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（时间：2次课，4学时）教学目标：机械传动中常常利用中间挠性元件，如带、链、绳等，依靠摩擦或啮合来实现两个或多个传动轮之间传递运动和动力，这类传动统称为挠性传动。通过本章的学习了解带传动、链传动的基本类型及应用，并能分析与设计。教学重点和难点：了解带传动、链传动的类型、特点和应用场合。熟悉普通V带和滚子链的结构及其标准。通过带传动工作情况分析掌握普通V带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动和打滑的概念及区别、传动的失效形式及设计准则。通过链传动工作情况分析掌握滚子链传动的工作原理及运动特点。了解V带传动、滚子链传动的参数选择及设计方法和步骤。案例导入：在图1-2所示的自动组装机传动图中电机与变速箱之间采用的是带传动。另外，我们最熟悉的自行车用链传动。这些传动装置是我们最常见的，为什么要使用这些传动？若换作其他传动会出现什么问题？通过本章的学习，会解决这些问题，并且能对带传动、链传动进行分析及设计。8.1带传动8.2链传动8.3实验与实训8.4习题8.1.1带传动的组成及应用8.1.2带传动的工作情况分析8.1.3V带传动的设计和计算带传动是利用张紧在带轮上的带，在两轴(或多轴)间传递运动或动力(如图8-1所示)。环形传动带采用易弯曲的挠性材料制成。带传动按工作原理可分为摩擦传动和啮合传动两大类，其常见的是摩擦带传动。图8-1带传动的工作原理本节介绍带传动的组成和类型，重点介绍普通V带传动。1.带传动的组成带传动是由主动轮、从动轮和中间挠性元件带组成(如图8-1所示)。由于带的初拉力，在带轮上产生一定的正压力，工作时主动轮依靠摩擦力带动带，带又靠摩擦力带动从动轮，从而实现主、从动轴之间的运动和动力的传递。工程上一般需要的是作减速运动，因此，通常小带轮为主动轮，而大带轮为从动轮。2.带传动的类型根据带的截面形状不同(如图8-2所示)，可分为平带、V带、多楔带和圆带等。平带传动靠带的环形内表面与带轮外表面压紧产生摩擦力。平带传动结构简单，带的挠性好，带轮容易制造，大多用于传动中心距较大的场合。V带传动靠带的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力。与平带传动比较，当带对带轮的压力相同时，V带传动的摩擦力大，故能传递较大功率，结构也较紧凑，且V带无接头，传动较平稳，因此V带传动应用最广。多楔带(又称复合V带)传动靠带和带轮间的楔面之间产生的摩擦力工作。兼有平带和V带的优点，适宜于要求结构紧凑且传递功率较大的场合，特别适用要求V带根数较多或带轮轴线垂直于地面的传动。圆带传动靠带与轮槽压紧产生摩擦力。它用于低速小功率传动，如缝纫机、磁带盘的传动等。普通V带为梯形截面无端头橡胶带，由4部分组成：顶胶1，当V带弯曲在带轮上时，顶胶被伸长，是由胶料制成；抗拉体2，承受载荷的主体，材料为化学纤维织物；底胶3，当V带弯曲在带轮上时，底胶被缩短，是由胶料制成；包布层4，由胶帆布制成。帘布结构与线绳结构区别在于抗拉体，帘布结构由胶帘布制造，便于制造；线绳结构由胶线绳制造，柔韧性好，抗弯强度高，寿命长。V带的横截面为梯形，当带弯曲时，带中长度和宽度均不变的一层称为中性层，其宽度bp称为节宽。V带截面高度h和节宽bp的比值称为相对高度。楔角为40°，相对高度高约为0.7的V带称为普通V带。普通V带有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号；最常用的是A、B型。普通V带是标准件，截面尺寸和长度已标准化，各型号的截面尺寸见表8-1。4.普通V带轮V带轮由3部分组成：轮缘，用以安装传动带的部分；轮毂，与轴接触配合的部分；轮辐或腹板，用以连接轮缘和轮毂的部分。如图8-5所示，带轮按结构不同分为实心式、腹板式、孔板式和轮辐式。V带安装在带轮上，带的节宽bp与轮槽的基准宽度bd重合并相等，其对应的带轮直径称为基准直径dd(见表8-2)。