第五章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

1、第五章 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)帶傳動(dòng)的組成一、摩擦型帶傳動(dòng)的工作原理5.1 帶傳動(dòng)概述二、 帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)根據(jù)帶的形狀可分為：平帶：彎曲應(yīng)力小、接頭連接V帶：摩擦力大、無接頭（中心距不能調(diào)時(shí)用接頭v帶）圓形帶：制造簡(jiǎn)單、功率小 多楔帶：平帶與V帶組合同步帶：張緊力小、i 準(zhǔn)確、效率高、成本高4 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)都較方便5 由于有彈性滑動(dòng)的存在，故不能保證固定的傳動(dòng)比（同步帶無此特點(diǎn)）6 結(jié)構(gòu)尺寸較大，效率較低（0.90.95)，壽命較短7 由于需要施加張緊力，所以會(huì)產(chǎn)生較大的壓軸力，使軸和軸承受力較大（同步帶較?。┤?、 帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：1 傳動(dòng)帶具有撓性和彈性，可吸收振動(dòng)及緩和沖擊，使傳動(dòng)

2、平穩(wěn)噪音小2 當(dāng)過載時(shí),傳動(dòng)帶與帶輪之間可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而不損傷其它零件,起保護(hù)作用（同步帶無此特點(diǎn)）3 適合于主、從動(dòng)軸間中心距較大的傳動(dòng)小帶輪上的包角為：四、幾何尺寸3 .57180121adddd3. 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld: 在規(guī)定的張緊力下，帶的中性層的長(zhǎng)度addddaLddddd4)()(22212121. 中心距 a2. 包角：帶與帶輪接觸弧所對(duì)的圓心角稱為包角4. 中心距a（已知 Ld 時(shí)）的計(jì)算8)(8)(2)(221222121ddddddddddddLddLa五、 帶的張緊用張緊輪張緊張緊輪放在內(nèi)側(cè)，應(yīng)靠近大帶輪一端；以免1減小過多。張緊輪放在外側(cè)，應(yīng)靠近小帶輪一端，以增大1。張

3、緊輪放在松邊。緊邊拉力：F1松邊拉力：F2有效拉力（圓周力）：F=F1 F2 （1）5.2 帶傳動(dòng)的力分析、應(yīng)力分析及彈性滑動(dòng)5.2.1 帶傳動(dòng)的力分析初拉力F0空載時(shí)帶拉力圖加載時(shí)帶拉力圖0122FFF1000FP (2)在初拉力一定的情況下,帶與帶輪之間的摩擦力有一極限值帶所傳遞的功率：打滑：帶傳動(dòng)所需要的有效拉力超過帶與帶輪接觸弧上極限摩擦力時(shí)，帶與帶輪將發(fā)生顯著的滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。 設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)應(yīng)避免打滑帶為彈性體，總長(zhǎng)不變，則緊邊拉力的增加等于松邊拉力的減少，即1002FFFF受力分析如圖2cos2cos)(2sin)(2sindFddFFfdNddFFdFdNF1、F2的關(guān)系

4、:現(xiàn)以平帶為例討論：當(dāng)摩擦系數(shù)為f 、包角為 時(shí)，帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)下F1、F2的關(guān)系12cos,22sinddd再略去2.ddFfdFdF因 很小，可取ddFfdNFdadN得由以上兩式得：120FFdFfdaFfFF21lnfeFF21故松邊與緊邊拉力之比為：柔性體摩擦的歐拉公式 為帶輪的包角，rad聯(lián)立公式（1）（2）（3）（3）F=F1 F2 （1）)(21210FFF(2)feFF21（3）1121110max21fffffeeFFeFFeeFF增大包角和增大摩擦系數(shù)都可提高帶傳動(dòng)的有效拉力（即提高所能傳遞的圓周力）F0 , F ,帶中 ，帶壽命5.2.2 帶傳動(dòng)

5、的應(yīng)力分析1 由緊邊和 松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力AF11AF22松邊拉應(yīng)力MPaMPa式中A為帶的橫截面積加載時(shí)帶拉力圖AqAFcc2離心拉應(yīng)力為：3 彎曲應(yīng)力dbdEY2MPa2 離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力Y -帶的中性層到最外層的垂直距離，E-帶的彈性模量。dd-帶輪的基準(zhǔn)直徑。q 為帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量 最大應(yīng)力發(fā)生在：緊邊進(jìn)入小帶輪處cb11max帶的應(yīng)力分布：5.2.3 帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則帶傳動(dòng)的失效形式是：打滑和疲勞破壞打滑和疲勞破壞帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在保證帶傳動(dòng)不打滑的情況下，帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和使用壽命。5.2.4 彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比打滑與彈性滑動(dòng)的區(qū)別：由于帶的彈性變形而引

