第六章 带传动和链传动
§ 6.1带传动的主要特点、类型和应用
§ 6.2普通 V带和 V带轮
§ 6.3带传动的基本理论
§ 6.4V带传动的设计
§ 6.5带传动的安装、张紧和维护
§ 6.6链传动的特点、类型和应用
§ 6.7链传动的运动特性
§ 6.8滚子链及其链轮
§ 6.9滚子链传动的设计计算
§ 6.10链传动的使用和维护
§ 6.1带传动的主要特点、类型和应用
带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。
源动机转动
带的传动过程,
主动轮转动
驱动主动轮
从动轮转动
带与轮的摩擦
单击 …
带
传
动
的
类
型
普通 V带传动 窄 V带传动 宽 V带传动
平带传动 多楔带传动 同步带传动
6.1.1 带传动的类型
1.普通 V带及 V带
轮 结构,
顶胶、抗拉体,
底胶、包布。
型号,
Y,Z,A,B,C,D,E
§ 6.2普通 V带和 V带轮
应用
2.窄 V带及窄 V带轮
3.平带及平带轮
开
口
传
动
交
叉
传
动
半
交
叉
传
动
传动形式
应用
4.多楔带及多楔带轮
同步带及同步带轮
应用
6.1.2 带传动的特点和应用
传动平稳,噪声小,可缓冲吸振,有过载保护,可远距离传动,结构简单,
制造、安装和维护方便,但传动比不准确,效率较低,寿命较短,且对轴的压
力大。
特点,
应用,
常应用于传动比不要求准确、功率 P<100kW,v=5~25m/s、传动
比 i<5以及有过载保护的场合,
1.普通 V带结构,
结构,
顶胶、抗拉体,
底胶、包布。
型号,
Y,Z,A,B,C,D,E
§ 6.2普通 V带和 V带轮
普通 V带的参数
节面 —— 当 V带受弯曲时,
长度不变的中性层。
节宽 —— 节面的宽度 bp。
相对高度 —— V带高度 h与
节宽 bp之比。约为 0.7
带轮基准直径 —— V带轮上与所配 V带节宽 bp
相对应的带轮直径。
带的基准长度 —— V带在带轮上张紧后，位于
带轮基准直径上的周线长度 Ld 。
普通 V带和窄 V带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例,
A－ 1400 GB11544－ 89
国标代号
基准长度
v带型号
普通 V带轮的结构
1.V带轮槽尺寸标准
当 v≤25m/s时，用
HT150；当 v=25～
30m/s时用 HT200；
当 ≥25～ 45m/s时用
球墨铸铁、铸钢或
锻钢；小功率时可
用铸铝或塑料,
2,带轮的材料
S型 -实心带轮 P型 -腹板带轮
H型 -孔板带轮 E型 -椭圆轮辐带
3.带轮的结构
1 2
§ 6.3带传动的基本理论
(一 ) 带传动中的力分析
不
工
作
时
工
作
时
F0 F0
F0 F0
带必须以一定的拉力张紧在带轮
上，此时，传动带两边的拉力相等，
都等于 F0。
n2 n1
F1
F2
F1
F2
带绕上主动轮的一边被拉紧，
该边拉力 —— 紧边拉力 F1；带绕上从
动力的一边被放松，该边拉力 —— 松
边拉力 F2。
F1-F0=F0-F2
F1+F2=2F0
之一
(一 ) 带传动中的力分析
带与带轮间的总摩擦力 Ff F2
F1 0222 12111 ??? DFDFDF f
得, Ff =F1-F2
带传动的有效拉力 Fe
Fe=Ff =F1-F2
2
2
02
01
e
e
F
FF
F
FF
??
??
之二
F
F+dF
dN fdN θ
F1
F2
之一 (二 ) 带传动中的最大有效拉力及其影响因素
?
??
FddN
ddFFdFdN
?
??? 2s i n)(2s i n
dFf d N
ddFFdFf d N
?
??? 2c o s)(2c o s ??
?
?
fd
F
dF
f
dF
FddN
?
??
?
?
?
?
f
F
F
eFF
f
F
F
fd
F
dF
21
2
1
0
ln
1
2
?
?
? ??
?—— 带在轮上的包角。 欧拉公式
之二
带所能传递的最大有效拉力 Femax
?
?
?
?
f
f
f
f
e e
eF
e
eFF
/11
/112
1
12
00m a x ?
??
?
??
影
响
最
大
有
效
拉
力
的
因
素
预紧力 F0,
Femax与预紧力 F0成正比。
包角 ?,
Femax随包角 ?的增大而增大。
摩擦系数 f,
Femax随摩擦系数 f的增大而增大 。
(二 ) 带传动中的最大有效拉力及其影响因素
(三 ) 带的应力分析
1、离心应力
A
qv
c
2
??
2、拉应力
A
F
A
F
2
2
1
1
?
?
?
?
3、弯曲应力
2
2
1
1
D
h
E
D
h
E
b
b
?
?
?
?
11m a x bc ???? ???
最大应力
?6.3.1 带传动的受力分析小结
带必须以一定的初拉力 F0张紧在带轮上。
带传动时，紧边和松边的拉力差形成有效拉力 F。以传
动动力和运动。
在带传动过程中，有效拉力不能超过带与轮面间 F摩擦
力综合的极限值否则带传动会发生 打滑,导致传动失效。
fFFFF ???? 21
1 0 0 0
FvP ?
