13.1重点内容提要 13.1.1教学基本要求 1.了解带、链传动的工作原理特点及使用场合： 2.了解普通V带、滚子链的标准、规格及带轮、链轮的结构特点： 3.理解带传动弹性滑动特性，带传动的受力分析，掌握普通V带传动的设计计算方法。 4.掌握链传动的运动特点，掌握滚子链传动的设计计算方法。 5.了解带及链传动的布置、张紧及链传动的润滑方法。 13.1.2带传动概述 带传动一般是由固联于主动轴上的带轮（主动轮）、固联于从动轴上的带轮（从动轮）和紧套在两轮 上的传动带组成。通常带传动按照带型可分为：平带、V带、圆型带、多楔带和同步齿形带等。V带分为 普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带等多种类型，其中应用最广的是V带传动，已经标准化。V带的横 剖面呈等腰梯形，传动时两侧面为工作面。根据槽面摩擦原理，在同样张紧力下，V带传动较平带传动产 生更大摩擦力，这是V带传动性能的主要优点。 带传动为挠性传动，其优点有：①结构简单；②运行平稳、噪声小，能够吸收振动能量，缓和冲击载 荷：③过载时带将在带轮上打滑，对其他零件可起到保护作用；④制造精度和安装精度不高，利于生产和 应用。缺点有：①存在弹性滑动现象，降低了使用效率；②不能保持准确的传动比；③寿命较短；④需要 有张紧装置配合工作。 13.1.3带传动的工作情况分析 1.带传动的工作原理 在带传动中，摩擦带传动应用最广。它靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递动力。在开始传动前， 带必须以一定的初拉力乃紧套在两个带轮上，使带与带轮相互压紧，此时带两边的拉力乃相等，带与 带轮之间产生正压力N。当带传动工作时，主动轮转动，并通过带与带轮接触面间的摩擦力使主动轮一 边的带跟着转动，在从动轮一边，带通过与从动轮间的摩擦力带动从动轮转动。这样主动轮一边的拉力 增至了，从动轮一边拉力减为乃，两边的拉力差.及即为带传动的有效拉力尸，用来传递功率， 它在数值上等于沿带轮上摩擦力的总和 。这个摩擦力必有一极限值，该值由带的材料，张紧程度和 包角等因数决定，如果带传动的有效拉力超过该极限值，则带将在带轮上发生打滑，使带传动不能正常 工作。 2.带传动的受力分析 正常工作时，初啦力品、紧边拉力了、松边拉力及、有效拉力 也就是圆周力满足 R+=2月(13-1) B-,=F=P（13-2) P=Fv11000kw(13-3) 在带将要打滑却没有打滑时，摩擦力达到极限值，在此临界状态，紧边拉力和松边拉力满足如下关 系
13.1 重点内容提要 13.1.1 教学基本要求 1.了解带、链传动的工作原理特点及使用场合； 2.了解普通V带、滚子链的标准、规格及带轮、链轮的结构特点； 3.理解带传动弹性滑动特性，带传动的受力分析，掌握普通V带传动的设计 计算 方法。 4.掌握链传动的运动特点，掌握滚子链传动的设计计算方法。 5.了解带及链传动的布置、张紧及链传动的润滑方法。 13.1.2 带传动概述 带传动一般是由固联于主动轴上的带轮（主动轮）、固联于从动轴上的带轮（从动轮）和紧套在两轮 上的传动带组成。通常带传动按照带型可分为：平带、 V带、圆型带、多楔带和同步齿形带等。V带分为 普通V带、窄V带、宽V带、大楔角v带等多种类型，其中应用最广的是V带传动，已经标准化。V带的横 剖面呈等腰梯形，传动时两侧面为工作面。根据槽面摩擦原理，在同样张紧力下，V带传动较平带传动产 生更大摩擦力，这是V带传动性能的主要优点。 带传动为挠性传动，其优点有：①结构简单；②运行平稳、噪声小 ,能够吸收振动能量，缓和冲击载 荷；③过载时带将在带轮上打滑，对其他零件可起到保护作用；④制造精度和安装精度不高，利于生产和 应用。