第 8章 带传动和链传动
?总 论
?带传动
?链传动
基本要求,
? 熟悉普通 V带的结构、标准、张紧方法和装置
? 掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑
? 掌握 V带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法
? 掌握链传动链传动的工作情况 ——运动不均匀性分析
? 掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择
? 了解链传动的布置、张紧和润滑等
机械设计基础 —— 带传动和链传动
总 论
中心距较大的传动,采用环形 曵 引元件传动
减少零件数量，简化传动装置，降低成本
链传动
机械设计基础 —— 带传动和链传动
摩擦型
啮合型挠性
传
动
带传动
带传动
8-1 带传动的特点
8-2 带传动的分类
8-3 带传动的受力分析
8-4 带的耐久性
8-5 弹性滑动及传动比
8-6 普通 V带传动的设计计算
8-7 V带轮的结构
8-8 带传动的使用维护
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-1 带传动的特点
一、带传动组成
? 主动带轮 1、从动带轮 2、环形带
二、工作原理
? 静止时,两边拉力相等；
? 传动时,拉力大的一边称为主动边（紧边），
? 拉力小的一边为从动边（松边）
? 靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
Ff
1 2
F0F0
F0 F0
三、带传动的优缺点
优点：
? 远距离传动
? 可缓冲、减振，运转平稳
? 过载保护
? 结构简单,精度低,成本低
机械设计基础 —— 带传动和链传动
缺点：
? 外廓尺寸大
? 弹性滑动，传动比不固
定，效率低
? 轴与轴承受力大
? 寿命短
? 需要张紧装置
? 不宜用于高温,易燃场合
8-2 带传动的分类
一、按传动形式分
? 开口传动,两轴平行，同向回转
? 交叉传动,两轴平行，反向回转
? 半交叉传动,两轴交错，不能逆转
二、按带的截面分
? 平带传动：底面是工作面，可实现多
种形式的传动
? Ｖ带传动：带两侧面是工作面，当量
摩擦系数大，承载力大，只用于开口
传动
? 多楔带传动：具平、Ｖ带的优点
? 同步带传动,具带与链传动的特点
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-3 带传动的受力分析
一,带受力变化
二,紧松边拉力关系
三,最大有效拉力
机械设计基础 —— 带传动和链传动
一、带受力变化
静止时,两边拉力相等 =F0→张紧力
工作时,
? 拉力增加 ?紧边,F0→F1 紧边拉力
? 拉力减少 ?松边,F0→F2 松边拉力
工作状态,带两边拉力不相等
紧松边判断：
? 绕进主动轮的一边 →紧边
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
F0F0
F0 F0
Ff
紧边
松边
二、紧松边拉力关系
紧边由 F0→F1?拉力增加，带增长
松边由 F0→F2? 拉力减少，带缩短
总长不变 ? 带增长量＝带缩短量
F1－ F0＝ F0－ F2 ; F1＋ F2＝ 2F0
有效拉力,F1 - F2 即带所传递的圆周力 F
圆周力 F,F = F1 - F2 = Ff
? 打滑：
外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
F0F0
F0 F0
Ff
紧边
松边
三、最大有效拉力
打滑：
外载荷引起的圆周力大于全部
摩擦力，带将沿轮面发生滑
动
柔韧体的欧拉公式：
a ——小带轮的包角
此时，摩擦力达到最大
带所能传递的最大圆周力
影响因素：
? 初拉力 F0↑ →F↑
? 包角 α↑→F↑,α↑→带与带轮接触弧越长 →总摩擦力越大
? 摩擦系数 f↑→ F↑
机械设计基础 —— 带传动和链传动
afeFF 21 ?
)11( '121 afeFFFF ????
F0越大越好吗？
越小呢？
F1
F2
Ff
紧边
松边
8-4 带的 耐久性
?? 带传动工作时,作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小
有什么特点?最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速？
带的应力,拉应力、弯曲应力、离心拉应力
? 由带弯曲运动产生的离心拉应力,σc
? 由拉力产生的拉应力,s1,s2：
机械设计基础 —— 带传动和链传动
AF /11 ?s AF /22 ?s
1
1
2
d
yE
b ?s
2
2
2
d
yE
b ?s
? 由带弯曲产生的弯曲应力, σb1,σb2
Aqvc /2?s
变应力 → 疲劳破坏
最大应力,smax=s1+sb1+sc
发生位置,小带轮与 紧 边接触处
8-5 弹性滑动及传动比
? 什么是弹性滑动,什么是打滑? 对传动有什么影响？
? 为什么会发生弹性滑动或打滑? 是否可以避免?