在带即将打滑的临界紧边拉力和松边拉力的关系符合
欧拉公式,
可推知带传动有效拉力 F的大小为,
?fe
F
F ?
2
1
1
12
0 ?
??
?
?
f
f
e
eFF
表明，带所传递的圆周力 F与下列因素有关,
初拉力 F0
摩擦系数 f
包角 ?
带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为,
?
?
??
?
? ??
1
11
1m a x faeFF
6.3.2 带传动的应力分析小结
通过分析可知，带传动时，皮带中存在着三种应力
由拉力产生的拉应力 ?
由离心力产生的离心拉应力 ?C
由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力 ?b
三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，故带易
产生疲劳破坏。
皮带中的应力最大值为,
?max=?1+?c+?b1
为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力 ?max小
于等于带材料的许用应力 [?]。 即
?max=?1+?c+?b1≤[ ?]
6.3.3 带传动的弹性滑动和传动比
由于带的弹性变形而引起带在
轮面上滑动的现象，称为弹性滑动。
带传动时，带与轮面之间存在
着弹性滑动,这使得从动带轮的圆
周速度 v2总是低于主动带轮的圆周
速度 v1。 v2相对于 v1的降低率称为
带传动的滑动率 e,
%100%100
11
2211
1
21 ??????
nd
ndnd
v
vv
?
??e
带传动的传动比为
)1(1
2
2
1
e??? d
d
d
d
n
ni
从动轮的转速为
1
2
1
2 )1( nd
dn
d
d e??
随载荷变化而变化。因 是变量，故带传动的传动比不准确。
弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。
e e
§ 6.4 V带传动的设计
6.4.1 带传动的失效形式和设计准则
带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。
带传动的设计准则：在传递规定功率是不打滑，同时具有足够的疲
劳强度和一定的使用寿命。
6.4.2 单根 V带的基本额定功率
带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转
速、包角和载荷特性等因素 。
单根 V带的基本额定功率 P0是根据特定的实验和分析确定的。
实验条件：传动比 i=1、包角 α＝ 180°,特定长度、平稳的工作载荷。
6.4.3V带的设计步骤和方法
设计的已知条件为：传动的工作情况，功率 P，转速 n1,n2（或传动比 i）
以及空间尺寸要求
设计内容：确定 V带的型号、长度 L和根数 Z、传动中心距 a及带轮基准
直径，画出带轮零件图等。
1.确定计算功率
PKP AC ?
式中,P ?? 传递的名义功率 （如电动机的额定功率,KW ）；
AK ?? 工作情况系数
工作情况系数 KA
工作情况
KA
软启动 硬启动
每天工作小时数 /h
＜ 10 10～ 16 ＞ 16 ＜ 10 10～ 16 ＞ 16
载荷变动微小 离心式水泵和压缩机,轻型输送机等 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3
载荷变动小
压缩机、发电机、金
属切削机床、印刷机、
木工机械等
1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4
载荷变动较大
制砖机、斗式提升机、
起重机、冲剪机床、
纺织机械、橡胶机械、
重载输送机、磨粉机
等
1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6
载荷变动大 破碎机、摩碎机等 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8
2,选择 V带的型号
根据计算功率 Pc和主动
轮（通常是小带轮）转速 n1
由右图选择 V带型号。
当所选取得结果在两
种型号的分界线附近，可
以两种型号同时计算，最
后从中选择较好的方案
点击小图看大图
3.确定带轮基准直径
带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，
使带的寿命降低 。
设计时应取小带轮的基准直径 dd1≥ddmin,ddmin 的值查表
忽略弹性滑动的影响,dd2=dd1?n1/n2,dd1,dd2宜取标准值
4.验算带速
1 0 0 060
11
?
? ndv d?
?离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑
带速不宜过高，否则
?单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命
带速不宜过低，否则
?当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多
5.初定中心距 a和基准带长 Ld
? ?21021 2)(7.0 dddd ddadd ????
按下式初步确定中心距 a0
初选 a0后，可根据下式计算 v带的初选长度 L0
0
2
12
2100 4
)()(
22 a
ddddaL dd
dd
????? ?
根据初选长度 L0，由表选取与相近的基准长度 Ld作为所选带
的长度，然后就可以计算出实际中心距 a，即
2
0
0
LLaa d ???
考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一
定的调整余量。中心距的变动范围为
d
d
Laa
Laa
03.0
015.0
m a x
m i n
??
??
6.验算小带轮包角 1?
小带轮包角可按下式计算
?????? 3.57180 121 a dd dd?
一般要求,否则应适当增大中心距或减小传动比，
也可以加张紧轮。
01 120??
7.确定 V带根数 Z
L
CC
kkPP
P
P
Pz
?)(][ 000 ??
??
带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一
般应满足 z<10。如计算结果超出范围，应改 V带型号或加大带轮直
径后重新设计。
8.单根 V带的初拉力 F0
由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通 V带传动，安装新
带时的初拉力应为计算值的 1.5倍
2
0 )1
5.2(5 0 0 qv
kvz
PF C ???
?
9,带传动作用在带轮轴上的压力 FQ
2s i n2
1
0
?zFF
Q ?
