第二章 帶傳動和鏈傳動 4

1、v總 論v帶傳動v鏈傳動基本要求基本要求: :v熟悉普通熟悉普通V V帶的結構、標準、張緊方法和裝置帶的結構、標準、張緊方法和裝置v掌握帶傳動的工作原理、受力情況、彈性滑動、打滑掌握帶傳動的工作原理、受力情況、彈性滑動、打滑v掌握掌握V V帶傳動的失效形式、設計準則、參數選擇、設計方法帶傳動的失效形式、設計準則、參數選擇、設計方法v掌握鏈傳動鏈傳動的工作情況掌握鏈傳動鏈傳動的工作情況運動不均勻性分析運動不均勻性分析v掌握滾子鏈傳動的設計計算方法、主要參數選擇掌握滾子鏈傳動的設計計算方法、主要參數選擇v了解鏈傳動的布置、張緊和潤滑等了解鏈傳動的布置、張緊和潤滑等機械設計基礎帶傳動和鏈傳動中心距較

2、大的傳動中心距較大的傳動, 采用環(huán)形采用環(huán)形曵曵引元件傳動引元件傳動減少零件數量，簡化傳動裝置，降低成本減少零件數量，簡化傳動裝置，降低成本鏈傳動鏈傳動機械設計基礎帶傳動和鏈傳動摩擦型摩擦型嚙合型嚙合型撓性傳動撓性傳動帶傳動帶傳動 帶傳動的特點 帶傳動的分類 帶傳動的受力分析 帶的耐久性 彈性滑動及傳動比 普通V帶傳動的設計計算 V帶輪的結構 帶傳動的使用維護機械設計基礎帶傳動和鏈傳動一、帶傳動組成一、帶傳動組成v主動帶輪主動帶輪1、從動帶輪、從動帶輪2、環(huán)形帶、環(huán)形帶二、工作原理二、工作原理v靜止時，靜止時，兩邊拉力相等；兩邊拉力相等；v傳動時，傳動時，拉力大的一邊稱為主動邊（緊邊），拉力大

3、的一邊稱為主動邊（緊邊），v 拉力小的一邊為從動邊（松邊）拉力小的一邊為從動邊（松邊）v靠帶與帶輪接觸弧間的摩擦力傳遞運動和動力靠帶與帶輪接觸弧間的摩擦力傳遞運動和動力機械設計基礎帶傳動和鏈傳動F1F2Ff12F0F0F0F0三、帶傳動的優(yōu)缺點三、帶傳動的優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點：v遠距離傳動遠距離傳動v可緩沖、減振，運轉平穩(wěn)可緩沖、減振，運轉平穩(wěn)v過載保護過載保護v結構簡單結構簡單, 精度低精度低, 成本低成本低機械設計基礎帶傳動和鏈傳動缺點：缺點：v外廓尺寸大外廓尺寸大v彈性滑動，傳動比不固彈性滑動，傳動比不固定，效率低定，效率低v軸與軸承受力大軸與軸承受力大v壽命短壽命短v需要張緊裝置需要張緊裝

4、置v不宜用于高溫不宜用于高溫, 易燃場合易燃場合一、按傳動形式分一、按傳動形式分v開口傳動開口傳動：兩軸平行，同向回轉：兩軸平行，同向回轉v交叉?zhèn)鲃咏徊鎮(zhèn)鲃樱簝奢S平行，反向回轉：兩軸平行，反向回轉v半交叉?zhèn)鲃影虢徊鎮(zhèn)鲃樱簝奢S交錯，不能逆轉：兩軸交錯，不能逆轉 二、按帶的截面分二、按帶的截面分v平帶傳動：底面是工作面，可實現多平帶傳動：底面是工作面，可實現多種形式的傳動種形式的傳動v帶傳動：帶兩側面是工作面，當量帶傳動：帶兩側面是工作面，當量摩擦系數大，承載力大，只用于開口摩擦系數大，承載力大，只用于開口傳動傳動v多楔帶傳動：具平、帶的優(yōu)點多楔帶傳動：具平、帶的優(yōu)點v同步帶傳動同步帶傳動：具帶與