6、起的帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象稱為彈性滑動(dòng)打滑造成帶的嚴(yán)重磨損并使帶的運(yùn)動(dòng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)帶在大輪上的包角大于小輪上的包角，所以打滑總是在小輪上先開始的打滑是由于過載引起的，避免過載就可以避免打滑。彈性滑動(dòng)使帶的速度落后于主動(dòng)輪的速度，快于從動(dòng)輪的速度。彈性滑動(dòng)會(huì)引起下列后果：（1）從動(dòng)輪的圓周速度總是落后于主動(dòng)輪的圓周速度（2）損失一部分能量，降低了傳動(dòng)效率，會(huì)使帶的溫度升高；并引起傳動(dòng)帶磨損設(shè)dd1、dd2為主、從動(dòng)輪的直徑，mm；n1、n2為主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，r/min,則兩輪的圓周速度為100060111nddm/s100060222nddm/s彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng) 中不可避免的現(xiàn)象，是帶傳

7、動(dòng)正常工作時(shí)固有的特性通常)%21 (滑動(dòng)率：由于彈性滑動(dòng)引起從動(dòng)輪圓周速度低于主動(dòng)輪圓周速度，其相對(duì)降低率通常稱為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)或滑動(dòng)率112211121ndndndddd)1 (1221ddddnni帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速2112)1 (ddddnn5.3 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算V帶又分為普通V帶、窄V帶、寬V帶、大楔角V帶、聯(lián)組V帶等，其中普通V帶應(yīng)用最廣5.3.1 V帶的標(biāo)準(zhǔn)一、 V帶的型式V帶的型式二、 V帶的結(jié)構(gòu)和規(guī)格普通V帶分為Y、Z、A、B、C、D、E 七種型號(hào)V帶的結(jié)構(gòu)包括：包布層、頂膠、底膠和抗拉體型 號(hào)YZABCDE頂寬b6101317223238節(jié)寬bd5.38.51

8、114192732高度h4.06.08.011141925楔角40每米質(zhì)量q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.60.87表5.1 普通V帶的截面尺寸帶輪的基準(zhǔn)直徑d d：在V帶輪上，與所配用V帶的節(jié)面寬度bp相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑稱為基準(zhǔn)直徑d d 節(jié)面：帶縱向彎曲時(shí)，帶中保持長(zhǎng)度不變的中性層所構(gòu)成的面。節(jié)寬b p ：節(jié)面的寬度。帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld： 在規(guī)定的張緊力下，V帶中中性層的長(zhǎng)度稱為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld（公稱長(zhǎng)度）V帶輪的基準(zhǔn)槽寬bd：與所配用V帶的節(jié)面寬度bp相等處的槽寬1000)11 (1000)11 (1111ffeAeFP三、單根普通V帶的許用功率為保證單根帶傳動(dòng)不

9、出現(xiàn)打滑，單根普通V帶能傳遞的功率)11 (121feFFFF有效拉力1 bc式中 為帶的許用應(yīng)力11maxcb為使帶具有一定的疲勞壽命，應(yīng)使帶傳動(dòng)在既不打滑又具有一定的疲勞壽命時(shí)，單根普通V帶能傳遞的功率1000)11)(110AePfcbKW通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，得到特定條件下單根普通V帶能傳遞的功率，即單根普通V帶的基本額定功率P0型號(hào)小帶輪基準(zhǔn)直徑ddmin/小帶輪轉(zhuǎn)速n1/ (r/min)200400800950120014501600180020002400280032003600400050006000Z5056637180900.040.040.050.060.100.100.060

10、.060.080.090.140.140.100.120.150.200.220.240.120.140.180.230.260.280.140.170.220.270.300.330.160.190.250.300.350.360.170.200.270.330.390.400.190.230.300.360.420.440.200.250.320.390.440.480.220.300.370.460.500.540.260.330.410.500.560.600.280.350.450.540.610.640.300.370.470.580.640.680.320.390.490.610

11、.670.720.340.410.500.620.660.730.310.400.480.560.610.56A75901001121251401601800.150.220.260.310.370.430.510.590.260.390.470.560.670.780.941.090.450.680.831.001.191.411.691.970.510.770.951.151.371.621.952.270.600.931.141.391.661.962.362.740.681.071.321.611.922.282.733.160.731.151.421.742.072.452.543.