10、带轮设计
带轮设计包括以下内容,
?确定结构类型
?结构尺寸
?轮槽尺寸
?材料
?画出带轮工作图。
例 6.1 设计某鼓风机用普通 V带传动。一支电动机额定功率 P=10kW,转
速 n1=1450r/min,从东轴转速 n2 =400r/min,中心距约为 1500mm,每
天工作 24h 。
解,
1）确定计算功率
CP
由表 8.21查得 1.3，由下式得
kWkWPKP AC 13103.1 ????
2）选取普通 V带型号
根据 P=13kW,n=1450mm,由图 8.12选用 B型普 V通带。
3）确定带轮基准直径 dd1,dd2
根据表 8.6和图 8.12选取 dd1=140mm且 dd1=140mm>ddmin=125mm
大轮带轮基准直径 dd2为
mmmmdnnd dd 5.5 0 71 4 04 0 01 4 5 01
2
1
2 ????
按表，选取标准直径 dd2=500mm,实际传动比 i、从动轮的实际转速
分别为
mmmmdnn d 5.50714040014501
2
1 ???
1
n2=n1/i=1450/3.57r/min=406r/min
从动轮的转速误差率为
%5.1%100400 400406 ???
在 以内，为允许值 %5?
4）验算带速 V
smndv d /63.10100060 1450140100060 11 ?? ????? ??
带速度在 5~25m/s范围内。
5）确定带的基准长度 Ld和实际中心距 a
按结构设计要求初步确定中心距 mma 1 5 0 0
0 ?
由相应式得
0
2
12
2100 4
)()(
22 a
ddddaL dd
dd
????? ?
mm9.4 0 2 61 5 0 04 )1 4 05 0 0()5 0 01 4 0(21 5 0 02
2
?? ?????? ?
由相应表得实际中心距 a为
mm
LL
aa d
1487
2
9.40264000
1500
2
0
0
?
?
??
?
??
中心距 a的变动范围为
amin=a -0.015Ld
=（ 1487-0.015*4000） mm
=1427mm
a=a+0.03L
=(1487+0.03*4000)mm
=1067mm
6）校验小带轮包角
1?
由下式得
????
??
?
??
??
?
??
1 2 013.1 6 6
3.57
6 1 8
1 6 03 2 0
1 8 0
3.571 8 0 121
?
?
a
dd dd
?
7）计算 V带的根数 z
由下式得
? ? LC KKPP Pz ?00 ???
根据, n=1440r/min,查表,用内插法得 mmd d 1401 ?
P0=2.82Kw
由下式得功率增量 ?P0
KW
k
nKP
i
b
3.0
)11(10
?
???
由查表查得 310649.2 ???
bK
根据传动比 i=3.57,查相应表得 Ki=1.1373 则
kW
P
46.0
3 7 3.1
111 4 5 0106 4 9 4.2 3
0
?
??
?
??
?
?
?
??
?
? ????? ?
由相应表查得带长度修正系数 Kl=1.13，由图查得包角系数 Ka=0.97，
得普通带根数
? ?
根62.3
13.197.046.082.2
13
?
???
?z
取 z=4根
8）求初拉力 F0及带轮轴上的压力 FQ
由表查得 B型普通 V带的每米质量 q=0.17kg/m，根据下式得单根 V带
的初拉力为
? ?
N
N
qv
Kvz
P
F C
33.2 6 0
63.1017.01
97.0
5.2
63.104
135 0 0
)1
5.2
(5 0 0
2
2
0
?
?
?
?
?
?
?
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
?
由下式可的作用在轴上的压力 FQ
N
N
a
zFF Q
4.2 0 6 7
2
13.1 6 6
s in433.2 6 02
2
s in2 10
?
???
?
9）带轮的结构设计（设计过程及带轮工作图略）。
选用 4根 B-4000GB 1171-89V带，中心距 a=1487mm，带轮直
径 dd1=140,dd2=500，轴上压力 FQ=2067.4N 。
10）设计结果
§ 6.5 带传动的张紧、安装与维护
根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；
张紧的目的
运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须
重新张紧，才能正常工作。
常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。
1、定期张紧装置
6.5.1带传动的张紧
2、自动张紧装置
张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽
量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮
的相同 。
3、张紧轮装置
6.5.2带的安装与维护
① 安装时不能硬撬 （ 应先缩小中心距或顺势盘上 ）
② 带禁止与矿物油, 酸, 碱等介质接触, 以免腐蚀
带, 不能曝晒
③ 不能新旧带混用 （ 多根带时 ）, 以免载荷分布不
匀
④ 防护罩
⑤ 定期张紧
⑥ 安装时两轮槽应对准, 处于同一平面
§ 6.6 链传动的特点、类型和应用
链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。
与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低
速情况下工作。
与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。
链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。
链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其它不
宜采用齿轮传动的场合。
6.6.1 特点
滚子链 齿形链
输送链 传动链 起重链
6.6.2 链传动的类型及应用
短节距精密滚子链
齿形链
6.7 链传动的运动特性
一、链传动的速度 分析
链的平均速度为,
1 0 0 0601 0 0 060
2211
????
pnzpnzv
链传动的平均传动比为,
1
2
2
1
z
z
n
ni ??
链条铰链 A点的前进分速度 ??? c o s
2c o s
111 dvv ??
上下运动分速度 ??? s in
2s in 111
dvv ???