缺点有：①存在弹性滑动现象,降低了使用效率；②不能保持准确的传动比；③寿命较短；④需要 有张紧装置配合工作。 13.1.3 带传动的工作情况分析 1．带传动的工作原理 在带传动中，摩擦带传动应用最广。它靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递动力。在开始传动前， 带必须以一定的初拉力 紧套在两个带轮上，使带与带轮相互压紧,此时带两边的拉力 相等，带与 带轮之间产生正压力 N 。当带传动工作时，主动轮转动，并通过带与带轮接触面间的摩擦力使主动轮一 边的带跟着转动，在从动轮一边，带通过与从动轮间的摩擦力带动从动轮转动。这样主动轮一边的拉力 增至 ，从动轮一边拉力减为 ，两边的拉力差 - 即为带传动的有效拉力 ,用来传递功率， 它在数值上等于沿带轮上摩擦力的总和 。这个摩擦力必有一极限值，该值由带的材料，张紧程度和 包角等因数决定，如果带传动的有效拉力超过该极限值，则带将在带轮上发生打滑，使带传动不能正常 工作。 2．带传动的受力分析 正常工作时，初拉力 、紧边拉力 、松边拉力 、有效拉力 也就是圆周力满足 （ 13-1 ） （ 13-2 ） kW （ 13-3 ） 在带将要打滑却没有打滑时，摩擦力达到极限值，在此临界状态， 紧边拉力和松边拉力满足如下关 系
B=F0（13-4) 由式(13-1)(13-2)(13-4)式可得带与带轮间的极限摩擦力，即带传动的最大有效拉 力 。微 (13-5) 由式(13-5)可知，增大初拉力见，包角：，摩擦系数F(此结论由平带所得，V带只需将 f换为当量摩擦系数了)都可提高带传动所能传递的圆周力。 3。带的应力分析 带传动工作时的应力有： (1)由紧边与松边拉力产生的拉应力 G=R/A c2=风1月 (13-6) (2)由离心力引起的离心拉力R所产生的离心拉应力 c.=g21A(13-7) (3)带绕在带轮上时产生的弯曲应力 c=2y81d(13-8) 式（13-6)~式(13-8)中，A为带的横剖面面积（单位：mm2);q为带的单位长度质 量（单位：kg/m);v为带速（单位：m/s);E为带的弹性模量（单位：MPa);y为带 的中性层到最外层的距离（单位：mm)；d为带轮基准直径（单位：mm)。 带传动工作时，带的应力分布情况如教材图13-10所示。带的总应力即为上述三种应力之和，最大 应力发生在紧边绕入小带轮之处，其值可表示为 Cm=0+c.+0l(13-9) 4,带传动的弹性滑动和传动比 带的弹性滑动和打滑是两个不同的概念，它是本章的一个重点内容，与打滑的区别与联系见表 13-1. 表13-1
（ 13-4 ） 由 式（ 13-1 ）（ 13-2 ）（ 13-4 ）式可得带与带轮间的极限摩擦力，即带传动的最大有效拉 力 （ 13-5 ） 由式（ 13-5 ）可知，增大初拉力 , 包角 , 摩擦系数 f ( 此结论由平带所得， V 带只需将 f 换为当量摩擦系数 ) 都可提高带传动所能传递的圆周力。 3 ．带的应力分析 带传动工作时的应力有： （ 1 ）由紧边与松边拉力产生的拉应力 （ 13-6 ） （ 2 ）由离心力引起的离心拉力 所产生的离心拉应力 （ 13-7 ） （ 3 ）带绕在带轮上时产生的弯曲应力 （ 13-8 ） 式（ 13-6 ） ~ 式（ 13-8 ）中， A 为 带的横剖面面积 （单位： mm 2 ）； q 为带的单位长度质 量（单位： kg/m ）； v 为带速 （单位： m/s ）； E 为带的弹性模量 （单位： MPa ）； y 为带 的中性层到最外层的距离 （单位： mm ）； 为带轮基准直径 （单位： mm ）。 带传动工作时，带的应力分布情况如教材图 13-10 所示。带的总应力即为上述三种应力之和，最大 应力发生在紧边绕入小带轮之处，其值可表示为 （ 13-9 ） 4 ．带传动的弹性滑动和传动比 带的弹性滑动和打滑是两个不同的概念，它是本章的一个重点内容，与打滑的区别与联系见表 13-1 . 表 13-1