一、弹性滑动
? 分析,带是弹性体
? 弹性形变 λ：
机械设计基础 —— 带传动和链传动
EA
F?? F
1
F2
紧边
松边
F
F
F
F+dF
F+dF
F+dF
F0 F0+dF
正确
0FF ?
弹性滑动
定义：
? 由于带的两边弹性变形不等所引起
的带与带轮之间的微量相对滑动
产生的原因,
? 带的弹性, 松边与紧边拉力差 ?变形量改变, 相对轮滑动
弹性滑动的特点,
? 弹性滑动 不可 避免
? Fe↑? 弹性滑动 ↑? 弹性滑动范围 ↑
后果：
? 带速滞后于主动轮, 超前于从动轮 →v1> v带 > v2, v1 > v2
? 带传动传动比不稳定
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
紧边
松边
%100
1
21 ??? v vv?弹性滑动 率：
)1(1
2
2
1
???? d
d
d
d
n
ni
1
2
d
d
d
d?
如果弹性滑动扩
展到整个接触弧?
二、打滑
定义：
? 带沿带轮面发生全面滑动
产生的原因,
? Fe>Ffmax ?弹性滑动扩展到整个接触弧 ?显著滑动 (打滑 )
特点,
? 打滑 可以 避免, 而且应当避免
? 短时打滑起到过载保护作用
? 打滑先发生在小带轮处
后果：
? 打滑 ?带的剧烈磨损 ?从动轮转速剧烈降低 ?失效
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
紧边
松边
如何防止打滑
8-6 普通 V带传动的设计计算
一,V带的结构
二,普通 V带标准
三,V带传动设计计算
机械设计基础 —— 带传动和链传动
一,V带的结构
? 伸张层 (顶胶 )、强力层 (抗拉体 )、压缩层 (底胶 )、包布层
摩擦力分析：
? 比较平带与 V带
机械设计基础 —— 带传动和链传动
Fn F
n
FV
?
FV
Fn
nf FfF ?
nf FfF 2? VvV FfF
f ??
2/s i n ?
二、普通 V带标准
? 普通 V带,Y,Z,A,B,C,D,E七种
? 窄 V带,SPZ,SPA,SPB,SPC四种
? 截面尺寸见表 8-1
机械设计基础 —— 带传动和链传动
三,V带传动设计计算
1 带传动失效形式及设计准则
2 单根 V带能传递的功率
3 设计步骤
机械设计基础 —— 带传动和链传动
1 带传动失效形式及设计准则
? 失效形式,打滑、带的疲劳损坏
? 设计准则,F≤F fmax,smax=s1+sb1+sc≤[s]
? 设计依据,保证不打滑的条件下，使带具有一定
的疲劳强度或寿命
具体做法,
? 确定单根带所能传递的许用功率
? 根据带传动的设计功率
? 确定带安全工作的根数
机械设计基础 —— 带传动和链传动
2 单根 V带能传递的功率
? 保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命
? 基本额定功率可查表 8-2a,表 8-2b
? 基本额定功率确定条件, i=1,特定带长, 工作平稳
? 实际工作中单根带所能传递的许用功率,
机械设计基础 —— 带传动和链传动
1 0 0 0
)11(
1 0 0 0
1
0
veFFv
P
fa?
??
不打滑 不疲劳破坏
1 0 0 0
)11)(]([ 1 Ave fCb asss ???
?
1 0 0 0
)11(1 veA fas ?
?
LKKPPP a)(][ 000 ???