5、鏈傳動的特點：具帶與鏈傳動的特點機械設計基礎帶傳動和鏈傳動一、帶受力變化二、緊松邊拉力關系三、最大有效拉力機械設計基礎帶傳動和鏈傳動一、帶受力變化一、帶受力變化靜止時，靜止時，兩邊拉力相等兩邊拉力相等=F0張緊力張緊力工作時工作時:v拉力增加拉力增加緊邊：緊邊： F0F1 緊邊拉力緊邊拉力v拉力減少拉力減少松邊：松邊： F0F2 松邊拉力松邊拉力工作狀態(tài)工作狀態(tài): 帶兩邊拉力不相等帶兩邊拉力不相等 緊松邊判斷：緊松邊判斷：v繞進主動輪的一邊繞進主動輪的一邊緊邊緊邊機械設計基礎帶傳動和鏈傳動F1F2F0F0F0F0Ff緊邊緊邊松邊松邊二、緊松邊拉力關系二、緊松邊拉力關系緊邊由緊邊由F0F1拉力增

6、加，帶增長拉力增加，帶增長松邊由松邊由F0F2 拉力減少，帶縮短拉力減少，帶縮短總長不變總長不變 帶增長量帶縮短量帶增長量帶縮短量F1F0F0F2 ; F1F22F0 有效拉力有效拉力: F1 - F2 即帶所傳遞的圓周力即帶所傳遞的圓周力F圓周力圓周力F：F = F1 - F2 = Ff v打滑：打滑：外載荷引起的圓周力大于全部摩擦力，帶將沿輪面發(fā)生滑動外載荷引起的圓周力大于全部摩擦力，帶將沿輪面發(fā)生滑動機械設計基礎帶傳動和鏈傳動F1F2F0F0F0F0Ff緊邊緊邊松邊松邊三、最大有效拉力三、最大有效拉力打滑：打滑：外載荷引起的圓周力大于全部外載荷引起的圓周力大于全部摩擦力，帶將沿輪面發(fā)生滑

7、摩擦力，帶將沿輪面發(fā)生滑動動柔韌體的歐拉公式：柔韌體的歐拉公式：a a 小帶輪的包角小帶輪的包角此時，摩擦力達到最大此時，摩擦力達到最大帶所能傳遞的最大圓周力帶所能傳遞的最大圓周力影響因素：影響因素：v初拉力初拉力F0Fv包角包角F，帶與帶輪接觸弧越長帶與帶輪接觸弧越長總摩擦力越大總摩擦力越大v摩擦系數摩擦系數 f F機械設計基礎帶傳動和鏈傳動a afeFF21 )11(121a afeFFFF F0越大越好嗎？越大越好嗎？越小呢？越小呢？F1F2Ff緊邊緊邊松邊松邊v? 帶傳動工作時帶傳動工作時,作用于帶上有哪些應力作用于帶上有哪些應力?它們的分布及大小它們的分布及大小有什么特點有什么特點?

8、最大應力發(fā)生在什么部位最大應力發(fā)生在什么部位?為什么要限制帶速？為什么要限制帶速？帶的應力：帶的應力：拉應力、彎曲應力、離心拉應力拉應力、彎曲應力、離心拉應力v由帶彎曲運動產生的離心拉應力由帶彎曲運動產生的離心拉應力:cv由拉力產生的拉應力由拉力產生的拉應力:s s1、s s2：機械設計基礎帶傳動和鏈傳動AF /11 s sAF /22 s s112dyEb s s222dyEb s sv由帶彎曲產生的彎曲應力由帶彎曲產生的彎曲應力: b1,b2Aqvc/2 s s變應力變應力疲勞破壞疲勞破壞最大應力最大應力: s smax=s s1+s sb1+s sc發(fā)生位置發(fā)生位置: 小帶輪與小帶輪與緊

