第五章 帶傳動和鏈傳動

第五章帶傳動與鏈傳動帶傳動的組成一、摩擦型帶傳動的工作原理5.1帶傳動概述二、帶傳動的類型和特點根據(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)時用接頭v帶）圓形帶：制造簡單、功率小

多楔帶：平帶與V帶組合同步帶：張緊力小、i準確、效率高、成本高4結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護都較方便5由于有彈性滑動的存在，故不能保證固定的傳動比（同步帶無此特點）6結(jié)構(gòu)尺寸較大，效率較低（0.9~0.95)，壽命較短7由于需要施加張緊力，所以會產(chǎn)生較大的壓軸力，使軸和軸承受力較大（同步帶較?。┤?、帶傳動的特點：1傳動帶具有撓性和彈性，可吸收振動及緩和沖擊，使傳動平穩(wěn)噪音小2當過載時,傳動帶與帶輪之間可發(fā)生相對滑動而不損傷其它零件,起保護作用（同步帶無此特點）3適合于主、從動軸間中心距較大的傳動小帶輪上的包角為：四、幾何尺寸3.帶的基準長度Ld:在規(guī)定的張緊力下，帶的中性層的長度1.中心距a2.包角：帶與帶輪接觸弧所對的圓心角稱為包角4.中心距a（已知Ld時）的計算五、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α1減小過多。張緊輪放在外側(cè)，應(yīng)靠近小帶輪一端，以增大α1。張緊輪放在松邊。緊邊拉力：F1松邊拉力：F2有效拉力（圓周力）：F=F1—F2（1）5.2帶傳動的力分析、應(yīng)力分析及彈性滑動5.2.1帶傳動的力分析初拉力F0空載時帶拉力圖加載時帶拉力圖(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：帶傳動所需要的有效拉力超過帶與帶輪接觸弧上極限摩擦力時，帶與帶輪將發(fā)生顯著的滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。

設(shè)計帶傳動時應(yīng)避免打滑帶為彈性體，總長不變，則緊邊拉力的增加等于松邊拉力的減少，即受力分析如圖F1、F2的關(guān)系:現(xiàn)以平帶為例討論：當摩擦系數(shù)為f、包角為α?xí)r，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)系再略去因很小，可取得由以上兩式得：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）(2)（3）增大包角和增大摩擦系數(shù)都可提高帶傳動的有效拉力（即提高所能傳遞的圓周力）F0,F,帶中σ，帶壽命5.2.2帶傳動的應(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)力松邊拉應(yīng)力MPaMPa式中A為帶的橫截面積加載時帶拉力圖離心拉應(yīng)力為：3彎曲應(yīng)力MPa2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----帶輪的基準直徑。q為帶單位長度的質(zhì)量

最大應(yīng)力發(fā)生在：緊邊進入小帶輪處帶的應(yīng)力分布：5.2.3帶傳動的失效形式及設(shè)計準則帶傳動的失效形式是：打滑和疲勞破壞帶傳動的設(shè)計準則：在保證帶傳動不打滑的情況下，帶具有一定的疲勞強度和使用壽命。5.2.4彈性滑動和傳動比打滑與彈性滑動的區(qū)別：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對滑動現(xiàn)象稱為彈性滑動打滑造成帶的嚴重磨損并使帶的運動處于不穩(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。彈性滑動使帶的速度落后于主動輪的速度，快于從動輪的速度。彈性滑動會引起下列后果：（1）從動輪的圓周速度總是落后于主動輪的圓周速度（2）損失一部分能量，降低了傳動效率，會使帶的溫度升高；并引起傳動帶磨損設(shè)dd1、dd2為主、從動輪的直徑，mm；n1、n2為主、從動輪的轉(zhuǎn)速，r/min,則兩輪的圓周速度為m/sm/s彈性滑動是帶傳動中不可避免的現(xiàn)象，是帶傳動正常工作時固有的特性通常滑動率：由于彈性滑動引起從動輪圓周速度低于主動輪圓周速度，其相對降低率通常稱為帶傳動的滑動系數(shù)或滑動率帶傳動的傳動比從動輪的轉(zhuǎn)速5.3V帶傳動的設(shè)計計算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5.3.1V帶的標準一、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V帶的結(jié)構(gòu)包括：包布層、頂膠、底膠和抗拉體型號YZABCDE頂寬b6101317223238節(jié)寬bd5.38.51114192732高度h4.06.08.011141925楔角φ40?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直徑dd：在V帶輪上，與所配用V帶的節(jié)面寬度bp相對應(yīng)的帶輪直徑稱為基準直徑dd

