第5章 撓性傳動(dòng)

第5章?lián)闲詡鲃?dòng)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)概述帶傳動(dòng)的幾何計(jì)算及基本理論普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)概述鏈傳動(dòng)工作情況分析滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)中間有環(huán)形撓性構(gòu)件的一種傳動(dòng)帶傳動(dòng)(beltdrives)、鏈傳動(dòng)(chaindrives)適用于中心距較大的場(chǎng)合撓性傳動(dòng)（Flexibledrive）：帶傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):

1）傳動(dòng)中心距較大；

2）帶具有較好的阻尼，可緩沖、減振；

3）過載時(shí)帶與帶輪間會(huì)出現(xiàn)打滑，可防止損壞其他零件；

4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。缺點(diǎn):

1）傳動(dòng)的外廓尺寸較大；2）需要張緊裝置；

3）由于帶的彈性滑動(dòng)，不能保證傳動(dòng)比恒定；

4）帶的壽命較短；

5）傳動(dòng)效率較低；

6）對(duì)軸和軸承的壓力較大。

帶傳動(dòng)一般用在傳動(dòng)比要求不高，要求過載保護(hù)，中心距較大場(chǎng)合。不可用于易燃、易爆場(chǎng)合。v=5~25m/si≤7多級(jí)傳動(dòng)中，帶布置在高速級(jí)。為什么？§5-1帶傳動(dòng)概述

安裝時(shí)帶被張緊在帶輪上，這時(shí)帶所受的拉力稱為初拉力，它使帶與帶輪的接觸面間產(chǎn)生壓力。當(dāng)主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)時(shí)，依靠帶與帶輪接觸面間的摩擦力拖動(dòng)帶運(yùn)動(dòng)，帶又借助摩擦力拖動(dòng)從動(dòng)輪一起回轉(zhuǎn)。一、帶傳動(dòng)的工作原理由主動(dòng)輪1、從動(dòng)輪2和傳動(dòng)帶3組成。帶傳動(dòng)分摩擦型傳動(dòng)帶和嚙合型傳動(dòng)帶。帶傳動(dòng)的類型摩擦型傳動(dòng)帶，按橫截面形狀可分為平帶、V帶和多楔帶、圓帶。V帶(Vbelt

)平帶(Flat

belt)多楔帶(Poly-rib)圓帶(Round)傳動(dòng)能力較平帶大，應(yīng)用最廣用于較大功率、緊湊的場(chǎng)合傳遞功率較小，用于輕、小型機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率較高，中心距較大時(shí)用當(dāng)V帶傳動(dòng)與平帶傳動(dòng)的初拉力相等，即帶壓向帶輪的壓緊力相同時(shí)：

為什么在相同條件下，V帶傳動(dòng)能力較平帶更大？FQFQ

FQFNFN

j平帶的摩擦力為：V帶的摩擦力為：

當(dāng)量摩擦系數(shù)故：相同條件下，V帶的摩擦力大于平帶，傳動(dòng)能力更強(qiáng)摩擦系數(shù)顯然：fV>f本章主要討論普通V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算！V帶楔角a等于槽形角j

嗎？為什么？a≠ja=40?，而j<40?，取34?，36?和38?

帶受彎曲變形后，為保證帶與輪槽工作面間能良好接觸，槽形角j取得更小些

帶輪直徑越小，彎曲越厲害，槽形角j取得越小

簾芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)1－包布；2－頂膠；3－抗拉體；4－底膠多層布簾，制造方便V帶結(jié)構(gòu)：

繩芯結(jié)構(gòu)柔性好，抗彎強(qiáng)度高，適用于帶輪直徑較小、速度較高的場(chǎng)合。V帶的規(guī)格當(dāng)帶繞上帶輪彎曲時(shí)，帶中長(zhǎng)度和寬度均不變的一層稱為中性層（節(jié)面），從端面看上去稱為節(jié)線；帶的中性層（節(jié)面）寬度稱為節(jié)寬(bp)，當(dāng)帶彎曲時(shí)，該寬度保持不變。節(jié)線V帶輪節(jié)圓（基準(zhǔn)圓）在V帶輪上，節(jié)圓的直徑稱為基準(zhǔn)直徑d。V帶節(jié)線的長(zhǎng)度稱為基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld。普通V帶:相對(duì)高度h/bp≈0.7bbp

ha其規(guī)格尺寸、性能、測(cè)量方法及使用要求均已標(biāo)準(zhǔn)化，只需按需要進(jìn)行選用按截面的大小分為七種型號(hào)：Y→