长度系数
包角系数
时的功率增量1?i
3 设计步骤
? 已知条件及设计内容：
机械设计基础 —— 带传动和链传动
已知条件 设计内容
传递的名义功率 P
主动轮转速 n1
从动轮转速 n2 或传动比 i
传动位置要求
工况条件, 原动机类型等
V带的型号, 长度和根数
带轮直径和结构
传动中心距 a
验算带速 v 和包角 α
计算初拉力和压轴力
7、计算带的根数 z
2,根据 n1,Pc选择带的型号
3、确定带轮基准直径 dd1,dd2
带轮愈小，弯曲应力愈
大，所以 dd1 ≥ dmin
dd2 = i dd1(1–ε)，圆
整成标准值
? ? ? ? 700 ????? aKKPP PPPz Lcc
具体步骤
1、确定计算功率 Pc ＝ KAP
机械设计基础 —— 带传动和链传动
工况系数，
查表 8-3
4、验算带速 v (v＝ 5～ 25m/s)
N
5、确定 中心距 a 及带长 Ld
6、验算主动轮的包角 α1
N
z ≥ 7？
NY
8、确定初拉力 F0
9、计算压轴力 FQ
10、带轮结构设计
问题：带传动适合于
高速级还是低速级？根据图 8-10
001201 1 2 03.571 8 0 ????? a dd dda
? ? 2
0
5.25 0 0 qv
zvK
PKF c ????
a
a
2s in2 10
azFF
Q ?
套基准长度，表 8-1
a 过小, 带短, 易疲劳
a 过大, 易引起带的扇动
确定中心距
初定中心距 a0
0.7(dd1+dd2) < a0 < 2(dd1+dd2)
机械设计基础 —— 带传动和链传动
初算带长 Ld0
计算实际中心距 a
? ? ? ?
0
2
12
2100 422 a
ddddaL dd
ddd
????? ?
2 00 dd
LLaa ??? （圆整）
取基准带长 Ld(表 6－ 5)
8-7 V带轮的结构
? 基本结构型式 —— 按带轮直径确定
? 实心式、腹板式、椭圆轮辐式
? 具体轮槽尺寸见表 8-7
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-8 带传动的使用维护
? 为什么要张紧？
? Ｐ＝ Fecv/100 →调整 F0 →增大 Fec
? 但安装制造误差、塑性变形 ?F0不保证 ?设张紧装置
常见的张紧装置,
? 调整中心距
? 定期张紧
? 自动张紧
? 调整张紧轮
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 自动张紧
调整中心距
? 定期张紧
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 平带传动：张紧轮设置在 处
调整张紧轮
? Ｖ带传动：张紧轮设置在 处
机械设计基础 —— 带传动和链传动
松边内侧靠大轮
(∵ Ｖ带只能单向弯曲，避免过多减小包角）
松边外侧靠小轮
(∵ 平带可以双向弯曲，应尽量增大包角 )
范例
链传动
8-9 链传动的特点
8-10 链传动结构
8-11 链传动的主要参数及其选择
8-12 链传动的计算
8-13 链传动的使用维护
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-9 链传动的特点
一、构成
? 主动链轮、从动链轮、链
二、工作原理
? 靠链轮轮齿与链节的啮合传递
运动和动力
? 有中间挠性件的啮合传动
三、特点
? 优点：
? 远距离传动
? 工作可靠,效率 η较高
? 平均传动比恒定 i = z2/z1
? 压轴力 Fp小于带传动的
? 结构紧凑 (与带传动比较 )
? 缺点：
? 运动不均匀 (z小,p大 →不均
匀 ↑)
? 瞬时传动比不恒定
? 传动平稳性差 (冲击、振动大，
噪音高 →动载荷 → 不宜高速
传动 )外廓尺寸大
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-10 链传动结构
一,链
? 滚子链
? 齿形链
二,链轮
机械设计基础 —— 带传动和链传动
一、链
? 传动链可分为：滚子链、齿形链
1 滚子链（套筒滚子链）
组成,
? 内、外链板，套筒，销轴，滚子
机械设计基础 —— 带传动和链传动
配合状况,
? 内链板、套筒之间 — 过盈配合
? 外链板、销轴之间 — 过盈配合
? 套筒、销轴之间 — 间隙配合,
使内外链板能相对转动
? 链板形状的特点 →等强度
内链板 外链板 套筒 销轴 滚子
参数
? 节距 p— 相邻两销轴中心之距离
? 链长 — 链节数
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 链节数为偶数时，刚好内、外
链板相连，再用开口销或弹簧
锁住活动销轴；为奇时，采用
过渡链节
??