節(jié)面：帶縱向彎曲時，帶中保持長度不變的中性層所構(gòu)成的面。節(jié)寬bp：節(jié)面的寬度。帶的基準長度Ld：

在規(guī)定的張緊力下，V帶中中性層的長度稱為帶的基準長度Ld（公稱長度）V帶輪的基準槽寬bd：與所配用V帶的節(jié)面寬度bp相等處的槽寬三、單根普通V帶的許用功率為保證單根帶傳動不出現(xiàn)打滑，單根普通V帶能傳遞的功率有效拉力式中為帶的許用應(yīng)力為使帶具有一定的疲勞壽命，應(yīng)使帶傳動在既不打滑又具有一定的疲勞壽命時，單根普通V帶能傳遞的功率KW通過計算和實驗，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型號小帶輪基準直徑ddmin/㎜小帶輪轉(zhuǎn)速n1/(r/min)200400800950120014501600180020002400280032003600400050006000Z5056637180900.040.040.050.060.100.100.060.060.080.090.140.140.100.120.150.200.220.240.120.140.180.230.260.280.140.170.220.270.300.330.160.190.250.300.350.360.170.200.270.330.390.400.190.230.300.360.420.440.200.250.320.390.440.480.220.300.370.460.500.540.260.330.410.500.560.600.280.350.450.540.610.640.300.370.470.580.640.680.320.390.490.610.670.720.340.410.500.620.660.730.310.400.480.560.610.56A75901001121251401601800.150.220.260.310.370.430.510.590.260.390.470.560.670.780.941.090.450.680.831.001.191.411.691.970.510.770.951.151.371.621.952.270.600.931.141.391.661.962.362.740.681.071.321.611.922.282.733.160.731.151.421.742.072.452.543.400.791.251.581.892.262.662.983.670.841.341.662.042.442.873.423.930.921.51.872.302.743.223.804.321.001.642.052.512.983.484.064.541.041.752.192.683.153.654.194.581.081.832.282.783.263.724.174.401.091.872.342.833.283.673.984.001.021.822.252.642.912.992.671.810.801.501.801.961.871.37B1251401601802002242502800.480.590.740.881.021.191.371.580.841.051.321.591.852.172.502.891.441.822.322.813.303.864.465.131.642.082.663.223.774.425.105.851.932.473.173.854.505.266.046.902.192.823.624.395.135.976.827.762.333.003.864.685.466.337.208.132.503.234.155.025.836.737.638.462.643.424.405.306.137.027.878.602.853.704.755.676.477.257.898.222.963.854.895.766.436.957.146.802.943.834.805.525.956.055.604.262.803.634.464.924.984.475.122.513.243.823.923.472.141.091.290.81C2002242502803153554004501.391.702.032.422.843.363.914.512.412.993.624.325.146.057.068.204.075.126.237.528.9210.4612.1013.804.585.787.048.4910.0511.7313.4815.235.296.718.219.8111.5313.3115.0416.595.847.459.0810.7212.4614.1215.5316.476.077.759.3811.0612.7214.1915.2415.576.288.009.6311.2212.6713.7314.0813.296.348.069.6211.0412.1412.5911.959.646.027.578.759.509.437.984.345.016.086.566.134.163.233.572.93表5.4單根普通V帶的基本額定功率Po（包角=,特定基準長度,載荷平穩(wěn)時）Kw