E，截面積逐漸增大

Y、Z、A、B、C、D、E型號(hào)YZABCDE頂寬b/mm6101317223238節(jié)寬bp/mm5.38.51114192732高度h/mm4.06.08.011141925楔角a40?每米質(zhì)量q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.60.87承載能力相應(yīng)增大傳動(dòng)轉(zhuǎn)速相應(yīng)減小普通V帶的規(guī)格和尺寸§5-2帶傳動(dòng)的幾何計(jì)算及基本理論一、帶傳動(dòng)的幾何計(jì)算L=2AB+AD+BC==∵又a1：

小帶輪包角

a2

：大帶輪包角a1<a2接觸弧所對(duì)應(yīng)的圓心角。

帶輪包角(angleofwrap)：ADBC一、受力分析(Forceanalysis)安裝時(shí)帶須張緊，張緊力為初拉力(initialtension)F0帶工作前：F0F0帶只受初拉力F0作用帶工作時(shí)：n1n2FfFfF2F1帶一邊拉力增大到F1；一邊拉力減小到F2靜止時(shí)：兩邊拉力相等，均為F0n1n2FfFfF2F1傳動(dòng)時(shí)：拉力增大的邊稱為緊邊，力為F1

拉力減小的邊稱為松邊，力為F2

緊邊為繞進(jìn)主動(dòng)輪的一邊，與帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向有關(guān)！

緊邊：F0→F1拉力增加，帶增長(zhǎng)松邊：F0→F2拉力減小，帶收縮帶是彈性體，可認(rèn)為其總長(zhǎng)不變，則：緊邊拉力增量＝松邊拉力減量即：F1

－F0

＝F0

－F2故：F1

＋F

2

＝2F0＝Ff

F1－F2

有效拉力(Effectivetensileforce)：—

即帶所傳遞的圓周力F＝F

n2FfFfF2F1D1以主動(dòng)輪側(cè)的帶為隔離體分析：F1

＝F0

＋F/2（1）F2

＝F0

－F/2（2）分析帶在即將打滑時(shí),緊邊拉力F1與松邊拉力F2的關(guān)系。得到撓性體摩擦的基本公式，稱為歐拉公式:

F1/

F2=efvα

（3）式中：fv為帶與輪面間的摩擦系數(shù)；α為帶輪的包角(rad)；e為自然對(duì)數(shù)的底(e≈2.718)通過上面（1）（2）（3）式求解得V帶不打滑條件下所能傳遞的最大圓周力:討論：

（1）F0↑，F(xiàn)max↑

但F0↑↑，軸、軸承受力大

F0↓↓，易打滑、傳動(dòng)能力不能充分發(fā)揮（2）計(jì)算時(shí)，應(yīng)以α1代入進(jìn)行計(jì)算α1↑，F(xiàn)max↑

但α1↑，受傳動(dòng)比、中心距等因素限制。（3）f↑，F(xiàn)max↑

但f↑，受材料等因素限制。三、帶的應(yīng)力分析1．拉應(yīng)力

緊邊拉應(yīng)力:σ1＝F1/A

松邊拉應(yīng)力:σ2＝F2/A

式中A為帶的橫截面積。2．離心拉應(yīng)力

當(dāng)帶繞過帶輪時(shí)，在微弧段上產(chǎn)生的離心力

σc＝Fc/A＝qv2/A

式中：q為帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量(kg/m)；v為帶速(m/s)。3．彎曲應(yīng)力

σb1＝Eh/dd1σb2＝Eh/dd2

式中：h為帶的高度(mm)；E為帶的彈性模量(MPa)；dd為帶輪基準(zhǔn)直徑。

帶輪直徑越小，彎曲應(yīng)力越大，所以基準(zhǔn)直徑不能過小彎曲應(yīng)力只作用在繞過帶輪的那一部分帶上離心拉(應(yīng))力作用于帶的整個(gè)周長(zhǎng)，且處處相等最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊與小帶輪相切處(緊邊開始繞上小帶輪處）

四、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)松邊緊邊主動(dòng)輪上，由于F1>F2，帶上紅點(diǎn)滯后;故V1>V帶。從動(dòng)輪上，由于F1>F2，帶上紅點(diǎn)超前;故V帶>V2。所以V1>V2，我們把這種微量的滑動(dòng)現(xiàn)象稱為彈性滑動(dòng)。由于帶彈性體，因而在拉力的作用下帶會(huì)產(chǎn)生彈性變形(伸長(zhǎng))。緊邊：受力F1，變形δ1