带轮基准直径较小时[dd≤(2.5～3)ds，ds为轴径]，常用实心式结构(如图8-5(a)所示)；当dd≤300mm时，可采用腹板式结构(如图8-5(b)所示)，且当d1-dh≥100mm时，为了便于吊装和减轻质量可在腹板上开孔，称为孔板式(如图8-5(c)所示)；当dd＞300mm时，一般采用轮辐式结构(如图8-5(d)所示)。带速v≤30m/s的传动带，其带轮常用铸铁HT150制造，重要的也可用HT200；高速时宜使用钢制带轮，速度可达45m/s；小功率可用铸铝或塑料。(d)轮辐式图8-5V带轮结构5.V带传动的特点及应用因为V带传动具有中间挠性件并靠摩擦力工作，所以具有以下优点：①能缓和载荷冲击；②运行平稳，无噪声；③过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏；④可增加带长以适应中心距较大的工作条件；⑤结构简单，制造和安装精度要求不像啮合传动那样严格，成本低廉。3.带的弹性滑动、打滑和传动比1)带的弹性滑动带是弹性体，在工作时，由于紧边和松边的拉力不同，所以弹性变形也不同。如图8-8所示，带自A1点绕上主动轮，此时带和带轮表面的速度是相等的。但在带自A1点转到B1点的过程中，带的拉力由F1降低到F2，带因弹性变形渐小而回缩，因此带的速度要滞后于带轮，带与带轮之间发生了相对滑动。同样的现象也发生在从动轮上，但情况相反，带的速度超前于带轮。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动，称为弹性滑动，又称丢转，是带传动正常工作时固有的特性，是不可避免的。选用弹性模量大的带材料可以降低弹性滑动。带的弹性滑动会引起下列后果：①从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度；②降低传动效率；③引起带的磨损；④使带温度升高。2)打滑当传递的有效拉力大于极限摩擦力时，带与带轮间将发生全面滑动，这种现象称为打滑。打滑将造成带的严重磨损并使从动轮转速急剧降低，致使传动失效。带在大轮上的包角一般大于在小轮上的包角，所以打滑总是先在小轮上开始。带的弹性滑动和打滑是两个完全不同的概念，打滑是因为过载引起的，因此打滑可以避免。而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的，是传动中不可避免的现象。3)传动比由弹性滑动引起从动轮圆周速度的相对降低率称为滑动率，用表示。8.2.1链传动的组成及应用8.2.2链传动的工作情况分析8.2.3链传动的设计和计算链传动是通过具有特殊齿形的主动链轮、从动链轮和一条闭合的中间挠性链条啮合来传递运动和动力，其简图如图8-10所示。按用途不同，链可分为三类：传动链，在各种机械传动装置中用于传递运动和动力；起重链，主要用在起重机械中提升重物；曳引链，在运输机械中用于移动重物。图8-10链传动简图1.链传动的组成链传动是由主动链轮1、从动链轮2和中间挠性元件(链条3)组成，如图8-10所示。由于链条的张紧力，工作时通过链轮与链条的啮合实现主、从动轴之间的运动和动力的传递。在一般工程中，小链轮为主动轮，而大链轮为从动轮。2.链传动的类型传动链分为短节距精密滚子链(简称滚子链)、短节距精密套筒链(简称套筒链)、齿形链和成形链等，如图8-11所示。套筒链的结构与滚子链基本相同，但少一个滚子，故易磨损，只用于低速()传动。齿形链是由一组带有两个齿的链板左右交错并列铰接而成(如图8-11(c)所示)。齿形链板的两外侧为直边，其夹角为60°或70°。齿楔角为60°的齿形链传动较易制造，应用较广。工作时链齿外侧边与链轮轮齿相啮合来实现传动。齿形链传动平稳，承受冲击载荷的能力强，允许速度可高达，且噪音小，故又称无声链，但其结构复杂、质量大、价格高，多用于高速或精度要求高的场合，如汽车、磨床等。成形链结构简单、拆装方便，常用于的一般传动及农业机械中。以下主要介绍滚子链传动。3.滚子链的结构和标准如图8-12所示，滚子链由内链板l、外链板2、销轴3、套筒4及滚子5组成。滚子链的销轴与外链板、套筒与内链板分别用过盈配合连接；滚子与套筒、套筒与销轴之间为间隙配合，构成了铰链连接，使链条成为中间挠性件。