由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期
性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。
当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比
都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。
链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边
形这一特点所造成的，故称为链传动的 多边形效应 。
二、链传动的运动不均匀性
6.8.1滚子链
滚子链的结构 滚子链的零件 单排套筒滚子链
§ 6.8滚子链及其链轮
滚子链的接头型式
滚子链的标记,链号 排数 × 整链链节数 标准编号
例,08A－ 1× 86 GB1234.1-83
滚子链的接头型式
链条的接头处的固定形式有,
用开口销固定，多用于大节距链 弹簧卡片固定，多用于小节距链
6.8.2滚子链链轮的结构和材料
一、链轮齿形
端面齿形 轴面齿形
二、链轮主要尺寸
76.004.1
1 8 0
)
1 8 0
54.0(
1 8 0
s i n
???
??
??
?
h
z
p c t gd
ddd
z
c t gpd
z
p
d
g
rf
a
?
?
?
分度圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
齿侧凸缘（或排间槽）直径
三、链轮的结构
整体式 孔板式 组合式
四、链轮的材料
中碳钢 低速轻载
中碳钢淬火 中速中载
低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火
中碳钢或中碳合金钢表面淬火
高速重载
* 小链轮的材料应好于大链轮
§ 6.9 滚子链传动设计计算
6.9.1 链传动的失效形式
6.9.2 功率曲线图
标准实验条件,
1）两链轮安装在水平轴
上且共面；
2）小链轮齿数 z1=19；
3）链长 Lp=100 节；
4）载荷平稳；
5）按推荐的方式润滑；
6）连续 15000小时满负
荷运转；
7）链条磨损引起相对伸
长量 < 3%；
8）链速 v > 0.6 m/s
标准实验条件下 A系列滚子链额定功率曲线
三、滚子链传动的设计步骤和方法,
1、确定链轮齿数 z1,z2和传动比 i
2、确定计算功率 Pca
3、确定链的节距 p
4、确定中心距 a和链节数 Lp
5、设计链轮
6、计算压轴力 Q
链轮齿数 z1,z2和传动比 i的确定
若 z1过少,—— 不均匀性及动载增大；
—— 链条进入退出啮合相对转角大，铰链磨损增大；
—— 圆周力增大，加速链条链轮的损坏。
链速 v（ m/s) 0.6~3 3~8 > 8 > 25
齿数 z1 ≥17 ≥21 ≥25 ≥35
若 z2过多,—— 传动尺寸的质量增大；
—— 因链条节距伸长易于发生跳齿和 脱链。
限定最大齿数 zmax≤120 * z常取奇数
推荐传动比 i=2~3.5 限定 i≤6
zdp
?180s in???
△ p—— 链节距
增长量；
△ d—— 啮合圆
外移量。
△ p一定时,
z↗ —— △ d ↗
易脱链。
链节距增大引起脱链
Pca=KAP
P—— 传递的功率。
KA—— 工作情况系数。
计算功率 Pca的确定
节距 p越大 —— 承载能力越高；
—— 多边形效应越大。
*尽量选取小节距单排链,
高速重载时选小节距多排链。
0Pkkk
P
pLz
ca ?
kz—— 小链轮齿数系数； kL---链长系数
kp—— 多排链系数；
P0—— 特定条件下单排链所能传递功率。
*由 P0和小链轮转速 n1查线图确定链节距 p
链节距 p 的确定
中心距 a过小 —— 链条绕转次数增多，加剧磨损和疲劳；
—— 链条在小轮上的包角变小，易跳齿和脱链；
中心距 a过大 —— 从动边垂度过大，造成松边颤动。
一般初选中心距 a0=(30~50)p a0max=80p
计算链节数
0
212210 )
2(2
2
a
pzzzz
p
aL
p ?
????? 圆整取偶数
计算理论中心距
])2(8)2()2[(4 21222121 ? zzzzLzzLpa pp ????????
实际中心距 aaa ???' aa )0 0 4.0~0 0 2.0(??
中心距 a 和链节数 Lp 的确定
小链轮毂孔最大直径
表 链轮毂孔最大许用直径
压轴力 FP≈KFPFe
KFP—— 压轴力系数,
对于水平传动 KFP=1.15,
对于垂直传动 KFP=1.05。
Fe—— 链传递的有效圆周力。
链传动作用在轴上的力的计算
对于链速 v<0.6m/s的低速链传动，由于
抗拉静力强度不够而可能出现拉断，因此，
需要进行抗拉静力强度计算,
四、低速链传动的静力强度计算
8~4
1
lim ??