松邊：受力F2，變形δ2

F1＞F2

，δ1

＞δ2

F1F2彈性滑動(dòng)范圍與圓周力（有效拉力）F成正比動(dòng)畫彈性滑動(dòng)和打滑當(dāng)外載荷增大到某一數(shù)值，若所要傳遞的圓周力F

＞Fmax

，帶將沿整個(gè)接觸弧滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。彈性滑動(dòng)是由于帶彈性變形引起的，只要傳遞圓周力，就會(huì)存在拉力差，就一定會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)，所以彈性滑動(dòng)是不可避免的。打滑是由過載引起的全面滑動(dòng)而不能正常工作，它是可以和應(yīng)當(dāng)避免的。彈性滑動(dòng)和打滑是兩個(gè)不同的概念?？偨Y(jié)：1）打滑是過載造成的，∴打滑是可以避免的。2）η↓↓，磨損↑↑，∴打滑必須避免。3）打滑首先發(fā)生在小帶輪上。

區(qū)別：彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)的固有特性，是不可避免的。打滑是一種失效形式，是可以避免的，而且必須避免。五、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比

由于彈性滑動(dòng)是不可避免的，所以從動(dòng)輪圓周速度v2總是低于主動(dòng)輪圓周速度v1。由于帶的彈性滑動(dòng)引起的從動(dòng)輪圓周速度的降低率稱為滑動(dòng)率，即:

ε=(v1-v2)/v1由此得帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比:i=n1/n2=d2/d1(1-ε)V帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率ε=0.01～0.02，其值甚微，在一般計(jì)算中可不予考慮。六、帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1、失效形式◆打滑過載(F＞Fmax)引起◆疲勞破壞帶受變應(yīng)力的循環(huán)作用2、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保證帶在工作中不打滑，同時(shí)具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使用壽命不打滑條件：F≤Fmax即：由上可得單根帶在既不打滑又有足夠疲勞強(qiáng)度時(shí)所能傳遞的最大功率：表5-4列出了單根V帶在特定條件下所能傳遞的基本額定功率P1要保證帶不疲勞破壞：即：返回§5-3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)一、單根普通V帶的許用功率

P1是在載荷平穩(wěn)、包角α1=α2=180°、帶長(zhǎng)Ld

為特定長(zhǎng)度、抗拉體為化學(xué)纖維繩芯結(jié)構(gòu)的條件(試驗(yàn)條件)下得到的。實(shí)際工作條件與上述特定條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)P1值加以修正。修正后得實(shí)際工作條件下單根普通V帶的額定功率（許用功率）。P‘=(P1＋ΔP1)KαKL

式中：P‘：為許用功率，

ΔP1：為功率增量(表5-5)，考慮傳動(dòng)比i≠1時(shí)，帶在大輪上的彎曲應(yīng)力較小，故在壽命相同條件下，可增大傳遞的功率。

Kα：為包角修正系數(shù)(表5-6)。KL：為帶長(zhǎng)修正系數(shù)(表5-7)。返回返回二、設(shè)計(jì)的已知條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容傳遞的名義功率P；已知條件主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1

；從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2

或傳動(dòng)比i；傳動(dòng)位置要求

；工況條件、原動(dòng)機(jī)類型等；V帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)；設(shè)計(jì)內(nèi)容帶輪直徑和結(jié)構(gòu)；傳動(dòng)中心距a；驗(yàn)算帶速v

和包角α；計(jì)算初拉力和壓軸力；三、設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇2、選擇普通V帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，按圖的推薦選擇普通V帶型號(hào)。若臨近兩種型號(hào)的交界線時(shí)，可按兩種型號(hào)同時(shí)計(jì)算，并分析比較決定取舍。1、確定設(shè)計(jì)功率

Pd=KAP式中：P為傳動(dòng)的名義功率(kW)KA為工況系數(shù)三、設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1

應(yīng)大于或等于表5-9所示的ddmin

。若dd1過小，則帶的彎曲應(yīng)力將過大而導(dǎo)致帶的壽命降低；反之，雖能延長(zhǎng)帶的壽命，但帶傳動(dòng)的外廓尺寸卻隨之增大。

根據(jù)i可得大帶輪的基準(zhǔn)直徑為：

dd2=idd1(1-ε)

dd1和dd2都需取標(biāo)準(zhǔn)值(表5-9)?；瑒?dòng)率的影響在一般的帶傳動(dòng)中可忽略，重要傳動(dòng)時(shí)需考慮4、驗(yàn)算帶速