坪性惜动 打惜 庶千带耳有婵性。在传动中有 庶千过敌。需樱传递的有效位 原因 拉力袭，引起带与轮面的相对惜动. 妇过最大座榨所促. 后部带花后邻轮即上发生袁不 整个带在整个轮同上发生是箱 现单 的相对惜动。 的相帽动. 使从动轮圆周速度低千主动 促带的严重喜损。严重时无 后果 轮：效密下降：起带酱投：很度 法选峡工作， 上升：传动土不粉足. 属性 带流草擦华动。性惜动不可逝免， 是一种失效形式必须游免。 蓟止特施 可选用大坪性量的材料 保正F≤对血· 在大带轮上的包角总是大于在小带轮上的包角，所以打滑总是在小带轮上先开始。 弹性滑动会引起从动轮的圆周速度低于主动轮，从动轮圆周速度的降低率称为带传动的滑动率，用 名表示。 8="-1_d4-d业 d (13-10) n2d(1-) (13-11) 由式（13-11)可得，带传动的传动此不是恒定的，并且总是大于两轮直径比。 13.1.4带传动的设计计算 1.带传动的失效形式与设计准则 带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏，因此，带传动的设计准则为：保证带传动不 打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 2.单根V带的基本额定功率 根据推导，单根V带所允许传递的功率为 阿l-y-02X1-700w（13-12) 1000 为了计算方便，教材表13-3列出了在包角心=180 、特定长度、平稳工作条件下，单根V带的 基本额定功率P0。 3.V带传动的设计计算 (1)设计v带传动主要步骤：①确定带传动的计算功率：②选择v带的截型，确定带轮的基准直径，验 算带速；©确定中心距和带的基准长度：④验算包角，：©计算带的根数。 (2)参数选择 ①带型是根据小带轮的转速和计算功率从选型图中选取的。 ②小带轮的基准直径21应尽量选得大些，这样可减小弯曲应力、同时可在圆周速度较大、传动功率一 定的情况下，所需的圆周力较小、从而使带的根数减小：但1选大时，带传动的外廓尺寸也会随之增
在大带轮上的包角总是大于在小带轮上的包角，所以打滑总是在小带轮上先开始。 弹性滑动会引起从动轮的圆周速度低于主动轮，从动轮圆周速度的降低率称为带传动的滑动率，用 表示。 （ 13-10 ） （ 13-11 ） 由式 （ 13-11 ） 可得，带传动的传动比不是恒定的，并且总是大于两轮直径比。 13.1.4 带传动的设计计算 1．带传动的失效形式与设计准则 带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏，因此，带传动的设计准则为： 保证带传动不 打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 2. 单根V带的基本额定功率 根据推导，单根 V带所允许传递的功率为 kW （ 13-12 ） 为了计算方便，教材表 13-3列出了在包角 ＝ 、特定长度、平稳工作条件下，单根V带的 基本额定功率P 0 。 3．v 带传动的 设计计算 （ 1）设计v带传动主要步骤：①确定带传动的计算功率；②选择v带的截型，确定带轮的基准直径，验 算带速；③确定中心距和带的基准长度；④验算包角 ；⑤计算带的根数。 （ 2）参数选择 ①带型是根据小带轮的转速和计算功率从选型图中选取的。 ②小带轮的基准直径 应尽量选得大些，这样可减小弯曲应力、同时可在圆周速度较大、传动功率一 定的情况下，所需的圆周力较小、从而使带的根数减小；但 选大时，带传动的外廓尺寸也会随之增
