機械設計基礎第五版第十三章

第十三章帶傳動和鏈傳動通過中間撓性件傳遞運動和動力。適用于二軸中心距較大的場合。特點：結構簡單，成本低。13-1帶傳動的類型和應用一、組成：主動輪1從動輪2環(huán)形帶3主動輪回轉時，依靠帶與帶輪接觸面間的摩擦力拖動從動輪一起回轉，傳遞一定的運動和動力。二、工作原理：三、帶傳動的類型：平帶傳動V帶傳動特殊截面帶傳動（多楔帶、圓帶）帶傳動的主要類型四、帶傳動中心距、包角、帶長：中心距：當帶的張緊力為規(guī)定值時，兩輪軸線間的距離。包角：帶與帶輪接觸弧所對應的中心角。包角：O1O2P帶長：ABCDPO1O2帶長：五、帶傳動的張緊方法：調整中心距采用張緊輪裝置六、帶傳動的優(yōu)缺點：優(yōu)點：1）結構簡單，

2）中心距大；

3）傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振；

4）過載打滑，可起保護作用。缺點：1）外廓尺寸較大，2）需要張緊輪裝置,3）由于彈性滑動，傳動比不穩(wěn)定

,4）帶的壽命較短,5）傳動效率低。13-2帶傳動的受力分析帶張緊在帶輪上，靜止時帶兩邊的拉力都等于初拉力一、受力分析傳動時：緊邊拉力（變大）松邊拉力（變?。┤魩Э傞L不變緊邊松邊二、帶所傳遞的圓周力F：三、傳遞的功率P：F—圓周力，（N）v—帶速，（ms）四、帶的打滑：產生的原因外載荷增加，使得造成的后果帶的磨損急劇增加、從動輪的轉速急劇下降，直至傳動失效。打滑的特點可以避免的帶打滑時的現象？如何避免帶發(fā)生打滑？柔韌體的歐拉公式：反映即將打滑時，緊邊拉力F1和松邊拉力F2關系。以平帶傳動為例取微段對應包角微弧段二端拉力：所受正壓力：所受摩擦力：FF、受力平衡方程式：F柔韌體的歐拉公式：f—帶與輪面摩擦系數α—帶輪包角，rade—自然對數底，e=2.718力的關系：分析：V帶傳動：用f′代替f代入下列表達式：V帶傳動：13-3帶的應力分析帶中應力由三部分組成：1、緊邊和松邊拉力產生的應力緊邊拉應力：松邊拉應力：A—帶的橫截面積2、離心力產生的拉應力：r離心力離心力引起的拉力：r離心力拉應力：3、彎曲應力：V帶節(jié)線V帶輪基準圓yd帶的應力分布情況：最大應力發(fā)生在緊邊與小輪的接觸處：13-4帶傳動的彈性滑動和傳動比1、彈性滑動：由于帶的彈性變形，而引起的帶與帶輪間的滑動。彈性滑動與打滑的區(qū)別：

彈性滑動與打滑是二個截然不同的概念。打滑是由于過載引起的全面滑動，是可以避免的。彈性滑動是由拉力差引起的，是不可避免的。2、主動輪從動輪圓周速度：主動輪：從動輪：因為彈性滑動的存在，3、滑動率、帶傳動的傳動比：由于帶的彈性滑動引起的從動輪圓周速度的降低率——滑動率帶傳動的滑動率很小，一般計算中可不考慮。13-5普通V帶傳動的計算抗拉體頂膠包布底膠1、V帶的結構：一、V帶的規(guī)格：2、概念：節(jié)線：當帶受縱向彎曲時，在帶中保持原長度不變的任一條周線。節(jié)面：由全部節(jié)線所構成的面。節(jié)寬bd：帶的節(jié)面寬度。bdh楔角V帶若：——普通V帶基準直徑d：在V帶輪上，與V帶的節(jié)面寬度bd相對應的帶輪直徑。bdd基準長度Ld

：V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準直徑上的周線長度。普通V帶的長度系列見表13-2Ld二、單根普通V帶的許用功率：為保證V帶不打滑、不發(fā)生疲勞損壞，單根普通V帶能傳遞的功率：普通V帶能傳遞的圓周力：為使帶具有一定壽命：單根普通V帶能傳遞的功率：在載荷平穩(wěn)，包角、帶長Ld