??
（用过渡链节联接）奇数
（直接联接）偶数
pL
2 齿形链
? 无声链
结构：
? 链板 (带两个齿，交错并列铰
接 ),导板 (防侧向窜动 )
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 由许多以铰链连接的齿形链板锁构成
传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮
齿互相啮合
特点：
? 优点,传动平稳、无噪声，承受冲击性能
好，工作可靠
? 适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，
传动比大和中心距较小
? 缺点,结构复杂，价格较高，且制造较难
二、链轮
1 基本参数
? 基本参数,节距 p、套筒外径 d1、齿数 z、排
距 p1
? 分度圆直径,被链轮节距等分的圆，
d=p/(sin180° /z)
? 齿顶圆直径, da
机械设计基础 —— 带传动和链传动
2 齿形
? 端面齿形：三圆弧一直线 （零件工作图上不画）
? 轴面齿形,(工作图上要画 )
? 工作图应标明：链节距 p、齿数 z、分度圆直径 d以及顶圆直径 da
3 材料
? 材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度
? 小链轮材料好些
? 低碳钢 (渗碳淬火 )、中碳钢 (表面淬火 )、铸钢、夹布胶木 (平稳、噪音小 )
8-11 主要参数及其选择
一,链条速度
二,传动比
三,链轮齿数
四,链节距
五,中心距和链条长度
机械设计基础 —— 带传动和链传动
一、链条速度
假定,主动边总处于水平位置
链轮抽象成正多边形，边长为 p
链速：
机械设计基础 —— 带传动和链传动
平均 链速,相当于多边形轮的传动
?? co s)2/( 11dv ?
smpnzpnzv /1 0 0 0601 0 0 060 2211 ????
二、传动比
? 平均传动比，瞬时速度、传动比
是变化的，且 z越少，转速越不
均匀
机械设计基础 —— 带传动和链传动
称为 多边形效应
v0=?1r
?1
v
1
2
2
1
z
z
n
ni ??
三、链轮齿数
? 表 8-12，小链轮齿数选
用奇数，这是因为链条
的链节数一般用偶数
机械设计基础 —— 带传动和链传动
小链轮齿数 z1 愈多，传动愈平稳，动载荷减小
通常取 z1≥ 17，且传动比 i 越小,z1可越多
大链轮齿数 z2 ＝ i z1,常取 z2 ≤ 120，以防止脱链
四、链节距 p
最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 节距 p 越大，承载能力越大
? 但 p 过大，运动越不均匀，冲击越大，且结构庞大
? 所以，高速重载时，宜选小节距多排链
? 低速重载时，宜选大节距单排链
五、中心距和链条长度
链条长度常以链节数表示，链节数最好取偶数，避免过渡链节
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-12 链传动的计算
一、链传动的失效形式
? 1,链的疲劳破坏
? 变应力 ?链板疲劳断裂，套筒、滚子表面疲劳点蚀
? 2,链条铰链的磨损
? 压力 +相对转动 ?磨损 ?链节伸长 脱链
? 3,链条铰链的胶合
? 高速 +冲击 ?油膜破坏 ?温度 ↑ ?胶合（冷焊接）
? 4,链条静力拉断
? 低速（ v＜ 0.6m／ s）过载 ?断裂
二、滚子链传动的设计和参数选择
? 由失效形式 ?极限功率曲线围成的封闭区即表示一定条件下链传动
允许传递功率的范围 ?链的型号及尺寸
? 链的润滑方式根据节距及链速选用
? 设计思路,已知条件 ?链的型号、节距、尺寸（ p,z,Lp,a,d）
?验算
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-13 链传动的使用维护
一、链传动的布置
? 要求：
? 两轮共面
? 两轮中心连线尽量水平 (＜ 45° )
? 松边在下
二、链传动张紧
? 方法：
? 调整中心距；
? 取掉一两个链节；
? 用张紧轮（紧压松边靠近小链轮）
三、链传动的润滑
? 高速重载链传动很重要
机械设计基础 —— 带传动和链传动
?总 论
?带传动
?链传动
基本要求,
? 熟悉普通 V带的结构、标准、张紧方法和装置
? 掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑
? 掌握 V带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法
? 掌握链传动链传动的工作情况 ——运动不均匀性分析