大，因此d1需根据实际情况选取，且带轮直径d1,d2需圆整成标准直径 ③当传递的功率一定时，带速小，圆周力就大，所需的带的根数就多。增大带速可降低圆周力，减少带的 根数，所以通常将带传动布置在高速级上。但是，若带速过大，单位时间内带绕过带轮的次数就会增多， 带的使用寿命势必会缩短。同时，转速高，离心力就大，大的离心力会降低带和带轮间的压力，从而降低 带的工作能力，所以必须要把带速限制在一个合理的范围之内。 ④带传动的中心距不宜过小，否则带在单位时间内绕过带轮的次数会增多，使带易于疲劳破坏；另外，中 心距过小会使包角也小，降低摩擦力和带传动的工作能力。但若中心距过大，带会过长、带速高时，会引 起带的颤动。 ⑤小带轮的包角不要过小。0心【过小，会降低带的工作能力，一般应使1>120°。增大中心距 ā，降低传动此i或加张紧轮可增加小带轮的包角。 ⑥单根V带的基本额定功率P0是按包角，：180'、待定长度、平稳工作条件算出的，在确定带的根 数z时，考虑到包角、带长、传动比的不同需分别入包角系数K。、长度系数K:以及功率增量 △P0对公式进行修正。另外，为了使各根带受力均匀，根数不宜太多（通常z<10)。 4.带轮的设计 带轮的材料根据带速和所传递的功率来确定。一般要求材料质量小、结构工艺性好、质量分布均匀。 常用材料为铸铁，高速场合宜用铸钢或用钢板冲压后焊接而成，小功率时可用铸铝或塑料。带轮的结构形 式根据其直径确定，主要有实心式、腹板式、孔板式以及椭圆轮辐式等。带轮的轮槽尺寸根据带的截型确 定，注意轮槽角应小于V带楔角，以便V带的两侧面在工作时能和轮槽两侧面压紧。 5.带的张紧方法 (1)改变中心距的张紧方法：①定期改变中心距；②自动张紧。 (2)用张紧轮张紧的方法：①用张紧轮定期张紧。这种张紧方法一般将张紧轮放在松边内侧尽可能靠近 大带轮的地方，使带仅受单向弯曲且不使小带轮的包角心，减小过多；②用张紧轮自动张紧。张紧轮放在 松边外侧，尽量靠近小带轮。这种方法一般用于中心距不能致变且需要增加小带轮包角的情况或用于平带 传动的情况。但对于V带传动来说，应用这种方法时，因胶带受反向弯曲，寿命降低较多。而对于平带， 由于带的厚度不大，产生的弯曲应力较小，对寿命影响不大。 13.1.5链传动的特点及应用 链传动由链条和主、从动链轮所组成，和带传动一样均属于带有中间挠性件的传动，所以两部分内容 有很多相似之处，故链传动与带传动相似之处不再作详细论述。 与带传动相比，链传动具有以下优点：①无弹性滑动和打滑现象，因此能保特准确传动比（平均传动 比)，传动效率较高；②不需要很大的张紧力：作用于轴上的径向压力较小；③结构紧凑，能在高温、湿 度较大及粉尘、泥浆等环境中使用；④与齿轮传动相比，链传动易安装、成本低廉：⑤在远距离传动中， 结构轻便。链传动的缺点是：①在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；②运转时不能保持恒定的瞬时 转动比：③工作时有噪声，不宜在高速运转；④不宜在载荷变化很大和隐促反向的转动中应用。⑤由于产 生较大的动载荷，传动性能不如带传动工作平稳。 链传动主要用在要求工作可靠且两轴相距较远，以及其他不宜采用齿轮传动的场合