為特定長度、抗拉體為化學纖維繩芯結構的條件下，單根普通V帶能傳遞的功率——單根V帶基本額定功率（表13-3）——許用功率經修正后得實際工作條件下，單根普通V帶能傳遞的功率三、普通V帶的型號和根數的確定：計算功率的確定：P——傳動的額定功率，kwKA——工作情況系數，表13-8根據計算功率Pc

，小帶輪轉速n1

，由圖13-15選擇普通V帶型號。V帶根數的計算：注意：1、Z取整數，

2、Z<10，以使每根V帶受力均勻四、主要參數的選擇：1、帶輪直徑和帶速：小帶輪基準直徑d1：根據表13-9查取dmin查表13-9，取標準值。大帶輪基準直徑d2：查表13-9，取標準值。帶速：2、中心距、帶長和包角：初定中心距a0初定V帶基準長度：（由式13-2）由表13-2Ld近似計算中心距：中心距的變動范圍：小帶輪包角：（由式13-1）3、初拉力：單根普通V帶合適的初拉力：V帶傳動設計計算的主要任務：功率P主動輪轉速n1被動輪轉速n2（或i）工作條件帶型號帶輪直徑d1,d2帶根數z中心距a帶長L初拉力F0壓軸力Fq帶輪結構13-6V帶輪的結構1、帶輪材料：HT150、HT200;（常用）鋼、非金屬材料2、結構：實心式：帶輪直徑較小時采用。腹板式：中等直徑輪輻式：直徑〉350mm13-7同步帶傳動由于帶與帶輪之間無相對滑動，能保持兩輪的圓周速度同步。13-8鏈傳動的特點及應用

主動鏈輪組成從動鏈輪鏈條工作原理：靠鏈與鏈輪輪齒的嚙合傳遞動力。優(yōu)、缺點：優(yōu)點：（與帶傳動相比）

1、沒有彈性滑動和打滑。

2、能保持準確的平均傳動比。

3、需要張緊力小，作用在軸上的壓力也小，可減少軸承的摩擦損失。

4、結構緊湊。

5、能在溫度較高、有油污等惡劣環(huán)境條件下工作。缺點：

1、瞬時鏈速和瞬時傳動比不是常數，傳動平穩(wěn)性差。

2、工作中有一定的沖擊和噪聲。13-9鏈條和鏈輪一、鏈條：結構滾子鏈齒形鏈1、滾子鏈：54321內鏈板1外鏈板2銷軸3套筒4滾子5磨損主要發(fā)生在銷軸與套筒的接觸面上。鏈的節(jié)距P：相鄰兩滾子中心的距離PP零件尺寸傳遞的功率分類：單排鏈多排鏈滾子鏈已標準化，分為A、B二種系列，A系列常用（表13-11）。1、滾子鏈：鏈條長度以鏈節(jié)數表示。鏈節(jié)數最好為偶數，接頭處可用開口銷或彈簧夾鎖緊。1、滾子鏈：鏈節(jié)數為奇數時，需采用過度鏈節(jié)。2、齒形鏈：由許多齒形鏈板用鉸鏈聯接而成。鏈板鉸鏈優(yōu)點（與滾子鏈相比）：1、運動平穩(wěn)，噪聲小。2、承受沖擊載荷的能力高。缺點：

