣接觸為工作面，用于平行軸交叉和交錯軸的半交叉傳動]。

(3)多楔帶傳動：[是若干V帶的組合，可避免多根V帶長度不等，傳遞不均的缺點。圖(c)]

(2)V帶傳動：[截面為梯形，圖(b)，兩側面為工作面，能傳遞較大的載荷]。1摩擦型帶傳動

(4)圓形帶傳動：[截面為圓形，只用于小功率傳動]。(d)7.1

帶傳動的類型和特點2嚙合帶傳動

(1)同步帶傳動：利用帶的齒和帶輪上的齒相嚙合傳遞運動和動力，帶與帶輪間為嚙合傳動，沒有相對滑動，實現同步傳動。主要用于中小型功率要求速比準確的傳動中。

(2)齒孔帶傳動：利用帶上的孔和帶輪上的齒相嚙合傳遞運動和動力，同樣可實現同步傳動。7.1

帶傳動的類型和特點帶傳動的類型普通V帶傳動平帶傳動多楔帶傳動同步齒形帶傳動7.1

帶傳動的類型和特點演示帶傳動7.1

帶傳動的類型和特點7.1

帶傳動的類型和特點點擊小圖看運動圖

1.優點：有良好的彈性，能吸振緩沖，工作平穩，噪音小。過載時，帶在輪上打滑，能保護其它零件免遭損壞。能適應兩軸中心距較大的場合。結構簡單，制造容易、維護方便，成本低。7.1.2

帶傳動的特點和應用特點：7.1

帶傳動的類型和特點工作時有彈性滑動，傳動比不準確，不能用于要求傳動比精確的場合。外廓尺寸較大，不緊湊。轉動效率低，V帶傳動的效率一般η=0.94~0.96。帶的壽命較低，作用在軸上的力較大。由于帶與帶輪間的摩擦生電，可能產生火花，不宜用于易燃易爆的地方。2.主要缺點：7.1

帶傳動的類型和特點應用：

常應用于傳動比不要求準確、功率P<100kW、v=5~25m/s、傳動比i<5以及有過載保護的場合.7.1

帶傳動的類型和特點7.2.1普通V帶

標準普通V帶都制成無接頭的環形。其構造如圖所示。當V帶受彎曲時，帶中保持其原長度不變的周線稱為節線，由全部節線構成節面。帶的節面寬度稱為節寬（bp），節面的周長為帶的基準長度Ld。7.2

V帶和帶輪7.2

V帶和帶輪

普通V帶已標準化，其周線長度Ld為帶的基準長度。普通V帶的基準長度系列見教材表7-2。

普通V帶兩側楔角φ為40°，相對高度約為0.7bp

，并按其截面尺寸的不同將其分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。普通V帶橫截面尺寸（單位：㎜）型號YZABCDE頂寬b6101317223238

節寬bp5.38.51114192732高度h4.06.08.011141925

楔角φ40°每米質量q（kg/m）0.040.060.100.170.300.600.877.2

V帶和帶輪普通V帶和窄V帶的標記由帶型、基準長度和標記號組成，見如下示例：A－1400GB11544－89國標代號基準長度v帶型號7.2

V帶和帶輪

帶傳動一般安裝在傳動系統的高速級，帶輪的轉速較高，故要求帶輪要有足夠的強度。帶輪常用灰鑄鐵鑄造，有時也采用鑄鋼、鋁合金或非金屬材料。當帶輪圓周速度v≤25m/s時，采用HT150；當v=25～30m/s時，采用HT200；當v>35m/s時，可采用球墨鑄鐵或鑄鋼等高強度材料，也可采用鋼板沖壓后焊接帶輪；傳遞功率較小時，帶輪材料可采用鑄鋁或工程塑料。1、V帶輪的材料