12、400.791.251.581.892.262.662.983.670.841.341.662.042.442.873.423.930.921.51.872.302.743.223.804.321.001.642.052.512.983.484.064.541.041.752.192.683.153.654.194.581.081.832.282.783.263.724.174.401.091.872.342.833.283.673.984.001.021.822.252.642.912.992.671.810.801.501.801.961.871.37B125140160180200224

13、2502800.480.590.740.881.021.191.371.580.841.051.321.591.852.172.502.891.441.822.322.813.303.864.465.131.642.082.663.223.774.425.105.851.932.473.173.854.505.266.046.902.192.823.624.395.135.976.827.762.333.003.864.685.466.337.208.132.503.234.155.025.836.737.638.462.643.424.405.306.137.027.878.602.853.

14、704.755.676.477.257.898.222.963.854.895.766.436.957.146.802.943.834.805.525.956.055.604.262.803.634.464.924.984.475.122.513.243.823.923.472.141.091.290.81C2002242502803153554004501.391.702.032.422.843.363.914.512.412.993.624.325.146.057.068.204.075.126.237.528.9210.4612.1013.804.585.787.048.4910.051

15、1.7313.4815.235.296.718.219.8111.5313.3115.0416.595.847.459.0810.7212.4614.1215.5316.476.077.759.3811.0612.7214.1915.2415.576.288.009.6311.2212.6713.7314.0813.296.348.069.6211.0412.1412.5911.959.646.027.578.759.509.437.984.345.016.086.566.134.163.233.572.93表5.4 單根普通V帶的基本額定功率Po（包角=,特定基準(zhǔn)長(zhǎng)度,載荷平穩(wěn)時(shí)）Kw 5.

16、3.2 普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)原始參數(shù)及內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：選擇帶的型號(hào)、長(zhǎng)度、計(jì)算帶的根數(shù)、傳動(dòng)中心距、帶輪直徑、結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力及壓軸力等。V帶設(shè)計(jì)的原始參數(shù)為：傳動(dòng)用途和工作條件；傳動(dòng)的功率P；主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n1 和n2 或傳動(dòng)比i，對(duì)傳動(dòng)位置和外部尺寸要求等pkpAcP傳遞的額定功率 KA工作情況系數(shù) 2 設(shè)計(jì)方法及步驟（1） 確定計(jì)算功率載荷性質(zhì)工 作 機(jī)原 動(dòng) 機(jī)電動(dòng)機(jī)（交流啟動(dòng)、直流并勵(lì)、三角啟動(dòng)），四缸以上內(nèi)燃機(jī)電動(dòng)機(jī)（聯(lián)機(jī)交流啟動(dòng)、直流復(fù)勵(lì)或串勵(lì)），四缸以下的內(nèi)燃機(jī)每天工作小時(shí)數(shù)/h1616載 荷 變動(dòng)很小液體攪拌機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)（7.5kW）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕負(fù)

17、荷輸送機(jī)1.01.11.21.11.21.3載 荷 變動(dòng)小帶式運(yùn)輸機(jī)、通風(fēng)機(jī)（7.5kW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)（非離心式）、發(fā)電機(jī)等1.11.21.31.21.31.4載 荷 變動(dòng)較大斗式提升機(jī)、壓縮機(jī)、往復(fù)式水泵、起重機(jī)、沖剪機(jī)床、重載運(yùn)輸機(jī)、紡織機(jī)、振動(dòng)篩1.21.31.41.41.51.6載 荷 變動(dòng)很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8表5.2 工作情況系數(shù) （2） 選擇帶的型號(hào)依據(jù)計(jì)算功率Pc和小帶輪轉(zhuǎn)速n1選擇帶的型號(hào)（3） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd2和驗(yàn)算帶速普通V帶輪最小基準(zhǔn)直徑dd1 d d min 且符合下列帶輪基