FK
nFS
A
ca
Sca—计算安全系数
Flim—单排链的极限拉伸载荷,kN
6.10.1 链传动的布置
§ 6.10链传动的使用和维护
6.10.2 链传动的张紧
弹
簧
自
动
张
紧
重
力
自
动
张
紧
托
架
自
动
张
紧
张
紧
轮
定
期
张
紧
6.10.3 链传动的润滑
润滑油推荐采用牌号为,L-AN32,L-AN46,L-AN68等全损耗系统用油。
对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入 MoS2,WS2等添加剂。
对于不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。
良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。
链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动
寿命的最主要因素。因而，润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑
的作用对高速重载的链传动尤为重要。
链传动的润滑对链传动的工作能力和寿命有重要影响。必须按推荐的
方式进行润滑 。
推荐的润滑方式
§ 6.1带传动的主要特点、类型和应用
§ 6.2普通 V带和 V带轮
§ 6.3带传动的基本理论
§ 6.4V带传动的设计
§ 6.5带传动的安装、张紧和维护
§ 6.6链传动的特点、类型和应用
§ 6.7链传动的运动特性
§ 6.8滚子链及其链轮
§ 6.9滚子链传动的设计计算
§ 6.10链传动的使用和维护
§ 6.1带传动的主要特点、类型和应用
带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。
源动机转动
带的传动过程,
主动轮转动
驱动主动轮
从动轮转动
带与轮的摩擦
单击 …
带
传
动
的
类
型
普通 V带传动 窄 V带传动 宽 V带传动
平带传动 多楔带传动 同步带传动
6.1.1 带传动的类型
1.普通 V带及 V带
轮 结构,
顶胶、抗拉体,
底胶、包布。
型号,
Y,Z,A,B,C,D,E
§ 6.2普通 V带和 V带轮
应用
2.窄 V带及窄 V带轮
3.平带及平带轮
开
口
传
动
交
叉
传
动
半
交
叉
传
动
传动形式
应用
4.多楔带及多楔带轮
同步带及同步带轮
应用
6.1.2 带传动的特点和应用
传动平稳,噪声小,可缓冲吸振,有过载保护,可远距离传动,结构简单,
制造、安装和维护方便,但传动比不准确,效率较低,寿命较短,且对轴的压
力大。
特点,
应用,
常应用于传动比不要求准确、功率 P<100kW,v=5~25m/s、传动
比 i<5以及有过载保护的场合,
1.普通 V带结构,
结构,
顶胶、抗拉体,
底胶、包布。
型号,
Y,Z,A,B,C,D,E
§ 6.2普通 V带和 V带轮
普通 V带的参数
节面 —— 当 V带受弯曲时,
长度不变的中性层。
节宽 —— 节面的宽度 bp。
相对高度 —— V带高度 h与
节宽 bp之比。约为 0.7
带轮基准直径 —— V带轮上与所配 V带节宽 bp
相对应的带轮直径。
带的基准长度 —— V带在带轮上张紧后，位于
带轮基准直径上的周线长度 Ld 。
普通 V带和窄 V带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例,
A－ 1400 GB11544－ 89
国标代号
基准长度
v带型号
普通 V带轮的结构
1.V带轮槽尺寸标准
当 v≤25m/s时，用
HT150；当 v=25～
30m/s时用 HT200；
当 ≥25～ 45m/s时用
球墨铸铁、铸钢或
锻钢；小功率时可
用铸铝或塑料,
2,带轮的材料
S型 -实心带轮 P型 -腹板带轮
H型 -孔板带轮 E型 -椭圆轮辐带
3.带轮的结构
1 2
§ 6.3带传动的基本理论
(一 ) 带传动中的力分析
不
工
作
时
工
作
时
F0 F0
F0 F0
带必须以一定的拉力张紧在带轮
上，此时，传动带两边的拉力相等，
都等于 F0。
n2 n1
F1
F2
F1
F2
带绕上主动轮的一边被拉紧，
该边拉力 —— 紧边拉力 F1；带绕上从
动力的一边被放松，该边拉力 —— 松
边拉力 F2。
F1-F0=F0-F2
F1+F2=2F0
之一
(一 ) 带传动中的力分析
带与带轮间的总摩擦力 Ff F2
F1 0222 12111 ??? DFDFDF f
得, Ff =F1-F2
带传动的有效拉力 Fe
Fe=Ff =F1-F2
2
2
02
01
e
e
F
FF
F
FF
??
??
之二
F
F+dF
dN fdN θ
F1
F2
之一 (二 ) 带传动中的最大有效拉力及其影响因素
?
??
FddN
ddFFdFdN
?
??? 2s i n)(2s i n
dFf d N
ddFFdFf d N
?
??? 2c o s)(2c o s ??
?
?
fd
F
dF
f
dF
FddN
?
??
?
?
?
?
f
F
F
eFF
f
F
F
fd
F
dF
21
2
1
0
ln
1
2
?
?
? ??
?—— 带在轮上的包角。 欧拉公式
之二
带所能传递的最大有效拉力 Femax
?
?
?
?
f
f
f
f
e e
eF
e
eFF
/11
/112
1
12
00m a x ?
??
?
??
影
响
最
大
有
效
拉
力
的
因
素
预紧力 F0,
Femax与预紧力 F0成正比。
包角 ?,
Femax随包角 ?的增大而增大。
摩擦系数 f,
Femax随摩擦系数 f的增大而增大 。
(二 ) 带传动中的最大有效拉力及其影响因素
(三 ) 带的应力分析
1、离心应力
A
qv
c
2
??
2、拉应力
A
F
A
F
2
2
1
1
?
?
?
?
3、弯曲应力
2
2
1
1
D
h
E
D
h
E
b
b
?
?
?
?
11m a x bc ???? ???
最大应力
?6.3.1 带传动的受力分析小结
带必须以一定的初拉力 F0张紧在带轮上。
带传动时，紧边和松边的拉力差形成有效拉力 F。以传
动动力和运动。
在带传动过程中，有效拉力不能超过带与轮面间 F摩擦
力综合的极限值否则带传动会发生 打滑,导致传动失效。
fFFFF ???? 21
1 0 0 0
FvP ?