7.2.2

普通V帶輪的結構7.2

V帶和帶輪S型-實心帶輪P型-腹板帶輪2.帶輪的結構帶輪的結構一般由輪緣、輪轂、輪輻三部分組成。7.2

V帶和帶輪

輪緣是帶輪具有輪槽的部分。輪槽的形狀和尺寸與相應型號的帶截面尺寸相適應。并規定梯形輪槽的槽角φ為32°、34°、36°和38°四種，都小于V帶兩側面的夾角40°。這是為了使膠帶能緊貼輪槽兩側。帶輪的基準直徑是指與所配用V帶的節寬相對應的帶輪直徑，以bd表示。7.2

V帶和帶輪1.V帶輪槽尺寸標準7.2

V帶和帶輪普通V帶輪的輪槽尺寸槽型YZABCbd5.38.5111419hamin1.62.02.753.54.8e812151925.5

fmin67911.516hfmin4.77.08.710.814.3δmin55.567.510φ32°相應的基準直徑d≤60－－－－34°－≤80≤118≤190≤31536°＞60－－－－38°－＞80＞118＞190＞315注：δmin是輪緣最小壁厚推薦值7.2

V帶和帶輪

對Ｖ帶輪的設計要求是質量小、工藝性好、質量分布均勻、內應力小、高速應經動平衡，工作面應精細加工。V帶輪的設計主要是根據帶輪的基準直徑選擇結構形式，根據帶的型號確定輪槽尺寸。帶輪直徑dd≤（2.5～3)d0(d0為輪軸直徑，單位為mm）時，采用實心式；帶輪直徑dd≤300mm時，采用腹板式。當dd-d1≥100mm時，可采用孔板式帶輪。帶輪直徑dd>300mm時，采用輻輪式7.2

V帶和帶輪一、受力分析安裝時，帶必須以一定的初拉力張緊在帶輪上FfFfF1帶工作前：帶工作時：F0F0此時，帶只受初拉力F0作用n2n1F2F2松邊－退出主動輪的一邊緊邊－進入主動輪的一邊由于摩擦力的作用：緊邊拉力--由F0

增加到F1；松邊拉力--由F0

減小到F2

。Ff

－帶輪作用于帶的摩擦力7.3帶傳動的工作能力分析F－

有效拉力，即圓周力

帶是彈性體，工作后可認為其總長度不變，則：緊邊拉伸增量＝松邊拉伸減量緊邊拉力增量＝松邊拉力減量因此：F1

＝F0

＋△FF2

＝F0

－△FF0

＝(F1

＋F2)/2F1

＝F0

＋F/2F2

＝F0

－F/2由F=F1

–F2，得：帶所傳遞的功率為：v

為帶速P增大時，所需的F(即Ff

)加大。但Ff

不可能無限增大。F1F2FfF=Ff

=F1

–F2

＝△F

f為摩擦系數；α為帶輪包角當Ff

達到極限值Fflim

時，帶傳動處于即將打滑的臨界狀態。此時，

F1

達到最大，而F2

達到最小。帶傳動即將打滑時，可推出古典的柔韌體摩擦歐拉公式：二、歐拉（Euler）公式歐拉公式反映了帶傳動喪失工作能力之前，緊、松邊拉力的最大比值那么：F

=F1–F2

＝F1(1－1/efα)F－此時為不打滑時的最大有效拉力，將F1

＝F0

＋F/2代入上式：正常工作時，有效拉力不能超過此值整理后得：影響最大有效拉力F

的幾個因素：初拉力F0

：F與F0成正比，增大F0有利于提高帶的傳動能力，避免打滑。但F0

過大，將使帶發熱和磨損加劇，從而縮短帶的壽命。包角α

：帶所能傳遞的圓周力增加，傳動

α↑↑,→F能力增強，故應保證小帶輪的包角α1足夠大。這一要求限制了最大傳動比i和最小中心距a。

i↑→α1↓;

a↓→α1↓因為：摩擦系數f

：

f↑↑,→F傳動能力增加對于V帶，應采用當量摩擦系數fv計算受力及運動分析當包角α

＝180°時：由此可見：相同條件下，V帶的傳動能力強于平帶V帶—平帶—7.3帶傳動的工作能力分析三、帶傳動的應力分析工作時，帶橫截面上的應力由三部分組成：由緊邊和松邊拉力F1