5.3.2普通V帶傳動設(shè)計設(shè)計原始參數(shù)及內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容包括：選擇帶的型號、長度、計算帶的根數(shù)、傳動中心距、帶輪直徑、結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力及壓軸力等。V帶設(shè)計的原始參數(shù)為：傳動用途和工作條件；傳動的功率P；主動輪、從動輪的轉(zhuǎn)速n1和n2或傳動比i，對傳動位置和外部尺寸要求等P—傳遞的額定功率

KA——工作情況系數(shù)2設(shè)計方法及步驟

（1）確定計算功率載荷性質(zhì)工作機原動機電動機（交流啟動、直流并勵、三角啟動），四缸以上內(nèi)燃機電動機（聯(lián)機交流啟動、直流復(fù)勵或串勵），四缸以下的內(nèi)燃機每天工作小時數(shù)/h<1010～16>16<1010～16>16載荷變動很小液體攪拌機、鼓風(fēng)機、通風(fēng)機（7.5kW）、離心式水泵和壓縮機、輕負荷輸送機1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式運輸機、通風(fēng)機（<7.5kW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機（非離心式）、發(fā)電機等1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大斗式提升機、壓縮機、往復(fù)式水泵、起重機、沖剪機床、重載運輸機、紡織機、振動篩1.21.31.41.41.51.6載荷變動很大破碎機（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）、磨碎機（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8表5.2工作情況系數(shù)

（2）選擇帶的型號依據(jù)計算功率Pc和小帶輪轉(zhuǎn)速n1選擇帶的型號（3）確定帶輪的基準直徑dd1和dd2和驗算帶速普通V帶輪最小基準直徑dd1

ddmin

且符合下列帶輪基準直徑系列值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帶帶輪基準直徑的系列（mm）：大輪的基準直徑dd2應(yīng)符合帶輪基準直徑系列（圓整不超過5%）要求傳動比精確時，dd2按傳動比的精確程度圓整驗算帶的速度m/s一般應(yīng)使在5~25m/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）計算帶長Ld`3）查Ld

(p100表5.3)4）計算實際中心距（5）計算小輪包角1一般應(yīng)使否則可加大中心距或增設(shè)張緊輪（4）確定中心距、帶長1）初選a0（6）確定v帶的根數(shù)zZ取整數(shù)，為了使每根V帶受力均勻，V帶根數(shù)不宜太多，通常z<10Pc：計算功率P0:特定條件下，單根V帶的基本額定功率P0:功率增量。i1時，大帶輪彎曲應(yīng)力小而導(dǎo)致的P0的增量K:包角系數(shù)KL:

長度系數(shù)（8）計算作用在軸上的力Q（7）確定張緊力（初拉力）F0（單根V帶）（9）V帶輪的設(shè)計帶輪的設(shè)計，內(nèi)容包括①選擇帶輪材料帶輪的材料:主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時宜采用鑄鋼；小功率時可用鑄鋁和塑料或木材②根據(jù)帶輪基準直徑的大小選擇結(jié)構(gòu)形式帶輪的結(jié)構(gòu)：實心式：帶輪的基準直徑dd<3d（d為軸的直徑）時采用；腹板式或孔板式：當dd400mm時采用。橢圓輪輻式：帶輪的基準直徑dd>400mm時采用。③根據(jù)帶的類型確定輪緣尺寸（表5.7）④根據(jù)經(jīng)驗公式計算其他結(jié)構(gòu)尺寸。書中圖下面有相應(yīng)的經(jīng)驗公式基準長度Ld/㎜KL基準長度Ld/㎜KLYZABCZABC2002242502803153554004505005606307108009001000112012501400160018000.810.820.840.870.890.920.961.001.02

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

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基準長度Ld/㎜KL基準長度Ld/㎜KLZABC2002242502803153554004505005606307108009001000112012501400160018000.810.820.840.870.890.920.961.001.02

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

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180175170165160155150145140135130125120Kα1.00.990.980.960.950.930.920.910.890.880.860.840.82帶型小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min傳動比

i1.00～1.011.02～1.041.05～1.081.09～1.121.13～1.181.19～1.241.25～1.341.35～1.511.52～1.99≥2.0Z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4007308009801200146028000.000.000.000.000.000.000.000.010.010.010.010.020.020.040.010.020.020.030.030.040.080