9、緊邊接觸處邊接觸處v什么是彈性滑動什么是彈性滑動, 什么是打滑什么是打滑? 對傳動有什么影響？對傳動有什么影響？v為什么會發(fā)生彈性滑動或打滑為什么會發(fā)生彈性滑動或打滑? 是否可以避免是否可以避免?一、彈性滑動一、彈性滑動v分析：分析：帶是彈性體帶是彈性體v彈性形變彈性形變：機械設計基礎帶傳動和鏈傳動EAF F1F2緊邊緊邊松邊松邊FFFF+dFF+dFF+dFF0F0+dF正確正確0FF 彈性滑動彈性滑動定義：定義：v由于帶的兩邊彈性變形不等所引起由于帶的兩邊彈性變形不等所引起的帶與帶輪之間的微量相對滑動的帶與帶輪之間的微量相對滑動產生的原因產生的原因：v帶的彈性、松邊與緊邊拉力差帶的彈性、松

10、邊與緊邊拉力差變形量改變，變形量改變，相對輪滑動相對輪滑動彈性滑動的特點彈性滑動的特點：v彈性滑動彈性滑動不可不可避免避免v Fe 彈性滑動彈性滑動 彈性滑動范圍彈性滑動范圍 后果：后果：v帶速滯后于主動輪，超前于從動輪帶速滯后于主動輪，超前于從動輪v1 v帶帶 v2 ，v1 v2 v帶傳動傳動比不穩(wěn)定帶傳動傳動比不穩(wěn)定機械設計基礎帶傳動和鏈傳動F1F2緊邊緊邊松邊松邊%100121vvv彈性滑動彈性滑動率：率：)1 (1221 ddddnni12dddd 如果彈性滑動擴如果彈性滑動擴展到整個接觸弧展到整個接觸弧? 二、打滑二、打滑定義：定義：v帶沿帶輪面發(fā)生全面滑動帶沿帶輪面發(fā)生全面滑動產生

11、的原因產生的原因：vFeFfmax 彈性滑動擴展到整個接觸弧彈性滑動擴展到整個接觸弧顯著滑動顯著滑動(打滑打滑)特點特點：v打滑打滑可以可以避免避免，而且應當避免而且應當避免v短時打滑起到過載保護作用短時打滑起到過載保護作用v打滑先發(fā)生在小帶輪處打滑先發(fā)生在小帶輪處 后果：后果：v打滑打滑帶的劇烈磨損帶的劇烈磨損從動輪轉速劇烈降低從動輪轉速劇烈降低失效失效機械設計基礎帶傳動和鏈傳動F1F2緊邊緊邊松邊松邊?如何防止打滑如何防止打滑 一、V帶的結構二、普通V帶標準三、V帶傳動設計計算機械設計基礎帶傳動和鏈傳動一、一、V帶的結構帶的結構v伸張層伸張層( (頂膠頂膠) )、強力層、強力層( (抗拉體

12、抗拉體) )、壓縮層、壓縮層( (底膠底膠) )、包布層、包布層摩擦力分析：摩擦力分析：v比較平帶與比較平帶與V V帶帶機械設計基礎帶傳動和鏈傳動FnFnFV FVFnnfFfF nfFfF2 VvVFfFf 2/sin 二、普通二、普通V帶標準帶標準v普通普通V帶：帶：Y、Z、A、B、C、D、E七種七種v窄窄V帶：帶：SPZ、SPA、SPB、SPC四種四種v截面尺寸見表截面尺寸見表8-18-1機械設計基礎帶傳動和鏈傳動三、三、V帶傳動設計計算帶傳動設計計算1 帶傳動失效形式及設計準則2 單根V帶能傳遞的功率3 設計步驟機械設計基礎帶傳動和鏈傳動1 帶傳動失效形式及設計準則帶傳動失效形式及設計

13、準則v失效形式：失效形式：打滑、帶的疲勞損壞打滑、帶的疲勞損壞v設計準則：設計準則：FFFfmax、 s smax=s s1+s sb1+s scs sv設計依據：設計依據：保證不打滑的條件下，使帶具有一定保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強度或壽命的疲勞強度或壽命具體做法具體做法：v確定單根帶所能傳遞的許用功率確定單根帶所能傳遞的許用功率v根據帶傳動的設計功率根據帶傳動的設計功率v確定帶安全工作的根數確定帶安全工作的根數機械設計基礎帶傳動和鏈傳動2 單根單根V帶能傳遞的功率帶能傳遞的功率v保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強度或壽命保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強度或壽命v基