大，因此 需根据实际情况选取，且带轮直径 ， 需圆整成标准直径。 ③当传递的功率一定时，带速小，圆周力就大，所需的带的根数就多。增大带速可降低圆周力，减少带的 根数，所以通常将带传动布置在高速级上。但是，若带速过大，单位时间内带绕过带轮的次数就会增多， 带的使用寿命势必会缩短。同时，转速高，离心力就大，大的离心力会降低带和带轮间的压力，从而降低 带的工作能力，所以必须要把带速限制在一个合理的范围之内。 ④带传动的中心距不宜过小，否则带在单位时间内绕过带轮的次数会增多，使带易于疲劳破坏；另外，中 心距过小会使包角也小，降低摩擦力和带传动的工作能力。但若中心距过大，带会过长、带速高时，会引 起带的颤动。 ⑤小带轮的包角 不要过小。 过小，会降低带的工作能力，一般应使 >120°。增大中心距 a，降低传动比 i 或加张紧轮可增加小带轮的包角。 ⑥单根 V带的基本额定功率P 0 是按包角 ＝ 、特定长度、平稳工作条件算出的，在确定带的根 数z时，考虑到包角、带长、传动比的不同需分别引入包角系数 、长度系数 以及 功率增量 △ 对公式进行修正。另外，为了使各根带受力均匀，根数不宜太多（通常z<10）。 4.带轮的设计 带轮的材料根据带速和所传递的功率来确定。一般要求材料质量小、结构工艺性好、质量分布均匀。 常用材料为铸铁，高速场合宜用铸钢或用钢板冲压后焊接而成，小功率时可用铸铝或塑料。带轮的结构形 式根据其直径确定，主要有实心式、腹板式、孔板式以及椭圆轮辐式等。带轮的轮槽尺寸根据带的截型确 定，注意轮槽角应小于 V带楔角，以便V带的两侧面在工作时能和轮槽两侧面压紧。 5.带的张紧方法 （ 1）改变中心距的张紧方法：①定期改变中心距；②自动张紧。 （ 2）用张紧轮张紧的方法：①用张紧轮定期张紧。这种张紧方法一般将张紧轮放在松边内侧尽可能靠近 大带轮的地方，使带仅受单向弯曲且不使小带轮的包角 减小过多；②用张紧轮自动张紧。张紧轮放在 松边外侧，尽量靠近小带轮。这种方法一般用于中心距不能改变且需要增加小带轮包角的情况或用于平带 传动的情况。但对于V带传动来说，应用这种方法时，因胶带受反向弯曲，寿命降低较多。而对于平带， 由于带的厚度不大，产生的弯曲应力较小，对寿命影响不大。 13.1.5 链传动的特点及应用 链传动由链条和主、从动链轮所组成，和带传动一样均属于带有中间挠性件的传动，所以两部分内容 有很多相似之处，故链传动与带传动相似之处不再作详细论述。 与带传动相比，链传动具有以下优点：①无弹性滑动和打滑现象，因此能保持准确传动比（平均传动 比），传动效率较高；②不需要很大的张紧力；作用于轴上的径向压力较小；③结构紧凑，能在高温、湿 度较大及粉尘、泥浆等环境中使用；④与齿轮传动相比，链传动易安装、成本低廉；⑤在远距离传动中， 结构轻便。链传动的缺点是：①在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；②运转时不能保持恒定的瞬时 转动比；③工作时有噪声，不宜在高速运转；④不宜在载荷变化很大和急促反向的转动中应用。⑤由于产 生较大的动载荷，传动性能不如带传动工作平稳。 链传动主要用在要求工作可靠且两轴相距较远，以及其他不宜采用齿轮传动的场合
常用链条有滚子链、齿形链等类型。其中滚子链应用最多，本章将重点介绍。 13.1.6链条和链轮 1.链条 滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒及滚子组成。内链板与套筒、外链板与销轴为过盈配合。滚子 与套筒、套筒与销轴为间隙配合。滚子链的主要参数是节距，它表示在链拉直的情况下相邻两个滚子中心 之间的距离。节距p大，则构成链节的元件尺寸亦大，因此传递的载荷也大。链板一般做成”8"字 形，以使它的各截面具有接近相等的抗拉强度，同时也减轻链的质量和运动时的惯性力。为了使结构紧 凑，当传递载荷较大时，可采用多排链，为了保证各排链受力均匀，排数不易过多，一般不超过4排。链 的长度用节数表示，为便于两端连接，且避免在链板上产生附加弯矩，链节数一般取为偶数。 滚子链已有国家标准，分为A、B两个系列，滚子链的标记为：链号-排数×链节数标准代号。 2.链轮 链轮的基本参数是配用链条的节距p,滚子外径d1,排距pt以及齿数z。