在带即将打滑的临界紧边拉力和松边拉力的关系符合
欧拉公式,
可推知带传动有效拉力 F的大小为,
?fe
F
F ?
2
1
1
12
0 ?
??
?
?
f
f
e
eFF
表明，带所传递的圆周力 F与下列因素有关,
初拉力 F0
摩擦系数 f
包角 ?
带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为,
?
?
??
?
? ??
1
11
1m a x faeFF
6.3.2 带传动的应力分析小结
通过分析可知，带传动时，皮带中存在着三种应力
由拉力产生的拉应力 ?
由离心力产生的离心拉应力 ?C
由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力 ?b
三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，故带易
产生疲劳破坏。
皮带中的应力最大值为,
?max=?1+?c+?b1
为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力 ?max小
于等于带材料的许用应力 [?]。 即
?max=?1+?c+?b1≤[ ?]
6.3.3 带传动的弹性滑动和传动比
由于带的弹性变形而引起带在
轮面上滑动的现象，称为弹性滑动。
带传动时，带与轮面之间存在
着弹性滑动,这使得从动带轮的圆
周速度 v2总是低于主动带轮的圆周
速度 v1。 v2相对于 v1的降低率称为
带传动的滑动率 e,
%100%100
11
2211
1
21 ??????
nd
ndnd
v
vv
?
??e
带传动的传动比为
)1(1
2
2
1
e??? d
d
d
d
n
ni
从动轮的转速为
1
2
1
2 )1( nd
dn
d
d e??
随载荷变化而变化。因 是变量，故带传动的传动比不准确。
弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。
e e
§ 6.4 V带传动的设计
6.4.1 带传动的失效形式和设计准则
带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。
带传动的设计准则：在传递规定功率是不打滑，同时具有足够的疲
劳强度和一定的使用寿命。
6.4.2 单根 V带的基本额定功率
带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转
速、包角和载荷特性等因素 。
单根 V带的基本额定功率 P0是根据特定的实验和分析确定的。
实验条件：传动比 i=1、包角 α＝ 180°,特定长度、平稳的工作载荷。
6.4.3V带的设计步骤和方法
设计的已知条件为：传动的工作情况，功率 P，转速 n1,n2（或传动比 i）
以及空间尺寸要求
设计内容：确定 V带的型号、长度 L和根数 Z、传动中心距 a及带轮基准
直径，画出带轮零件图等。
1.确定计算功率
PKP AC ?
式中,P ?? 传递的名义功率 （如电动机的额定功率,KW ）；
AK ?? 工作情况系数
工作情况系数 KA
工作情况
KA
软启动 硬启动
每天工作小时数 /h
＜ 10 10～ 16 ＞ 16 ＜ 10 10～ 16 ＞ 16
载荷变动微小 离心式水泵和压缩机,轻型输送机等 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3
载荷变动小
压缩机、发电机、金
属切削机床、印刷机、
木工机械等
1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4
载荷变动较大
制砖机、斗式提升机、
起重机、冲剪机床、
纺织机械、橡胶机械、
重载输送机、磨粉机
等
1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6
载荷变动大 破碎机、摩碎机等 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8
2,选择 V带的型号
根据计算功率 Pc和主动
轮（通常是小带轮）转速 n1
由右图选择 V带型号。
当所选取得结果在两
种型号的分界线附近，可
以两种型号同时计算，最
后从中选择较好的方案
点击小图看大图
3.确定带轮基准直径
带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，
使带的寿命降低 。
设计时应取小带轮的基准直径 dd1≥ddmin,ddmin 的值查表
忽略弹性滑动的影响,dd2=dd1?n1/n2,dd1,dd2宜取标准值
4.验算带速
1 0 0 060
11
?
? ndv d?
?离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑
带速不宜过高，否则
?单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命
带速不宜过低，否则
?当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多
5.初定中心距 a和基准带长 Ld
? ?21021 2)(7.0 dddd ddadd ????
按下式初步确定中心距 a0
初选 a0后，可根据下式计算 v带的初选长度 L0
0
2
12
2100 4
)()(
22 a
ddddaL dd
dd
????? ?
根据初选长度 L0，由表选取与相近的基准长度 Ld作为所选带
的长度，然后就可以计算出实际中心距 a，即
2
0
0
LLaa d ???
考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一
定的调整余量。中心距的变动范围为
d
d
Laa
Laa
03.0
015.0
m a x
m i n
??
??
6.验算小带轮包角 1?
小带轮包角可按下式计算
?????? 3.57180 121 a dd dd?
一般要求,否则应适当增大中心距或减小传动比，
也可以加张紧轮。
01 120??
7.确定 V带根数 Z
L
CC
kkPP
P
P
Pz
?)(][ 000 ??
??
带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一
般应满足 z<10。如计算结果超出范围，应改 V带型号或加大带轮直
径后重新设计。
8.单根 V带的初拉力 F0
由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通 V带传动，安装新
带时的初拉力应为计算值的 1.5倍
2
0 )1
5.2(5 0 0 qv
kvz
PF C ???
?
9,带传动作用在带轮轴上的压力 FQ
2s i n2
1
0
?zFF
Q ?