? 掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择
? 了解链传动的布置、张紧和润滑等
机械设计基础 —— 带传动和链传动
总 论
中心距较大的传动,采用环形 曵 引元件传动
减少零件数量，简化传动装置，降低成本
链传动
机械设计基础 —— 带传动和链传动
摩擦型
啮合型挠性
传
动
带传动
带传动
8-1 带传动的特点
8-2 带传动的分类
8-3 带传动的受力分析
8-4 带的耐久性
8-5 弹性滑动及传动比
8-6 普通 V带传动的设计计算
8-7 V带轮的结构
8-8 带传动的使用维护
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-1 带传动的特点
一、带传动组成
? 主动带轮 1、从动带轮 2、环形带
二、工作原理
? 静止时,两边拉力相等；
? 传动时,拉力大的一边称为主动边（紧边），
? 拉力小的一边为从动边（松边）
? 靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
Ff
1 2
F0F0
F0 F0
三、带传动的优缺点
优点：
? 远距离传动
? 可缓冲、减振，运转平稳
? 过载保护
? 结构简单,精度低,成本低
机械设计基础 —— 带传动和链传动
缺点：
? 外廓尺寸大
? 弹性滑动，传动比不固
定，效率低
? 轴与轴承受力大
? 寿命短
? 需要张紧装置
? 不宜用于高温,易燃场合
8-2 带传动的分类
一、按传动形式分
? 开口传动,两轴平行，同向回转
? 交叉传动,两轴平行，反向回转
? 半交叉传动,两轴交错，不能逆转
二、按带的截面分
? 平带传动：底面是工作面，可实现多
种形式的传动
? Ｖ带传动：带两侧面是工作面，当量
摩擦系数大，承载力大，只用于开口
传动
? 多楔带传动：具平、Ｖ带的优点
? 同步带传动,具带与链传动的特点
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-3 带传动的受力分析
一,带受力变化
二,紧松边拉力关系
三,最大有效拉力
机械设计基础 —— 带传动和链传动
一、带受力变化
静止时,两边拉力相等 =F0→张紧力
工作时,
? 拉力增加 ?紧边,F0→F1 紧边拉力
? 拉力减少 ?松边,F0→F2 松边拉力
工作状态,带两边拉力不相等
紧松边判断：
? 绕进主动轮的一边 →紧边
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
F0F0
F0 F0
Ff
紧边
松边
二、紧松边拉力关系
紧边由 F0→F1?拉力增加，带增长
松边由 F0→F2? 拉力减少，带缩短
总长不变 ? 带增长量＝带缩短量
F1－ F0＝ F0－ F2 ; F1＋ F2＝ 2F0
有效拉力,F1 - F2 即带所传递的圆周力 F
圆周力 F,F = F1 - F2 = Ff
? 打滑：
外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
F0F0
F0 F0
Ff
紧边
松边
三、最大有效拉力
打滑：
外载荷引起的圆周力大于全部
摩擦力，带将沿轮面发生滑
动
柔韧体的欧拉公式：
a ——小带轮的包角
此时，摩擦力达到最大
带所能传递的最大圆周力
影响因素：
? 初拉力 F0↑ →F↑
? 包角 α↑→F↑,α↑→带与带轮接触弧越长 →总摩擦力越大
? 摩擦系数 f↑→ F↑
机械设计基础 —— 带传动和链传动
afeFF 21 ?
)11( '121 afeFFFF ????
F0越大越好吗？
越小呢？
F1
F2
Ff
紧边
松边
8-4 带的 耐久性
?? 带传动工作时,作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小
有什么特点?最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速？
带的应力,拉应力、弯曲应力、离心拉应力
? 由带弯曲运动产生的离心拉应力,σc
? 由拉力产生的拉应力,s1,s2：
机械设计基础 —— 带传动和链传动
AF /11 ?s AF /22 ?s
1
1
2
d
yE
b ?s
2
2
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b ?s
? 由带弯曲产生的弯曲应力, σb1,σb2
Aqvc /2?s
变应力 → 疲劳破坏
最大应力,smax=s1+sb1+sc
发生位置,小带轮与 紧 边接触处
8-5 弹性滑动及传动比
? 什么是弹性滑动,什么是打滑? 对传动有什么影响？
? 为什么会发生弹性滑动或打滑? 是否可以避免?