、F2產生的拉應力；由離心力產生的離心應力；由彎曲產生的彎曲應力。7.3帶傳動的工作能力分析帶橫截面的應力為三部分應力之和。各剖面的應力分布最大應力發生在緊邊開始進入小帶輪處:由此可知，帶受變應力作用，這將使帶產生疲勞破壞。σcσ1σ2σb1σb2σmax7.3帶傳動的工作能力分析三、彈性滑動和滑動率帶傳動在工作時，從緊邊到松邊，傳動帶所受的拉力是變化的，因此帶的彈性變形也是變化的。帶傳動中因帶的彈性變形變化所導致的帶與帶輪之間的相對運動，稱為彈性滑動。彈性滑動引起的不良后果：●使從動輪的圓周速度低于主動輪，即v2<v1；●產生摩擦功率損失，降低了傳動效率；●引起帶的磨損，并使帶溫度升高。2、傳動比滑動率ε—彈性滑動引起的從動輪圓周速度的相對降低量傳動比：ε反映了彈性滑動的大小，ε

隨載荷的改變而改變。載荷越大，ε越大，傳動比的變化越大。對于V帶：ε≈0.01~0.02粗略計算時可忽略不計

若帶的工作載荷進一步加大，有效圓周力達到臨界值Fec后，則帶與帶輪間會發生顯著的相對滑動，即產生打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動輪轉速急速降低，帶傳動失效，這種情況應當避免。但彈性滑動無法避免。7.4V帶傳動的設計8.4.1

帶傳動的失效形式和設計準則帶傳動的主要失效形式是打滑和傳動帶的疲勞破壞。

帶傳動的設計準則：在傳遞規定功率是不打滑，同時具有足夠的疲勞強度和一定的使用壽命。8.4.2單根V帶的基本額定功率

帶傳動的承載能力取決于傳動帶的材質、結構、長度，帶傳動的轉速、包角和載荷特性等因素。單根V帶的基本額定功率P0是根據特定的實驗和分析確定的。實驗條件：傳動比i=1、包角α＝180°、特定長度、平穩的工作載荷。8.4.2V帶的設計步驟和方法設計的已知條件為：傳動的工作情況，功率P，轉速n1、n2（或傳動比i）以及空間尺寸要求設計內容：確定V帶的型號、長度L和根數Z、傳動中心距a及帶輪基準直徑，畫出帶輪零件圖等。1.確定計算功率式中：

傳遞的名義功率（如電動機的額定功率，）；

工作情況系數7.4V帶傳動的設計工作情況系數KA工作情況KA軟啟動硬啟動每天工作小時數/h＜1010～16＞16＜1010～16＞16載荷變動微小離心式水泵和壓縮機、輕型輸送機等1.01.11.21.11.21.3載荷變動小壓縮機、發電機、金屬切削機床、印刷機、木工機械等1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大制磚機、斗式提升機、起重機、沖剪機床、紡織機械、橡膠機械、重載輸送機、磨粉機等1.21.31.41.41.51.6載荷變動大破碎機、摩碎機等1.31.41.51.51.61.87.4V帶傳動的設計2.選擇V帶的型號

根據計算功率Pc和主動輪（通常是小帶輪）轉速n1

由右圖選擇V帶型號。

當所選取得結果在兩種型號的分界線附近，可以兩種型號同時計算，最后從中選擇較好的方案點擊小圖看大圖7.4V帶傳動的設計3.確定帶輪基準直徑

dd帶輪直徑小可使傳動結構緊湊，但另一方面彎曲應力大大，使帶的壽命降低。設計時應取小帶輪的基準直徑dd1≥ddmin，ddmin

的值查表7-6忽略彈性滑動的影響，dd2=dd1?n1/n2，dd1、dd2宜取標準值7.4V帶傳動的設計4.驗算帶速離心力增大，帶輪間摩擦力減小，容易打滑帶速不宜過高(5m/s~30m/s)，否則單位時間內繞過帶輪的次數也增多，降低傳動帶的工作壽命帶速不宜過低，否則當傳遞功率一定時，傳遞的圓周力增大，帶的根數增多7.4V帶傳動的設計5.初定中心距a和基準帶長Ld