18、準(zhǔn)直徑系列值20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、56、63、71、75、80、85、90、95、100、106、112、118、125、132、140、150、160、170、180、200、212、224、236、250、265、280、300、315、355、375、400、425、450、475、500、530、560、670、710、750、800、900、1000V帶帶輪基準(zhǔn)直徑的系列 （mm ）：)1 (1212dddnnd大輪的基準(zhǔn)直徑dd2應(yīng)符合帶輪基準(zhǔn)直徑系列（圓整不超過5%）要求傳動(dòng)比精確時(shí)，dd2 按傳動(dòng)比的精確程度圓整驗(yàn)算帶的速度10006

19、011ndd m/s一般應(yīng)使 在525m/s的范圍 ，圓周力，z ，圓周力， z ，帶中應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，壽命， 且離心力，摩擦力若 不滿足，可調(diào)整帶輪直徑使其滿足)(2)(7 . 021021ddddddadd 2）計(jì)算帶長(zhǎng)Ld02122104)()(22addddaLddddd 3）查L(zhǎng)d (p100表5.3) 4）計(jì)算實(shí)際中心距20ddLLaa（5） 計(jì)算小輪包角13 .57180121adddd一般應(yīng)使 否則可加大中心距或增設(shè)張緊輪 1201（4） 確定中心距、帶長(zhǎng)1）初選a0minmax0.0150.03ddaaLaaL（6） 確定v帶的根數(shù)zLcKKPPPz)(00Z取整數(shù)，為了使每根

20、V帶受力均勻，V帶根數(shù)不宜太多，通常z10Pc：計(jì)算功率P0: 特定條件下，單根V帶的基本額定功率 P0: 功率增量。 i 1時(shí)，大帶輪彎曲應(yīng)力小而導(dǎo)致的P0 的增量K :包角系數(shù)K L : 長(zhǎng)度系數(shù)（8） 計(jì)算作用在軸上的力Q2sin22cos2100zFzFFQ20) 15 . 2(500qKzPFc（7） 確定張緊力（初拉力）F0（單根V帶）（9）V帶輪的設(shè)計(jì)帶輪的設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括 選擇帶輪材料帶輪的材料:主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼；小功率時(shí)可用鑄鋁和塑料或木材 根據(jù)帶輪基準(zhǔn)直徑的大小選擇結(jié)構(gòu)形式帶輪的結(jié)構(gòu)：實(shí)心式：帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd 40

21、0mm時(shí)采用。 根據(jù)帶的類型確定輪緣尺寸（表5.7） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其他結(jié)構(gòu)尺寸。書中圖下面有相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld/KL基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld/KLYZABCZ A BC2002242502803153554004505005606307108009001000112012501400160018000.810.820.840.870.890.920.961.001.02 0.790.800.810.820.840.860.900.920.940.950.981.011.041.06 0.810.830.850.870.890.910.930.960.991.01 0.820.840.860.8

22、80.900.920.95 0.830.86200022402500280031503550400045005000560063007100800090001000011200125001400016000 1.081.101.30 1.031.061.091.111.131.171.19 0.981.001.031.051.071.091.131.151.18 0.880.910.930.950.970.991.021.041.071.091.121.151.181.211.23基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld/KL基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld/KLZ A BC200224250280315355400450500560630

23、7108009001000112012501400160018000.810.820.840.870.890.920.961.001.02 0.790.800.810.820.840.860.900.920.940.950.981.011.041.06 0.810.830.850.870.890.910.930.960.991.01 0.820.840.860.880.900.920.95 0.830.86200022402500280031503550400045005000560063007100800090001000011200125001400016000 1.081.101.30

24、1.031.061.091.111.131.171.19 0.981.001.031.051.071.091.131.151.18 0.880.910.930.950.970.991.021.041.071.091.121.151.181.211.23包角180175170165160155150145140135130125120K1.00.990.980.960.950.930.920.910.890.880.860.840.82帶 型小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min傳 動(dòng) 比 i1.001.011.021.041.051.081.091.121.131.181.191.241.251.341.3

25、51.511.521.992.0Z型4007308009801200146028000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.010.000.000.000.000.010.010.020.000.000.000.010.010.010.020.000.000.010.010.010.010.030.000.000.010.010.010.020.030.000.010.010.010.020.020.030.000.010.010.020.020.020.040.010.010.020.020.020.020.040.010.020.020.020.030.030.04A型4007308009801200146028000.000.000.000.000.000.000.000.010.010.010.010.020.020.040.010.