一、弹性滑动
? 分析,带是弹性体
? 弹性形变 λ：
机械设计基础 —— 带传动和链传动
EA
F?? F
1
F2
紧边
松边
F
F
F
F+dF
F+dF
F+dF
F0 F0+dF
正确
0FF ?
弹性滑动
定义：
? 由于带的两边弹性变形不等所引起
的带与带轮之间的微量相对滑动
产生的原因,
? 带的弹性, 松边与紧边拉力差 ?变形量改变, 相对轮滑动
弹性滑动的特点,
? 弹性滑动 不可 避免
? Fe↑? 弹性滑动 ↑? 弹性滑动范围 ↑
后果：
? 带速滞后于主动轮, 超前于从动轮 →v1> v带 > v2, v1 > v2
? 带传动传动比不稳定
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
紧边
松边
%100
1
21 ??? v vv?弹性滑动 率：
)1(1
2
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如果弹性滑动扩
展到整个接触弧?
二、打滑
定义：
? 带沿带轮面发生全面滑动
产生的原因,
? Fe>Ffmax ?弹性滑动扩展到整个接触弧 ?显著滑动 (打滑 )
特点,
? 打滑 可以 避免, 而且应当避免
? 短时打滑起到过载保护作用
? 打滑先发生在小带轮处
后果：
? 打滑 ?带的剧烈磨损 ?从动轮转速剧烈降低 ?失效
机械设计基础 —— 带传动和链传动
F1
F2
紧边
松边
如何防止打滑
8-6 普通 V带传动的设计计算
一,V带的结构
二,普通 V带标准
三,V带传动设计计算
机械设计基础 —— 带传动和链传动
一,V带的结构
? 伸张层 (顶胶 )、强力层 (抗拉体 )、压缩层 (底胶 )、包布层
摩擦力分析：
? 比较平带与 V带
机械设计基础 —— 带传动和链传动
Fn F
n
FV
?
FV
Fn
nf FfF ?
nf FfF 2? VvV FfF
f ??
2/s i n ?
二、普通 V带标准
? 普通 V带,Y,Z,A,B,C,D,E七种
? 窄 V带,SPZ,SPA,SPB,SPC四种
? 截面尺寸见表 8-1
机械设计基础 —— 带传动和链传动
三,V带传动设计计算
1 带传动失效形式及设计准则
2 单根 V带能传递的功率
3 设计步骤
机械设计基础 —— 带传动和链传动
1 带传动失效形式及设计准则
? 失效形式,打滑、带的疲劳损坏
? 设计准则,F≤F fmax,smax=s1+sb1+sc≤[s]
? 设计依据,保证不打滑的条件下，使带具有一定
的疲劳强度或寿命
具体做法,
? 确定单根带所能传递的许用功率
? 根据带传动的设计功率
? 确定带安全工作的根数
机械设计基础 —— 带传动和链传动
2 单根 V带能传递的功率
? 保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命
? 基本额定功率可查表 8-2a,表 8-2b
? 基本额定功率确定条件, i=1,特定带长, 工作平稳
? 实际工作中单根带所能传递的许用功率,
机械设计基础 —— 带传动和链传动
1 0 0 0
)11(
1 0 0 0
1
0
veFFv
P
fa?
??
不打滑 不疲劳破坏
1 0 0 0
)11)(]([ 1 Ave fCb asss ???
?
1 0 0 0
)11(1 veA fas ?
?
LKKPPP a)(][ 000 ???