10、带轮设计
带轮设计包括以下内容,
?确定结构类型
?结构尺寸
?轮槽尺寸
?材料
?画出带轮工作图。
例 6.1 设计某鼓风机用普通 V带传动。一支电动机额定功率 P=10kW,转
速 n1=1450r/min,从东轴转速 n2 =400r/min,中心距约为 1500mm,每
天工作 24h 。
解,
1）确定计算功率
CP
由表 8.21查得 1.3，由下式得
kWkWPKP AC 13103.1 ????
2）选取普通 V带型号
根据 P=13kW,n=1450mm,由图 8.12选用 B型普 V通带。
3）确定带轮基准直径 dd1,dd2
根据表 8.6和图 8.12选取 dd1=140mm且 dd1=140mm>ddmin=125mm
大轮带轮基准直径 dd2为
mmmmdnnd dd 5.5 0 71 4 04 0 01 4 5 01
2
1
2 ????
按表，选取标准直径 dd2=500mm,实际传动比 i、从动轮的实际转速
分别为
mmmmdnn d 5.50714040014501
2
1 ???
1
n2=n1/i=1450/3.57r/min=406r/min
从动轮的转速误差率为
%5.1%100400 400406 ???
在 以内，为允许值 %5?
4）验算带速 V
smndv d /63.10100060 1450140100060 11 ?? ????? ??
带速度在 5~25m/s范围内。
5）确定带的基准长度 Ld和实际中心距 a
按结构设计要求初步确定中心距 mma 1 5 0 0
0 ?
由相应式得
0
2
12
2100 4
)()(
22 a
ddddaL dd
dd
????? ?
mm9.4 0 2 61 5 0 04 )1 4 05 0 0()5 0 01 4 0(21 5 0 02
2
?? ?????? ?
由相应表得实际中心距 a为
mm
LL
aa d
1487
2
9.40264000
1500
2
0
0
?
?
??
?
??
中心距 a的变动范围为
amin=a -0.015Ld
=（ 1487-0.015*4000） mm
=1427mm
a=a+0.03L
=(1487+0.03*4000)mm
=1067mm
6）校验小带轮包角
1?
由下式得
????
??
?
??
??
?
??
1 2 013.1 6 6
3.57
6 1 8
1 6 03 2 0
1 8 0
3.571 8 0 121
?
?
a
dd dd
?
7）计算 V带的根数 z
由下式得
? ? LC KKPP Pz ?00 ???
根据, n=1440r/min,查表,用内插法得 mmd d 1401 ?
P0=2.82Kw
由下式得功率增量 ?P0
KW
k
nKP
i
b
3.0
)11(10
?
???
由查表查得 310649.2 ???
bK
根据传动比 i=3.57,查相应表得 Ki=1.1373 则
kW
P
46.0
3 7 3.1
111 4 5 0106 4 9 4.2 3
0
?
??
?
??
?
?
?
??
?
? ????? ?
由相应表查得带长度修正系数 Kl=1.13，由图查得包角系数 Ka=0.97，
得普通带根数
? ?
根62.3
13.197.046.082.2
13
?
???
?z
取 z=4根
8）求初拉力 F0及带轮轴上的压力 FQ
由表查得 B型普通 V带的每米质量 q=0.17kg/m，根据下式得单根 V带
的初拉力为
? ?
N
N
qv
Kvz
P
F C
33.2 6 0
63.1017.01
97.0
5.2
63.104
135 0 0
)1
5.2
(5 0 0
2
2
0
?
?
?
?
?
?
?
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
?
由下式可的作用在轴上的压力 FQ
N
N
a
zFF Q
4.2 0 6 7
2
13.1 6 6
s in433.2 6 02
2
s in2 10
?
???
?
9）带轮的结构设计（设计过程及带轮工作图略）。
选用 4根 B-4000GB 1171-89V带，中心距 a=1487mm，带轮直
径 dd1=140,dd2=500，轴上压力 FQ=2067.4N 。
10）设计结果
§ 6.5 带传动的张紧、安装与维护
根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；
张紧的目的
运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须
重新张紧，才能正常工作。
常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。
1、定期张紧装置
6.5.1带传动的张紧
2、自动张紧装置
张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽
量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮
的相同 。
3、张紧轮装置
6.5.2带的安装与维护
① 安装时不能硬撬 （ 应先缩小中心距或顺势盘上 ）
② 带禁止与矿物油, 酸, 碱等介质接触, 以免腐蚀
带, 不能曝晒
③ 不能新旧带混用 （ 多根带时 ）, 以免载荷分布不
匀
④ 防护罩
⑤ 定期张紧
⑥ 安装时两轮槽应对准, 处于同一平面
§ 6.6 链传动的特点、类型和应用
链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。
与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低
速情况下工作。
与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。
链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。
链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其它不
宜采用齿轮传动的场合。
6.6.1 特点
滚子链 齿形链
输送链 传动链 起重链
6.6.2 链传动的类型及应用
短节距精密滚子链
齿形链
6.7 链传动的运动特性
一、链传动的速度 分析
链的平均速度为,
1 0 0 0601 0 0 060
2211
????
pnzpnzv
链传动的平均传动比为,
1
2
2
1
z
z
n
ni ??
链条铰链 A点的前进分速度 ??? c o s
2c o s
111 dvv ??
上下运动分速度 ??? s in
2s in 111
dvv ???