1、結構復雜

2、價格較貴

3、較重應用：用于高速（鏈速40ms），運動精度要求高的傳動。二、鏈輪：滾子鏈鏈輪：齒面半徑齒溝圓弧半徑齒溝角其最大、最小值見GB1244-85各種鏈輪的實際端面齒形均應在最大和最小齒槽形狀之間。端面齒形曲線：三圓弧一直線aabbCC鏈輪軸面齒形：圓弧1、分度圓：被鏈條節(jié)距等分的圓。d分度圓PoMN2、齒頂圓直徑：3、齒根圓直徑：4、常用的鏈輪材料：碳素鋼：Q235、Q275、45、ZG310-570灰鑄鐵：HT200重要鏈輪采用合金鋼注意：小鏈輪材料優(yōu)于大鏈輪5、鏈輪結構：實心式：直徑小鏈輪孔板式：直徑中等鏈輪組合式：直徑較大鏈輪13-10鏈傳動的運動分析和受力分析一、運動分析：鏈條進入鏈輪后形成折線，因此鏈傳動相當于一對多邊形輪之間的傳動。1、鏈條線速度（鏈速）：傳動比：注意：（1）用以上兩式求得的V、i都是平均值。（2）由于多邊形效應，瞬時鏈速、瞬時傳動比都是變化的。2、分析瞬時鏈速：主動輪角速度為：鏈輪分度圓的圓周速度：鏈條鉸鏈的速度：鏈條線速度：就是鉸鏈速度沿鏈節(jié)中心線方向分速度。V鏈條線速度：鏈輪每轉過一齒，鏈速就時快時慢的變化一次，當，瞬時鏈速、瞬時傳動比都作周期性變化。鏈條在垂直于鏈節(jié)中心線方向分速度：作周期性變化，使鏈條上下抖動。V3、鏈速不均勻系數δ：總結：由于鏈速是變化的，工作時會產生振動、動載荷。二、受力分析：安裝鏈傳動時，只需不大的張緊力，主要使鏈的松邊的垂度不致過大，否則產生很大的振動、跳齒、脫鏈。1、鏈緊邊拉力：2、松邊拉力：圓周力F：離心拉力：懸垂拉力：垂度系數：鏈作用在軸上的壓力FQ：有沖擊和振動時取大值。13-11鏈傳動的主要參數及選擇一、鏈輪齒數：對于滾子鏈，可按傳動比由表13-12選取大鏈輪齒數：注意：1、防止發(fā)生跳齒、脫鏈現象。2、鏈輪的齒數最好選奇數，可使磨損均勻。鏈的節(jié)距：鏈的節(jié)距越大承載能力越高產生的沖擊和動載荷越大。設計時應盡可能選用小節(jié)距的鏈，高速重載時可選用小節(jié)距多排鏈。二、中心距和鏈的節(jié)數：1、中心距a：a過小，鏈輪上包角也小，同時嚙合的鏈輪齒數也減少。a過大，鏈條抖動。2、鏈的節(jié)數LP：由公式13-2，近似取LP要圓整成整數，最好為偶數。若已知LP求中心距a：一般中心距應設計成可調的，以便于安裝和調整鏈的張緊程度。若不可調，又無張緊裝置實際中心距a’=a–（2~5）mm13-12滾子鏈傳動的計算一、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作用下，經過一定的循環(huán)次數，鏈板會發(fā)生疲勞破壞。2、滾子套筒的沖擊疲勞破壞：鏈傳動的嚙入沖擊首先由滾子和套筒承受，反復多次后，滾子和套筒會發(fā)生沖擊疲勞破壞。3、銷軸與套筒的膠合：潤滑不當或速度過高時，銷軸和套筒的工作表面發(fā)生膠合。4、鏈條鉸鏈磨損：

鉸鏈磨損后鏈節(jié)變長，容易引起跳齒或脫鏈。

5、過載拉斷：常發(fā)生于低速重載或嚴重過載的傳動中。二、功率曲線圖：1—在正常潤滑條件下，鉸鏈磨損限定的極限功率。2—鏈板疲勞強度限定的極限功率。3—套筒、滾子沖擊疲勞強度限定的極限功率。4—鉸鏈膠合限定的極限功率。A系列滾子鏈所能傳遞功率P0：制定的條件：（1）兩輪共面，（2）小齒輪齒數z1=19，（3）鏈長LP=120節(jié)（4）載荷平穩(wěn)（5）按推薦的方式潤滑（圖13-34）（6）工作壽命為15000h

（7）鏈條因磨損而引起的相對伸長量不超過3%如圖13-33p234若潤滑不良或不能采用規(guī)定的潤滑方式P0三、鏈傳動的計算：實際工作條件與上述特定條件不同時，對P0加以修正許用功率[P0]。KZ—小鏈輪齒數時的修正系數如表13－13Km—多排鏈系數，如表13－14鏈傳動的計算功率PC：設計鏈傳動滿足的條件：或驗算靜力強度的安全系數：

時，主要失效形式為鏈條的過載拉斷設計時必須驗算靜力強度的安全系數。F1—緊邊拉力S—安全系數，S=4~8Q—鏈的極限載荷，如表13-1113-13鏈傳動的潤滑和布置一、鏈傳動的潤滑潤滑方式有四種：（1）人工定期用油壺或油刷給油。（2）用油杯通過油管向松邊內外鏈板間隙處滴油。（3）油浴潤滑或用甩油盤進行飛濺潤滑甩油盤（4）用油泵連續(xù)供油，起潤滑、冷卻作用潤滑油種類及選用：L-AN46L-AN68見表13－16二、鏈傳動的布置：1、傳動參數：

i＝2～3，

a=（30~50）p說明：兩輪軸線在同一水平面，緊邊在上、在下均不影響工作。2、傳動參數：i>2，a<30p說明：兩輪軸線不在同一水平面，松邊