长度系数
包角系数
时的功率增量1?i
3 设计步骤
? 已知条件及设计内容：
机械设计基础 —— 带传动和链传动
已知条件 设计内容
传递的名义功率 P
主动轮转速 n1
从动轮转速 n2 或传动比 i
传动位置要求
工况条件, 原动机类型等
V带的型号, 长度和根数
带轮直径和结构
传动中心距 a
验算带速 v 和包角 α
计算初拉力和压轴力
7、计算带的根数 z
2,根据 n1,Pc选择带的型号
3、确定带轮基准直径 dd1,dd2
带轮愈小，弯曲应力愈
大，所以 dd1 ≥ dmin
dd2 = i dd1(1–ε)，圆
整成标准值
? ? ? ? 700 ????? aKKPP PPPz Lcc
具体步骤
1、确定计算功率 Pc ＝ KAP
机械设计基础 —— 带传动和链传动
工况系数，
查表 8-3
4、验算带速 v (v＝ 5～ 25m/s)
N
5、确定 中心距 a 及带长 Ld
6、验算主动轮的包角 α1
N
z ≥ 7？
NY
8、确定初拉力 F0
9、计算压轴力 FQ
10、带轮结构设计
问题：带传动适合于
高速级还是低速级？根据图 8-10
001201 1 2 03.571 8 0 ????? a dd dda
? ? 2
0
5.25 0 0 qv
zvK
PKF c ????
a
a
2s in2 10
azFF
Q ?
套基准长度，表 8-1
a 过小, 带短, 易疲劳
a 过大, 易引起带的扇动
确定中心距
初定中心距 a0
0.7(dd1+dd2) < a0 < 2(dd1+dd2)
机械设计基础 —— 带传动和链传动
初算带长 Ld0
计算实际中心距 a
? ? ? ?
0
2
12
2100 422 a
ddddaL dd
ddd
????? ?
2 00 dd
LLaa ??? （圆整）
取基准带长 Ld(表 6－ 5)
8-7 V带轮的结构
? 基本结构型式 —— 按带轮直径确定
? 实心式、腹板式、椭圆轮辐式
? 具体轮槽尺寸见表 8-7
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-8 带传动的使用维护
? 为什么要张紧？
? Ｐ＝ Fecv/100 →调整 F0 →增大 Fec
? 但安装制造误差、塑性变形 ?F0不保证 ?设张紧装置
常见的张紧装置,
? 调整中心距
? 定期张紧
? 自动张紧
? 调整张紧轮
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 自动张紧
调整中心距
? 定期张紧
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 平带传动：张紧轮设置在 处
调整张紧轮
? Ｖ带传动：张紧轮设置在 处
机械设计基础 —— 带传动和链传动
松边内侧靠大轮
(∵ Ｖ带只能单向弯曲，避免过多减小包角）
松边外侧靠小轮
(∵ 平带可以双向弯曲，应尽量增大包角 )
范例
链传动
8-9 链传动的特点
8-10 链传动结构
8-11 链传动的主要参数及其选择
8-12 链传动的计算
8-13 链传动的使用维护
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-9 链传动的特点
一、构成
? 主动链轮、从动链轮、链
二、工作原理
? 靠链轮轮齿与链节的啮合传递
运动和动力
? 有中间挠性件的啮合传动
三、特点
? 优点：
? 远距离传动
? 工作可靠,效率 η较高
? 平均传动比恒定 i = z2/z1
? 压轴力 Fp小于带传动的
? 结构紧凑 (与带传动比较 )
? 缺点：
? 运动不均匀 (z小,p大 →不均
匀 ↑)
? 瞬时传动比不恒定
? 传动平稳性差 (冲击、振动大，
噪音高 →动载荷 → 不宜高速
传动 )外廓尺寸大
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-10 链传动结构
一,链
? 滚子链
? 齿形链
二,链轮
机械设计基础 —— 带传动和链传动
一、链
? 传动链可分为：滚子链、齿形链
1 滚子链（套筒滚子链）
组成,
? 内、外链板，套筒，销轴，滚子
机械设计基础 —— 带传动和链传动
配合状况,
? 内链板、套筒之间 — 过盈配合
? 外链板、销轴之间 — 过盈配合
? 套筒、销轴之间 — 间隙配合,
使内外链板能相对转动
? 链板形状的特点 →等强度
内链板 外链板 套筒 销轴 滚子
参数
? 节距 p— 相邻两销轴中心之距离
? 链长 — 链节数
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 链节数为偶数时，刚好内、外
链板相连，再用开口销或弹簧
锁住活动销轴；为奇时，采用
过渡链节
??