由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期
性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。
当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比
都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。
链传动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边
形这一特点所造成的，故称为链传动的 多边形效应 。
二、链传动的运动不均匀性
6.8.1滚子链
滚子链的结构 滚子链的零件 单排套筒滚子链
§ 6.8滚子链及其链轮
滚子链的接头型式
滚子链的标记,链号 排数 × 整链链节数 标准编号
例,08A－ 1× 86 GB1234.1-83
滚子链的接头型式
链条的接头处的固定形式有,
用开口销固定，多用于大节距链 弹簧卡片固定，多用于小节距链
6.8.2滚子链链轮的结构和材料
一、链轮齿形
端面齿形 轴面齿形
二、链轮主要尺寸
76.004.1
1 8 0
)
1 8 0
54.0(
1 8 0
s i n
???
??
??
?
h
z
p c t gd
ddd
z
c t gpd
z
p
d
g
rf
a
?
?
?
分度圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
齿侧凸缘（或排间槽）直径
三、链轮的结构
整体式 孔板式 组合式
四、链轮的材料
中碳钢 低速轻载
中碳钢淬火 中速中载
低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火
中碳钢或中碳合金钢表面淬火
高速重载
* 小链轮的材料应好于大链轮
§ 6.9 滚子链传动设计计算
6.9.1 链传动的失效形式
6.9.2 功率曲线图
标准实验条件,
1）两链轮安装在水平轴
上且共面；
2）小链轮齿数 z1=19；
3）链长 Lp=100 节；
4）载荷平稳；
5）按推荐的方式润滑；
6）连续 15000小时满负
荷运转；
7）链条磨损引起相对伸
长量 < 3%；
8）链速 v > 0.6 m/s
标准实验条件下 A系列滚子链额定功率曲线
三、滚子链传动的设计步骤和方法,
1、确定链轮齿数 z1,z2和传动比 i
2、确定计算功率 Pca
3、确定链的节距 p
4、确定中心距 a和链节数 Lp
5、设计链轮
6、计算压轴力 Q
链轮齿数 z1,z2和传动比 i的确定
若 z1过少,—— 不均匀性及动载增大；
—— 链条进入退出啮合相对转角大，铰链磨损增大；
—— 圆周力增大，加速链条链轮的损坏。
链速 v（ m/s) 0.6~3 3~8 > 8 > 25
齿数 z1 ≥17 ≥21 ≥25 ≥35
若 z2过多,—— 传动尺寸的质量增大；
—— 因链条节距伸长易于发生跳齿和 脱链。
限定最大齿数 zmax≤120 * z常取奇数
推荐传动比 i=2~3.5 限定 i≤6
zdp
?180s in???
△ p—— 链节距
增长量；
△ d—— 啮合圆
外移量。
△ p一定时,
z↗ —— △ d ↗
易脱链。
链节距增大引起脱链
Pca=KAP
P—— 传递的功率。
KA—— 工作情况系数。
计算功率 Pca的确定
节距 p越大 —— 承载能力越高；
—— 多边形效应越大。
*尽量选取小节距单排链,
高速重载时选小节距多排链。
0Pkkk
P
pLz
ca ?
kz—— 小链轮齿数系数； kL---链长系数
kp—— 多排链系数；
P0—— 特定条件下单排链所能传递功率。
*由 P0和小链轮转速 n1查线图确定链节距 p
链节距 p 的确定
中心距 a过小 —— 链条绕转次数增多，加剧磨损和疲劳；
—— 链条在小轮上的包角变小，易跳齿和脱链；
中心距 a过大 —— 从动边垂度过大，造成松边颤动。
一般初选中心距 a0=(30~50)p a0max=80p
计算链节数
0
212210 )
2(2
2
a
pzzzz
p
aL
p ?
????? 圆整取偶数
计算理论中心距
])2(8)2()2[(4 21222121 ? zzzzLzzLpa pp ????????
实际中心距 aaa ???' aa )0 0 4.0~0 0 2.0(??
中心距 a 和链节数 Lp 的确定
小链轮毂孔最大直径
表 链轮毂孔最大许用直径
压轴力 FP≈KFPFe
KFP—— 压轴力系数,
对于水平传动 KFP=1.15,
对于垂直传动 KFP=1.05。
Fe—— 链传递的有效圆周力。
链传动作用在轴上的力的计算
对于链速 v<0.6m/s的低速链传动，由于
抗拉静力强度不够而可能出现拉断，因此，
需要进行抗拉静力强度计算,
四、低速链传动的静力强度计算
8~4
1
lim ??
FK
nFS
A
ca
Sca—计算安全系数
Flim—单排链的极限拉伸载荷,kN
6.10.1 链传动的布置
§ 6.10链传动的使用和维护
6.10.2 链传动的张紧
弹
簧
自
动
张
紧
重
力
自
动
张
紧
托
架
自
动
张
紧
张
紧
轮
定
期
张
紧
6.10.3 链传动的润滑
润滑油推荐采用牌号为,L-AN32,L-AN46,L-AN68等全损耗系统用油。
对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入 MoS2,WS2等添加剂。
对于不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。
良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。
链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动
寿命的最主要因素。因而，润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑
的作用对高速重载的链传动尤为重要。
链传动的润滑对链传动的工作能力和寿命有重要影响。必须按推荐的
方式进行润滑 。
推荐的润滑方式