14、本額定功率可查表基本額定功率可查表8-2a、表、表8-2bv基本額定功率確定條件基本額定功率確定條件：i =1,=1,特定帶長，工作平穩(wěn)特定帶長，工作平穩(wěn)v實際工作中單根帶所能傳遞的許用功率實際工作中單根帶所能傳遞的許用功率：機械設計基礎帶傳動和鏈傳動1000)11 (100010veFFvPfa不打滑不打滑不疲勞破壞不疲勞破壞1000)11)(1AvefCbasss1000)11 (1veAfasLKKPPPa)(000長度系數長度系數包角系數包角系數時的功率增量時的功率增量1i3 設計步驟設計步驟v已知條件及設計內容：已知條件及設計內容：機械設計基礎帶傳動和鏈傳動已知條件已知條件設計內容設

15、計內容傳遞的名義功率傳遞的名義功率P P 主動輪轉速主動輪轉速n1 1從動輪轉速從動輪轉速n2 2 或傳動比或傳動比i 傳動位置要求傳動位置要求 工況條件、原動機類型等工況條件、原動機類型等V V帶的型號、長度和根數帶的型號、長度和根數帶輪直徑和結構帶輪直徑和結構傳動中心距傳動中心距 a驗算帶速驗算帶速 v 和包角和包角計算初拉力和壓軸力計算初拉力和壓軸力7、計算帶的根數、計算帶的根數 z2、根據、根據n1、 Pc 選擇帶的型號選擇帶的型號3、確定帶輪基準直徑、確定帶輪基準直徑dd1、dd2帶輪愈小，彎曲應力愈帶輪愈小，彎曲應力愈大，所以大，所以dd1 dmin dd2 = i dd1(1)，

16、圓，圓整成標準值整成標準值 700aKKPPPPPzLcc具體步驟具體步驟1、確定計算功率、確定計算功率 Pc KAP機械設計基礎帶傳動和鏈傳動工況系數，工況系數，查表查表8-34、驗算帶速、驗算帶速v (v525m/s)N5、確定、確定中心距中心距 a 及帶長及帶長 Ld6、驗算主動輪的包角、驗算主動輪的包角1N z 7 ？NY8、確定初拉力、確定初拉力 F09、計算壓軸力、計算壓軸力 FQ10、帶輪結構設計、帶輪結構設計問題：帶傳動適合于問題：帶傳動適合于高速級還是低速級？高速級還是低速級？根據圖根據圖8-10 0012011203.57180adddda 205 . 2500qvzvKP

17、KFcaa2sin210azFFQ套基準長度，表套基準長度，表8-1a 過小，帶短，易疲勞過小，帶短，易疲勞a 過大，易引起帶的扇動過大，易引起帶的扇動確定中心距確定中心距初定中心距初定中心距 a0 0.7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2)機械設計基礎帶傳動和鏈傳動初算帶長初算帶長Ld0 計算實際中心距計算實際中心距 a02122100422addddaLddddd200ddLLaa（圓整）（圓整）取基準帶長取基準帶長 Ld(表表65)v基本結構型式基本結構型式按帶輪直徑確定按帶輪直徑確定 v實心式、腹板式、橢圓輪輻式實心式、腹板式、橢圓輪輻式v具體輪槽尺寸見表具體輪槽尺寸見表8-

18、7機械設計基礎帶傳動和鏈傳動v為什么要張緊？為什么要張緊？vFecv/100 調整調整F0 增大增大Fecv但安裝制造誤差、塑性變形但安裝制造誤差、塑性變形 F0不保證不保證 設張緊裝置設張緊裝置常見的張緊裝置常見的張緊裝置:v調整中心距調整中心距定期張緊定期張緊自動張緊自動張緊v調整張緊輪調整張緊輪機械設計基礎帶傳動和鏈傳動v自動張緊自動張緊調整中心距調整中心距v定期張緊定期張緊機械設計基礎帶傳動和鏈傳動v平帶傳動：張緊輪設置在平帶傳動：張緊輪設置在 處處調整張緊輪調整張緊輪v帶傳動：張緊輪設置在帶傳動：張緊輪設置在 處處機械設計基礎帶傳動和鏈傳動松邊內側靠大輪松邊內側靠大輪(帶只能單向彎曲