??
（用过渡链节联接）奇数
（直接联接）偶数
pL
2 齿形链
? 无声链
结构：
? 链板 (带两个齿，交错并列铰
接 ),导板 (防侧向窜动 )
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 由许多以铰链连接的齿形链板锁构成
传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮
齿互相啮合
特点：
? 优点,传动平稳、无噪声，承受冲击性能
好，工作可靠
? 适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，
传动比大和中心距较小
? 缺点,结构复杂，价格较高，且制造较难
二、链轮
1 基本参数
? 基本参数,节距 p、套筒外径 d1、齿数 z、排
距 p1
? 分度圆直径,被链轮节距等分的圆，
d=p/(sin180° /z)
? 齿顶圆直径, da
机械设计基础 —— 带传动和链传动
2 齿形
? 端面齿形：三圆弧一直线 （零件工作图上不画）
? 轴面齿形,(工作图上要画 )
? 工作图应标明：链节距 p、齿数 z、分度圆直径 d以及顶圆直径 da
3 材料
? 材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度
? 小链轮材料好些
? 低碳钢 (渗碳淬火 )、中碳钢 (表面淬火 )、铸钢、夹布胶木 (平稳、噪音小 )
8-11 主要参数及其选择
一,链条速度
二,传动比
三,链轮齿数
四,链节距
五,中心距和链条长度
机械设计基础 —— 带传动和链传动
一、链条速度
假定,主动边总处于水平位置
链轮抽象成正多边形，边长为 p
链速：
机械设计基础 —— 带传动和链传动
平均 链速,相当于多边形轮的传动
?? co s)2/( 11dv ?
smpnzpnzv /1 0 0 0601 0 0 060 2211 ????
二、传动比
? 平均传动比，瞬时速度、传动比
是变化的，且 z越少，转速越不
均匀
机械设计基础 —— 带传动和链传动
称为 多边形效应
v0=?1r
?1
v
1
2
2
1
z
z
n
ni ??
三、链轮齿数
? 表 8-12，小链轮齿数选
用奇数，这是因为链条
的链节数一般用偶数
机械设计基础 —— 带传动和链传动
小链轮齿数 z1 愈多，传动愈平稳，动载荷减小
通常取 z1≥ 17，且传动比 i 越小,z1可越多
大链轮齿数 z2 ＝ i z1,常取 z2 ≤ 120，以防止脱链
四、链节距 p
最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离
机械设计基础 —— 带传动和链传动
? 节距 p 越大，承载能力越大
? 但 p 过大，运动越不均匀，冲击越大，且结构庞大
? 所以，高速重载时，宜选小节距多排链
? 低速重载时，宜选大节距单排链
五、中心距和链条长度
链条长度常以链节数表示，链节数最好取偶数，避免过渡链节
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-12 链传动的计算
一、链传动的失效形式
? 1,链的疲劳破坏
? 变应力 ?链板疲劳断裂，套筒、滚子表面疲劳点蚀
? 2,链条铰链的磨损
? 压力 +相对转动 ?磨损 ?链节伸长 脱链
? 3,链条铰链的胶合
? 高速 +冲击 ?油膜破坏 ?温度 ↑ ?胶合（冷焊接）
? 4,链条静力拉断
? 低速（ v＜ 0.6m／ s）过载 ?断裂
二、滚子链传动的设计和参数选择
? 由失效形式 ?极限功率曲线围成的封闭区即表示一定条件下链传动
允许传递功率的范围 ?链的型号及尺寸
? 链的润滑方式根据节距及链速选用
? 设计思路,已知条件 ?链的型号、节距、尺寸（ p,z,Lp,a,d）
?验算
机械设计基础 —— 带传动和链传动
8-13 链传动的使用维护
一、链传动的布置
? 要求：
? 两轮共面
? 两轮中心连线尽量水平 (＜ 45° )
? 松边在下
二、链传动张紧
? 方法：
? 调整中心距；
? 取掉一两个链节；
? 用张紧轮（紧压松边靠近小链轮）
三、链传动的润滑
? 高速重载链传动很重要
机械设计基础 —— 带传动和链传动