其主要尺寸及计算 公式见教材或有关手册。链轮齿形设计见国标GB/T1243-1997。链轮的结构依据直径的小、中、大 分别做成整体式、孔板式和螺栓联接式。 链轮的材料应满足强度和耐磨性的要求，由于在传动过程中，小链轮的啮合次数多于大链轮的，所以 对小链轮材料的要求要高于大链轮。 13.1.7链传动的运动分析和受力分析 1.链传动的运动分析 （1)链的平均速度V 3P%-2P% v=60×100060×1000m/s(13-13) 式中，片，乃为主、从动链轮的转速（单位：r/min)；乙，乙2为主、从动链轮的齿数。 由上式可得链传动的平均传动比为 1=生= M2Z1(13-14) (2)运动不均匀性及多边形效应 链传动中，具有刚性链节的链条与链轮相啮合时，链节在链轮上呈多边形分布，当链条每转过一个链 节时，链条前进的瞬时速度周期性地由小变大，再由大变小。 1 18 180° y=- -cos 0(- 0≤6≤+ 2 Z1 (13-15) 式中， 日为每一链节与主动条啮入过程中链节较链在主动链轮上的相位角。 在传动中，链轮每转过一齿，瞬时链速和瞬时传动比就周期性变化一次。这种由链条围绕在链轮上形 成正多边形而起链传动的运动不均匀性，称为链传动的多边形效应。 2.链传动的的受力分析 如果忽略链传动中的动载荷，链在传动中受到的主要作用力圆周力F即有效拉力，离心拉力？和
常用链条有滚子链、齿形链等类型。其中滚子链应用最多，本章将重点介绍。 13.1.6 链 条和链轮 1．链 条 滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒及滚子组成。内链板与套筒、外链板与销轴为过盈配合。滚子 与套筒、套筒与销轴为间隙配合。滚子链的主要参数是节距，它表示在链拉直的情况下相邻两个滚子中心 之间的距离。节距 p 大，则构成链节的元件尺寸亦大，因此传递的载荷也大。链板一般做成“ 8”字 形，以使它的各截面具有接近相等的抗拉强度，同时也减轻链的质量和运动时的惯性力。为了使结构紧 凑，当传递载荷较大时，可采用多排链，为了保证各排链受力均匀，排数不易过多，一般不超过4排。链 的长度用节数表示，为便于两端连接，且避免在链板上产生附加弯矩，链节数一般取为偶数。 滚子链已有国家标准，分为 A、B两个系列，滚子链的标记为：链号-排数×链节数 标准代号。 2.链轮 链轮的基本参数是配用链条的节距 p ，滚子外径 d 1 ，排距 p t 以及齿数 z。其主要尺寸及计算 公式见教材或有关手册。链轮齿形设计见国标GB/T1243-1997。链轮的结构依据直径的小、中、大 分别做成整体式、孔板式和螺栓联接式。 链轮的材料应满足强度和耐磨性的要求，由于在传动过程中，小链轮的啮合次数多于大链轮的，所以 对小链轮材料的要求要高于大链轮。 13.1.7 链传动的运动分析和受力分析 1．链传动的运动分析 （ 1）链的平均速度 v v= m/s （13-13） 式中， , 为主、从动链轮的转速（ 单位： r/min）； , 为主、从动链轮的齿数。 由上式可得链传动的平均传动比为 （13-14） （ 2）运动不均匀性及多边形效应 链传动中，具有刚性链节的链条与链轮相啮合时，链节在链轮上呈多边形分布，当链条每转过一个链 节时，链条前进的瞬时速度周期性地由小变大，再由大变小。 （13-15） 式中， 为每一链节与主动链条啮入过程中链节铰链在主动链轮上的相位角。 在传动中，链轮每转过一齿，瞬时链速和瞬时传动比就周期性变化一次。这种由链条围绕在链轮上形 成正多边形而引起链传动的运动不均匀性，称为链传动的多边形效应。 2．链传动的的受力分析 如果忽略链传动中的动载荷，链在传动中受到的主要作用力圆周力 F 即有效拉力， 离心拉力 和