当内外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动，滚子活套在套筒上以减轻链轮齿廓的磨损。内外链板均制成∞字形以使它的各个横剖面具有接近等强度，同时也减轻了链条的质量和运动时的惯性力。滚子链已标准化(GB/T1243—1997)，分为A、B两个系列。A系列用于重载高速和重要场合的传动，应用广泛。B系列用于一般传动。每个系列均有不同链号，表8-8列出了A系列滚子链的主要参数、尺寸和极限拉伸载荷。图8-12滚子链4.滚子链链轮链轮的齿形属于非共轭啮合传动，链轮齿形有较大灵活性，应保证在链条与链轮良好啮合的情况下，使链节能自由地进入和退出啮合，并便于加工。GB/T1243—1997规定了齿形，其端面齿形如图8-15所示；轴向齿廓如图8-16所示。目前最流行的齿形为三弧一直线齿形。当选用这种齿形时，并用相应的标准刀具加工时，链轮齿形在零件图上不画出，只需注明链轮的基本参数和主要尺寸，如齿数z、节距p、配用链条滚子外径di、分度圆直径d、齿顶圆直径da及齿根圆直径df，并注明“齿形按3RGB/Tl244—1997制造”。滚子链链轮及齿槽的主要参数和计算公式参见机械设计手册。常用链轮的结构如图8-17所示。小直径的链轮可制成整体式；中等尺寸的链轮可制成腹板式或孔板式；大直径的链轮常采用齿圈可以更换的组合式，齿圈可以焊接或用螺栓连接在轮芯上。链轮材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度。关于链轮与链条材料的牌号、热处理、齿面硬度及应用范围参见机械设计手册。图8-15端面齿形图8-16轴向齿廓2.链条的瞬时速度与瞬时传动比因为链是由钢性链节通过销轴铰接而成，当链条与链轮啮合时，链条便呈一多边形分布在链轮上，如图8-18所示。图8-18链传动运动分析1.链传动的失效形式、额定功率及设计准则1)链传动的主要失效形式(1)链的疲劳破坏。链在工作时受到变应力作用，经一定循环次数后，链板将会出现疲劳断裂，或者套筒、滚子表面将会出现疲劳点蚀，这是链传动在润滑良好、中等速度以下工作时首先出现的一种失效形式，也是决定链传动传动能力的主要因素。(2)链的冲击疲劳破坏。链在工作时，由于反复启动、制动、反转，尤其在高速时，由于多边形效应，而使滚子、套筒和销轴产生冲击疲劳破坏。(3)链条铰链的胶合。当链轮转速达到一定数值时，销轴与套筒的工作表面，由于链节啮入时受到的冲击能量增大或摩擦产生的温度过高，造成销轴与套筒工作表面润滑油膜破裂而导致胶合破坏。(4)链条铰链的磨损。当链条在润滑条件恶劣的情况下工作，铰链的销轴和套筒既承受压力又要产生相对转动，必然引起磨损，使节距p增大，从而引起跳齿、脱链及其他破坏。当按推荐方式润滑时，磨损大大降低，这种失效得以避免。(5)链条的静力拉断。在低速(v＜0.6m/s)重载或瞬间尖峰载荷过大时，链条所受拉力超过了链条的静强度时，链条将被拉断。2)额定功率曲线为了防止上述前4种失效形式的发生，对各型号的滚子链，在不同转速下进行测定其额定功率，作为设计依据。如图8-19所示为在标准实验条件下，A系列常用滚子链的额定功率曲线及推荐的润滑方式。由此可查出相应链条在链速v0.6m/s情况下允许传递的额定功率。当实际工作条件与标准实验条件不符时，应加以修正。图8-19滚子链额定功率曲线实训目的掌握挠性传动的特点及应用。掌握挠性传动设计的方法和步骤。实训内容(1)分析带传动的工作原理，解释弹性滑动、打滑，并说明两者的区别。(2)分析链传动的工作原理，解释多边形效应。(3)分析与比较带传动和链传动的特点及应用。(4)分析带传动与链传动的失效形式，解释相应的设计准则。实训总结(1)带传动与链传动的制造和安装精度要求都不很高，都可以实现较远距离的传动。(2)带传动属于摩擦传动，传动带作为中间挠性件可缓冲吸振，有过载保护作用；另外，带传动本身需要有一定的转速才能充分发挥其传动能力，故在多级传动中，带传动一般置于高速级，所以带传动基本上放置在电机与变速装置中间。(3)链传动属于啮合传动，不需要大的张紧力，对轴