按下式初步確定中心距a0初選a0后，可根據下式計算v帶的初選長度L07.4V帶傳動的設計

根據初選長度L0，由表7-2選取與相近的基準長度Ld作為所選帶的長度，然后就可以計算出實際中心距a，即

考慮到安裝調整和帶松弛后張緊的需要，應給中心距留出一定的調整余量。中心距的變動范圍為

7.4V帶傳動的設計6.驗算小帶輪包角

小帶輪包角可按下式計算

一般要求，否則應適當增大中心距或減小傳動比，也可以加張緊輪。

7.確定V帶根數Z

帶的根數應取整數。為使各帶受力均勻，根數不宜過多，一般應滿足z<10。如計算結果超出范圍，應改V帶型號或加大帶輪直徑后重新設計。7.4V帶傳動的設計8.單根V帶的初拉力F0

由于新帶易松弛，對不能調整中心距的普通V帶傳動，安裝新帶時的初拉力應為計算值的1.5倍

9.帶傳動作用在帶輪軸上的壓力FQ

7.4V帶傳動的設計10、帶輪設計

帶輪設計包括以下內容：確定結構類型結構尺寸輪槽尺寸材料畫出帶輪工作圖。

7.4V帶傳動的設計例8.1設計某鼓風機用普通V帶傳動。一只電動機額定功率P=10kW,轉速n1=1450r/min,從動軸轉速n2=400r/min,中心距約為1500mm,每天工作24h。解：

1）確定計算功率

由表7-9查得KA=1.3，得2）選取普通V帶型號根據Pc=13kW,n1=1450r/min,由圖7-8選用B型普通V帶。3）確定帶輪基準直徑dd1、dd2

根據表8.67-5、7-6和圖7-8，選取dd1=140mm且dd1=140mm>ddmin=125mm7.4V帶傳動的設計4)大輪帶輪基準直徑dd2為按表7-5，選取標準直徑dd2=500mm,實際傳動比i、從動輪的實際轉速分別為n2=n1/i=1450/3.57r/min=406r/min從動輪的轉速誤差率為在以內，為允許值7.4V帶傳動的設計5）驗算帶速V帶速度在5~25m/s范圍內。

6）確定帶的基準長度Ld和實際中心距a按結構設計要求初步確定中心距由式（7-13）得7.4V帶傳動的設計實際中心距a為中心距a的變動范圍為amin=a-0.015Ld

=（1487-0.015*4000）mm=1427mma=a+0.03Ld

=(1487+0.03*4000)mm=1607mm7.4V帶傳動的設計7）校驗小帶輪包角8）計算V帶的根數z

由式（7-17）得7.4V帶傳動的設計根據，n=1440r/min,查表7-7,用內插法得P0=2.82Kw由式7-8得功率增量?P0

由查表7-7、7-8查得根據傳動比i=3.57,查表7-得Ki=1.1373則7.4V帶傳動的設計

由表7-2查得帶長度修正系數Kl=1.13，由圖7-8查得包角系數Ka=0.97，得普通帶根數取z=4根9）求初拉力F0及帶輪軸上的壓力FQ

由表查得B型普通V帶的每米質量q=0.17kg/m，得單根V帶的初拉力為7.4V帶傳動的設計則作用在軸上的壓力FQ

9）帶輪的結構設計（設計過程及帶輪工作圖略）。

選用4根B-4000GB1171-89V帶，中心距a=1487mm，帶輪直徑dd1=140，dd2=500，軸上壓力FQ=2067.4N。10）設計結果7.4V帶傳動的設計7.5帶傳動的張緊、安裝與維護根據帶的摩擦傳動原理，帶必須在預張緊后才能正常工作；張緊的目的運轉一定時間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力，必須重新張緊，才能正常工作。