帶速v=dd1n1/60000(m/s)一般應(yīng)使v在5～25m/s的范圍內(nèi)。v↑，離心力↑，帶輪間摩擦力↓，容易打滑；

單位時(shí)間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù)↑，帶的工作壽命↓

v↓，P一定時(shí)，需要傳遞的圓周力F↑，帶的根數(shù)↑三、設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇5、確定中心距和帶長(zhǎng)初定中心距a0推薦按式0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)，初定的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L0

可按下式計(jì)算：

根據(jù)初定的L0，由表5-7選取接近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld

，再按下面公式計(jì)算所需中心距：

6、驗(yàn)算包角

α1＝180°－57.3°×(dd2-dd1)/a一般應(yīng)使α1≥120°，否則可加大中心距或增設(shè)張緊輪。三、設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇7、確定帶的根數(shù)

8、確定初拉力保持適當(dāng)初拉力是帶傳動(dòng)正常工作的首要條件。初拉力不足，會(huì)出現(xiàn)打滑；初拉力過大將增大軸和軸承上的壓力，并降低帶的壽命。單根普通V帶合宜的初拉力：式中：PC為計(jì)算功率(kW)；z為V帶根數(shù)；v為V帶速度(m/s)；Kα為包角修正系數(shù)；q為V帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量(kg/m)。三、設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇9、計(jì)算壓軸力

為便于計(jì)算，帶對(duì)軸的壓力通常按靜止的情況計(jì)算。所以壓軸力為：

FQ＝2ZF0cos(90-α1/2)=2ZF0sin(α1/2)四、帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪直徑較小時(shí)可采用實(shí)心式(圖a)；

中等直徑的帶輪可采用腹板式(圖b)；

直徑大于350mm時(shí)可采用輪輻式(圖c)。

圖中列有經(jīng)驗(yàn)公式可供帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)參考。

1.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪常用鑄鐵制造，有時(shí)也采用鋼或非金屬材料(塑料、木材)。鑄鐵帶輪允許的最大圓周速度為25m/s。速度更高時(shí)，可采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接。四、帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.帶傳動(dòng)的張緊裝置

帶傳動(dòng)常用的張緊方法有調(diào)節(jié)中心距和采用張緊輪。

小結(jié)1、了解帶傳動(dòng)的類型、工作原理和應(yīng)用范圍，熟悉V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)。2、掌握帶傳動(dòng)的最大圓周力和應(yīng)力分析。3、掌握彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別。4、掌握普通V帶傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和主要參數(shù)的選擇。練習(xí)一、選擇題（單選）1、帶傳動(dòng)中，若產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，是（）(a)沿小輪先發(fā)生 (b)沿大輪先發(fā)生(c)沿兩輪同時(shí)發(fā)生 (d)不能確定2、傳遞動(dòng)力時(shí)，帶傳動(dòng)中彈性滑動(dòng)是（）(a)由過載引起(b)由拉力差和帶本身為彈性體所引起(c)因初拉力Fo過少引起3、帶傳動(dòng)中心距與小帶輪直徑一定時(shí)，若增大傳動(dòng)比，則小帶輪上包角（）(a)減少 (b)增大 (c)不變aba練習(xí)二、填空1、帶傳動(dòng)中，橫剖面內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力有（）、（）、（）、最大應(yīng)力發(fā)生在（）。2、V帶傳動(dòng)中，帶的型號(hào)由（）和（）查圖選取。3、普通V帶楔角為40°，帶輪槽形角（）40°。拉應(yīng)力、離心拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力；緊邊和小帶輪相切處（緊邊開始繞上小帶輪處）計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速小于§6-4鏈傳動(dòng)概述通常，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i≤8；中心距a≤5～6m；傳遞功率P≤100kW；圓周速度v≤15m/s；傳動(dòng)效率約為0.95～0.89。一、鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用

與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)沒有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；需要的張緊力小，作用于軸的壓力也小，可減少軸承的摩擦損失；結(jié)構(gòu)緊湊；能在溫度較高、有油污等惡劣環(huán)境條件下工作。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造和安裝精度要求較低；中心距較大時(shí)其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù)，因此傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲。二、鏈傳動(dòng)的類型傳動(dòng)鏈滾子鏈*套筒鏈板式鏈齒形鏈起重鏈曳引鏈◆內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈聯(lián)接；◆滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。三、滾子鏈的結(jié)構(gòu)