19、，避免過多減小包角）帶只能單向彎曲，避免過多減小包角）松邊外側靠小輪松邊外側靠小輪(平帶可以雙向彎曲，應盡量增大包角平帶可以雙向彎曲，應盡量增大包角) )范例范例8-9 鏈傳動的特點8-10 鏈傳動結構8-11 鏈傳動的主要參數及其選擇8-12 鏈傳動的計算8-13 鏈傳動的使用維護機械設計基礎帶傳動和鏈傳動一、構成一、構成v主動鏈輪、從動鏈輪、鏈主動鏈輪、從動鏈輪、鏈二、工作原理二、工作原理v靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合傳遞靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合傳遞運動和動力運動和動力v有中間撓性件的嚙合傳動有中間撓性件的嚙合傳動三、特點三、特點v優(yōu)點：優(yōu)點：v遠距離傳動遠距離傳動v工作可靠工作可靠, 效率效率較

20、高較高v平均傳動比恒定平均傳動比恒定 i = z2/z1 v壓軸力壓軸力Fp小于帶傳動的小于帶傳動的v結構緊湊結構緊湊(與帶傳動比較與帶傳動比較)v缺點：缺點：v運動不均勻運動不均勻 (z小、小、 p大大 不均不均勻勻)v瞬時傳動比不恒定瞬時傳動比不恒定v傳動平穩(wěn)性差傳動平穩(wěn)性差(沖擊、振動大，沖擊、振動大，噪音高噪音高動載荷動載荷 不宜高速不宜高速傳動傳動)外廓尺寸大外廓尺寸大機械設計基礎帶傳動和鏈傳動一、鏈v滾子鏈v齒形鏈二、鏈輪機械設計基礎帶傳動和鏈傳動一、鏈一、鏈v傳動鏈可分為：滾子鏈、齒形鏈傳動鏈可分為：滾子鏈、齒形鏈1 滾子鏈（套筒滾子鏈）滾子鏈（套筒滾子鏈）組成組成:v內、外鏈板

21、，套筒，銷軸，滾子內、外鏈板，套筒，銷軸，滾子機械設計基礎帶傳動和鏈傳動配合狀況配合狀況:v內鏈板、套筒之間內鏈板、套筒之間過盈配合過盈配合v外鏈板、銷軸之間外鏈板、銷軸之間過盈配合過盈配合v套筒、銷軸之間套筒、銷軸之間間隙配合間隙配合，使內外鏈板能相對轉動使內外鏈板能相對轉動v鏈板形狀的特點鏈板形狀的特點等強度等強度內鏈板內鏈板 外鏈板外鏈板 套筒套筒 銷軸銷軸 滾子滾子參數參數v節(jié)距節(jié)距p相鄰兩銷軸中心之距離相鄰兩銷軸中心之距離 v鏈長鏈長 鏈節(jié)數鏈節(jié)數機械設計基礎帶傳動和鏈傳動v鏈節(jié)數為偶數時，剛好內、外鏈節(jié)數為偶數時，剛好內、外鏈板相連，再用開口銷或彈簧鏈板相連，再用開口銷或彈簧鎖住活

22、動銷軸；為奇時，采用鎖住活動銷軸；為奇時，采用過渡鏈節(jié)過渡鏈節(jié) （用過渡鏈節(jié)聯接）（用過渡鏈節(jié)聯接）奇數奇數（直接聯接）（直接聯接）偶數偶數 pL2 齒形鏈齒形鏈v無聲鏈無聲鏈結構：結構：v鏈板鏈板(帶兩個齒，交錯并列鉸帶兩個齒，交錯并列鉸接接) 、導板、導板(防側向竄動防側向竄動)機械設計基礎帶傳動和鏈傳動v由許多以鉸鏈連接的齒形鏈板鎖構成由許多以鉸鏈連接的齒形鏈板鎖構成傳動平穩(wěn)，無聲鏈；鏈板的齒形與鏈輪輪傳動平穩(wěn)，無聲鏈；鏈板的齒形與鏈輪輪齒互相嚙合齒互相嚙合特點：特點：v優(yōu)點：優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、無噪聲，承受沖擊性能傳動平穩(wěn)、無噪聲，承受沖擊性能好，工作可靠好，工作可靠v適宜場合：高速傳動或