常見的張緊裝置有調整中心距、張緊輪張緊裝置。7.5.1帶傳動的張緊與調整

、自動張緊裝置1、調整中心距

定期張緊裝置7.5帶傳動的張緊、安裝與維護

V帶和同步帶張緊時，張緊輪一般應放在松邊的內側并應盡量靠近大輪一邊，這樣可使帶只受單向彎曲，且小帶輪上的包角不至于過分減小。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。

平帶傳動時，張緊輪一般應放在松邊的外側并應盡量靠近小輪一邊，這樣可使小帶輪上的包角增大，提高平帶傳動能力。2、張緊輪裝置①定期張緊②自動張緊7.5帶傳動的張緊、安裝與維護7.5.2V帶傳動的安裝和維護

V帶傳動的安裝和維護需注意以下幾點：1、安裝時，兩帶輪軸必須平行，兩輪輪槽要對齊，否則將加劇帶的摩擦，甚至使帶從帶輪上脫落。2、膠帶不宜與酸、堿或油接觸，工作溫度不應超過60oC。3、帶傳動裝置應加保護罩。4、定期檢查膠帶，發現其中一根過度松弛或疲勞損壞時，應全部更換新帶，不能新舊并用。如果舊膠帶尚可使用，應測量長度，選長度相同的帶組合使用。7.5帶傳動的張緊、安裝與維護7.6鏈傳動鏈傳動由主動鏈輪1、從動鏈輪3和繞在鏈輪上的中間撓性件鏈條2組成，靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞平行軸間的運動和動力。鏈傳動鏈傳動動畫7.6鏈傳動按用途鏈可分為傳動鏈、輸送鏈和起重鏈。按結構的不同傳動鏈主要有滾子鏈和齒形鏈。滾子鏈運動不均勻，適用于輕載低速傳動；齒形鏈傳動平穩、噪聲小，但價格較貴，適用于高速重載傳動。7.6鏈傳動鏈傳動的特點①沒有彈性滑動和打滑，平均傳動比準確；②效率高，承載能力高；③軸上受力小，在同樣使用條件下，較帶傳動緊湊；④能在較惡劣的環境下工作；⑤具有中間撓性件，可緩和沖擊，吸收振動，并適用于大中心距傳動；⑥瞬時傳動比和鏈速變化，故傳動平穩性差、工作時沖擊和噪聲較大；⑦磨損后易發生脫鏈；⑧只能用于平行軸間的傳動。7.6鏈傳動鏈傳動應用鏈傳動在礦山、冶金、輕工、化工、運輸等機械設備中應用廣泛。主要用于中心距較大、只要求平均傳動比準確或工作環境惡劣的傳動。7.6鏈傳動

滾子鏈上相鄰兩銷軸中心的距離稱為節距，用ｐ表示。

鏈條的長度以節數來表示，鏈節數常取偶數，奇數節時須采用過渡鏈節。套筒滾子鏈由內鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。

7.6.3滾子鏈的結構7.6鏈傳動7.6鏈傳動

滾子鏈已標準化（GB1243.1-2006），按極限拉伸載荷的大小分為A、B兩個系列。滾子鏈的主要參數如教材表7-11。其中鏈號數乘以25.4/16mm即為節距值。鏈的節距越大，鏈的尺寸就越大，承載能力也越高。滾子鏈的標記順序為鏈號、排數、整鏈鏈節數和標準號。如A系列滾子鏈、節距為15.875、單排、86節的滾子鏈，其標記為：10A—1×86GB1243.1-2006。滾子鏈的規格7.6鏈傳動

對齒形的基本要求是：鏈條滾子能平穩、自由地進入嚙合和退出嚙合；嚙合時滾子與齒面接觸良好；齒形應簡單，便于加工。

對套筒滾子鏈鏈輪端面齒形，國家標準僅規定了滾子鏈鏈輪齒槽的齒面圓弧半徑re、齒溝圓弧半ri和齒溝角α

的最大和最小值。各種鏈輪的實際端面齒形均應在最大和最小齒槽形狀之間