鏈上相鄰兩滾子中心的距離稱為鏈節(jié)距，用p表示。排數(shù)越多，承載能力越高，但各排鏈?zhǔn)茌d不均現(xiàn)象越嚴(yán)重，故排數(shù)不宜過多。

內(nèi)、外鏈板均為“∞”型。滾子鏈可制成單排鏈和多排鏈。鏈條

鏈條長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)Lp來(lái)表示。鏈節(jié)數(shù)最好取為偶數(shù)，以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時(shí)正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接，接頭處可用彈簧夾或開口銷鎖緊(圖a、b)。若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則需采用過渡鏈節(jié)(圖c)。在鏈條受拉時(shí)，過渡鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，通常應(yīng)避免采用。四、鏈輪

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了滾子鏈鏈輪齒槽的齒面圓弧半徑、齒溝圓弧半徑和齒溝角(圖a)的最大和最小值(詳見GB1244-85)。各種鏈輪的實(shí)際端面齒形均應(yīng)在最大和最小齒槽形狀之間。這樣處理使鏈輪齒廓曲線設(shè)計(jì)有很大的靈活性。但齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入和退出嚙合，并便于加工。符合上述要求的端面齒形曲線有多種。最常用的齒形是“三圓弧一直線”，即端面齒形由三段圓弧(aa,ab,cd)和一段直線(bc)組成。這種“三圓弧一直線”具有較好的嚙合性能，并便于加工。

鏈輪軸面齒形兩側(cè)呈圓弧狀(圖b)，以便于鏈節(jié)進(jìn)入和退出嚙合。鏈輪結(jié)構(gòu)與尺寸鏈輪齒應(yīng)有足夠的接觸強(qiáng)度和耐磨性，故齒面多經(jīng)熱處理。小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，所受沖擊力也大，故所用材料一般應(yīng)優(yōu)于大鏈輪。常用的鏈輪材料有碳素鋼(如Q235、Q275、45、ZG310-570等)、灰鑄鐵(如HT200)等。重要的鏈輪可采用合金鋼。

鏈輪的結(jié)構(gòu)如圖所示。小直徑鏈輪可制成實(shí)心式；中等直徑的鏈輪可制成孔板式；直徑較大的鏈輪可設(shè)計(jì)成組合式，若輪齒因磨損而失效，可更換齒圈。

一、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析

在鏈傳動(dòng)中，鏈條繞在鏈輪上如同繞在兩個(gè)正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長(zhǎng)等于鏈節(jié)距p?！?-5鏈傳動(dòng)工作情況分析§6-5鏈傳動(dòng)工作情況分析一、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析銷軸中心A的圓周速度水平分量（鏈速VS）垂直分量鏈節(jié)所對(duì)中心角，變化范圍（）即之間。

當(dāng)當(dāng)

上述反映了鏈速的周期性變化。這種鏈速時(shí)快時(shí)慢，而忽上忽下的變化，稱為鏈傳動(dòng)的“多邊形效應(yīng)”

。鏈的節(jié)距越大，理論上承載能力越高。但節(jié)距越大，由鏈條速度變化和鏈節(jié)嚙入鏈輪產(chǎn)生沖擊所引起的動(dòng)載荷越大，反而使鏈承載能力和壽命降低。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能選用小節(jié)距的鏈，重載時(shí)選取小節(jié)距多排鏈。二、鏈傳動(dòng)的受力分析

安裝鏈傳動(dòng)時(shí)，只需不大的張緊力，主要是使鏈松邊的垂度不致過大，否則會(huì)產(chǎn)生顯著振動(dòng)、跳齒和脫鏈。

若不考慮動(dòng)載荷，作用在鏈上的力有：圓周力(即有效拉力)F，離心拉力Fc

和懸垂拉力Fy

。緊邊拉力為F1=F+Fc+Fy

松邊拉力為F2=Fc+Fy

離心拉力為:

Fc=qv2

q為鏈每米長(zhǎng)質(zhì)量(kg/m)；v為鏈速。

懸垂拉力可利用求懸索拉力的方法近似求得：

Fy=Kyqga

式中：a為鏈傳動(dòng)的中心距(m)；g為重力加速度；Ky為下垂量y=0.02a時(shí)的垂度系數(shù)。垂直布置時(shí)Ky=1；水平布置時(shí)Ky=7；傾斜布置時(shí)Ky=2.5(β=75°)，Ky=4(β=60°)，Ky=6(β=30°)。