23、運動精度要求較高，適宜場合：高速傳動或運動精度要求較高，傳動比大和中心距較小傳動比大和中心距較小v缺點：缺點：結構復雜，價格較高，且制造較難結構復雜，價格較高，且制造較難二、鏈輪二、鏈輪1 基本參數基本參數v基本參數：基本參數：節(jié)距節(jié)距p、套筒外徑、套筒外徑d1、齒數、齒數z、排、排距距p1v分度圓直徑：分度圓直徑：被鏈輪節(jié)距等分的圓，被鏈輪節(jié)距等分的圓，d=p/(sin180/z)v齒頂圓直徑齒頂圓直徑: da機械設計基礎帶傳動和鏈傳動2 齒形齒形v端面齒形：三圓弧一直線端面齒形：三圓弧一直線 （零件工作圖上不畫）（零件工作圖上不畫）v軸面齒形：軸面齒形：(工作圖上要畫工作圖上要畫)v工作圖

24、應標明：鏈節(jié)距工作圖應標明：鏈節(jié)距p、齒數、齒數z、分度圓直徑、分度圓直徑d以及頂圓直徑以及頂圓直徑da3 材料材料v材料要求：保證輪齒具有足夠的耐磨性、強度材料要求：保證輪齒具有足夠的耐磨性、強度v小鏈輪材料好些小鏈輪材料好些v低碳鋼低碳鋼(滲碳淬火滲碳淬火)、中碳鋼、中碳鋼(表面淬火表面淬火)、鑄鋼、夾布膠木、鑄鋼、夾布膠木(平穩(wěn)、噪音小平穩(wěn)、噪音小)一、鏈條速度二、傳動比三、鏈輪齒數四、鏈節(jié)距五、中心距和鏈條長度機械設計基礎帶傳動和鏈傳動一、鏈條速度一、鏈條速度假定：假定：主動邊總處于水平位置主動邊總處于水平位置鏈輪抽象成正多邊形，邊長為鏈輪抽象成正多邊形，邊長為 p鏈速：鏈速： 機械設

25、計基礎帶傳動和鏈傳動平均鏈速：平均鏈速：相當于多邊形輪的傳動相當于多邊形輪的傳動 cos)2/(11dv smpnzpnzv/1000601000602211 二、傳動比二、傳動比v平均傳動比，瞬時速度、傳動比平均傳動比，瞬時速度、傳動比是變化的，且是變化的，且z越少，轉速越不越少，轉速越不均勻均勻機械設計基礎帶傳動和鏈傳動稱為稱為多邊形效應多邊形效應v0= 1r 1v1221zznni 三、鏈輪齒數三、鏈輪齒數v表表8-12，小鏈輪齒數選，小鏈輪齒數選用奇數，這是因為鏈條用奇數，這是因為鏈條的鏈節(jié)數一般用偶數的鏈節(jié)數一般用偶數機械設計基礎帶傳動和鏈傳動小鏈輪齒數小鏈輪齒數 z1 愈多，傳動愈平穩(wěn)，動載荷減小愈多，傳動愈平穩(wěn)，動載荷減小通常取通常取 z1 17，且傳動比，且傳動比 i 越小，越小， z1可越多可越多大鏈輪齒數大鏈輪齒數 z2 i z1 ，常取，常取 z2 120，以防止脫鏈，以防止脫鏈四、鏈節(jié)距四、鏈節(jié)距p p最主要的參數。它是相鄰鏈節(jié)中心之間的距離最主要的參數。它是相鄰鏈節(jié)中心之間的距離機械設計基礎帶傳動和鏈傳動v節(jié)距節(jié)距 p 越大，承載能力越大越大，