§6-6滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)一、失效形式

(1)鏈板疲勞破壞鏈在松邊拉力和緊邊拉力的反復(fù)作用下，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)，鏈板會(huì)發(fā)生疲勞破壞。正常潤(rùn)滑條件下，鏈板疲勞強(qiáng)度是限定鏈傳動(dòng)承載能力的主要因素。

(2)滾子、套筒的沖擊疲勞破壞鏈傳動(dòng)的嚙入沖擊首先由滾子和套筒承受。在反復(fù)多次的沖擊下，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)，滾子、套筒可能會(huì)發(fā)生沖擊疲勞破壞。這種失效形式多發(fā)生于中、高速閉式鏈傳動(dòng)中。

(3)銷軸與套筒的膠合潤(rùn)滑不當(dāng)或速度過高時(shí)，銷軸和套筒的工作表面會(huì)發(fā)生膠合。膠合限定了鏈傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速。

(4)鏈條鉸鏈磨損鉸鏈磨損后鏈節(jié)變長(zhǎng)，容易引起跳齒或脫鏈。開式傳動(dòng)、環(huán)境條件惡劣或潤(rùn)滑密封不良時(shí)，極易引起鉸鏈磨損，從而急劇降低鏈條的使用壽命。

(5)過載拉斷這種拉斷常發(fā)生于低速重載的傳動(dòng)中。

二、功率曲線圖如圖所示為在正常潤(rùn)滑條件下，對(duì)應(yīng)各種失效形式的極限功率曲線。圖中陰影部分為實(shí)際上使用的區(qū)域。若潤(rùn)滑密封不良及工況惡劣時(shí)，磨損將很嚴(yán)重，其極限功率會(huì)大幅度下降，如圖中虛線所示。在特定的實(shí)驗(yàn)條件下（水平布置、載荷平穩(wěn)、一定的潤(rùn)滑方式，Z1=19，i=3，a=40P，壽命15000h，鏈節(jié)伸長(zhǎng)量不超過3%），在一定的使用壽命下，從一種失效形式出發(fā)，可得出一個(gè)極限功率表達(dá)式。二、功率曲線圖

圖8-25是國(guó)產(chǎn)十種型號(hào)的滾子鏈的額定許用功率曲線，這是在特定的實(shí)驗(yàn)條件下確定的。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)實(shí)際條件對(duì)PO值加以修正。無(wú)法采用推薦的潤(rùn)滑方式，PO相應(yīng)降低。

Po——單排鏈的額定功率P——傳遞的功率KA——工況系數(shù)表8-12KZ——小鏈輪齒數(shù)系數(shù)。表8-13KL——鏈長(zhǎng)系數(shù)。圖8-27KP——多排鏈系數(shù)。表8-14當(dāng)小鏈輪齒數(shù)z1≠19時(shí)的修正系數(shù)，（當(dāng)工作點(diǎn)落在圖8-25某曲線頂點(diǎn)左側(cè)時(shí)，屬于鏈板疲勞，查表中Kz；當(dāng)工作點(diǎn)落在圖8-25某曲線頂點(diǎn)右側(cè)時(shí)，屬于套筒、滾子沖擊疲勞，查表中Kz’。當(dāng)鏈長(zhǎng)Lp≠100節(jié)時(shí)修正系數(shù)，（當(dāng)工作點(diǎn)落在圖8-25某曲線頂點(diǎn)左側(cè)時(shí)，屬于鏈板疲勞，查圖中曲線1；當(dāng)工作點(diǎn)落在圖8-25某曲線頂點(diǎn)右側(cè)時(shí)，屬于套筒、滾子沖擊疲勞，查圖中曲線2）三、滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算和主要參數(shù)選擇

當(dāng)v≥0.6m/s時(shí)，主要失效形式為鏈條的疲勞破壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按功率曲線設(shè)計(jì)計(jì)算。即根據(jù)單排鏈傳動(dòng)的額定功率P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1，由圖8-25查得合適鏈的型號(hào)，再根據(jù)型號(hào)從表8-10查的節(jié)距p。當(dāng)v＜0.6m/s時(shí)，主要失效形式為鏈條的過載拉斷，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按下式驗(yàn)算靜強(qiáng)度安全系數(shù)。

S=Q/KAF

式中：Q為鏈的極限載荷，見表8-10

；F1

為緊邊拉力；S為安全系數(shù)，S=4～8。三、滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算和主要參數(shù)選擇1.鏈輪齒數(shù)為提高鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性