第十七章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

第十七章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五內(nèi)容簡介

本章包括帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)兩部分內(nèi)容。帶傳動(dòng)主要介紹帶傳動(dòng)的分類、工作原理和普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。鏈傳動(dòng)主要介紹鏈輪結(jié)構(gòu)、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性、受力分析和滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)齒形鏈傳動(dòng)計(jì)算只作簡單介紹。第二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五學(xué)習(xí)要求1、了解帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；2、熟悉普通V帶輪的結(jié)構(gòu)、規(guī)格與基本尺寸；3、掌握帶傳動(dòng)的受力分析、應(yīng)力及應(yīng)力分布圖、彈性滑動(dòng)和打滑的基本概念；4、掌握帶傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)選取原則；5、了解滾子鏈的的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、基本尺寸和鏈輪的主要幾何尺寸；6、掌握滾子鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性；7、掌握滾子鏈傳動(dòng)的效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)選取原則；第三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五本章重點(diǎn)1、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；2、帶傳動(dòng)的受力分析、應(yīng)力及應(yīng)力分析、彈性滑動(dòng)和打滑3、帶傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、普通V帶傳動(dòng)的參數(shù)選取原則4、滾子鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性和參數(shù)選取原則第四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)概述第五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五概述學(xué)習(xí)要求：

了解帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)和一般應(yīng)用。帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)第六頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五概述帶傳動(dòng)

帶傳動(dòng)由主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪和傳動(dòng)帶組成（圖17-1），其使用的撓性曳引元件是傳動(dòng)帶，靠帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力帶傳動(dòng)使用的撓性曳引元件是傳動(dòng)帶，傳動(dòng)帶具有較大彈性，按工作原理，帶傳動(dòng)分摩擦型普通帶傳動(dòng)和嚙合型同步帶傳動(dòng)。第七頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五概述圖17-1第八頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五

概述帶傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是：①、有緩沖和吸振作用；②、運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲??；③、結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；④、可通過增減帶長以適應(yīng)不同的中心距要求；⑤、普通帶傳動(dòng)過載時(shí)帶會(huì)在帶輪上打滑，對(duì)其他機(jī)件有保護(hù)作用；⑥、傳動(dòng)帶的壽命較短；⑦、傳遞相同圓周力時(shí)，外廓尺寸和作用在軸上的載荷比嚙合傳動(dòng)大；⑧、帶與帶輪接觸面間有相對(duì)滑動(dòng)，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。第九頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五

概述

目前，帶傳動(dòng)所能傳遞的最大功率為700kW，工作速度一般為5～30m/s，采用特種帶的高速帶傳動(dòng)可達(dá)60m/s，超高速帶傳動(dòng)可達(dá)100m/s。帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般不大于7，個(gè)別情況可到10。鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)使用的撓性曳引元件是傳動(dòng)鏈，通過鏈輪的輪齒與鏈條的鏈節(jié)相互嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)鏈傳動(dòng)。依據(jù)鏈條結(jié)構(gòu)的不同，有套筒鏈傳動(dòng)、滾子鏈傳動(dòng)和齒形鏈傳動(dòng)。第十頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五概述鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)：①、平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，并可用于較大的中心距；②、傳動(dòng)效率較高，最高可達(dá)98％；③、不需張緊力，作用在軸上的載荷較??；④、容易實(shí)現(xiàn)多軸傳動(dòng)；⑤、能在惡劣環(huán)境（高溫、多灰塵等）下工作；⑥、瞬時(shí)傳動(dòng)比不等于常數(shù)，鏈的瞬時(shí)速度是變化的，故傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，速度高時(shí)噪聲較大。第十一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五

概述鏈傳動(dòng)主要用于兩軸中心距較大的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞，廣泛用在農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油和化工等行業(yè)。通常，滾子鏈傳動(dòng)的功率小于100kW，鏈速小于15m/s。優(yōu)質(zhì)滾子鏈傳動(dòng)的功率最高可達(dá)5000kW，鏈速可達(dá)35m/s。高速齒形鏈可達(dá)40m/s。第十二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)帶傳動(dòng)第十三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)學(xué)習(xí)要求：

了解帶傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；熟悉普通V帶輪的結(jié)構(gòu)、規(guī)格與基本尺寸；掌握帶傳動(dòng)的受力分析、應(yīng)力及應(yīng)力分布圖、彈性滑動(dòng)和打滑的基本概念；掌握帶傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)選取原則。第十四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)普通帶傳動(dòng)的類型普通帶傳動(dòng)的計(jì)算基礎(chǔ)普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)普通帶傳動(dòng)的張緊裝置同步帶傳動(dòng)（簡介）第十五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)普通帶傳動(dòng)的類型：根據(jù)傳動(dòng)帶的截面形狀，摩擦型帶傳動(dòng)可分為：⑴、平帶傳動(dòng)⑵、V帶傳動(dòng)⑶、圓帶傳動(dòng)V帶傳動(dòng)又可分為：⑴、普通V帶傳動(dòng)⑵、窄V帶傳動(dòng)⑶、聯(lián)組V帶傳動(dòng)⑷、多楔帶傳動(dòng)⑸、大楔角V帶傳動(dòng)⑹、寬V帶傳動(dòng)等第十六頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)根據(jù)帶傳動(dòng)的布置形式可分為⑴、開口傳動(dòng)（圖17-5）、⑵、交叉?zhèn)鲃?dòng)⑶、半交叉?zhèn)鲃?dòng)（圖17-1）。普通V帶傳動(dòng)窄V帶傳動(dòng)聯(lián)組V帶傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)第十七頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)普通V帶傳動(dòng)：V帶以其兩側(cè)面與輪槽接觸（圖17-2a），由于楔形槽可以增大法向壓力，在初拉力相同的條件下，V帶傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力較平帶傳動(dòng)（圖17-2b）大，可傳遞更大的載荷。圖中，F(xiàn)Q為帶對(duì)帶輪的壓緊力；FN為平帶輪對(duì)帶的反力；FNV為V帶輪側(cè)面對(duì)帶的反力；為帶與帶輪間的摩擦因數(shù)；為帶輪的槽楔角，普通V帶為32、34、36或40。由力的平衡條件可知：第十八頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)圖17-2第十九頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)

由此得V帶傳動(dòng)的摩擦力為：

式中 ，為V帶與帶輪間的摩擦力。V帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦因數(shù)v為對(duì)于普通V帶，若?。?.3，則平均V＝0.51＝1.7。該結(jié)果表明，在其他條件相同的情況下，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)的工作能力提高了很多。

第二十頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)窄V帶傳動(dòng)：窄V帶傳動(dòng)是近年來國際上普遍應(yīng)用的一種V帶傳動(dòng)。帶的承載層采用合成纖維繩或鋼絲繩。普通V帶高與節(jié)寬比為0.7，窄V帶高與節(jié)寬比為0.9（圖17-3）。窄V帶有SPZ、SPA、SPB和SPC四種型號(hào)，其結(jié)構(gòu)和有關(guān)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。

窄V帶承載能力高，滯后損失少。窄V帶傳動(dòng)的最高允許速度可達(dá)40～50m/s，適用于大功率且結(jié)構(gòu)要求緊湊的傳動(dòng)。第二十一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-3第二十二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)聯(lián)組V帶傳動(dòng)：

其特點(diǎn)是幾條相同的V帶在頂面聯(lián)成一體的V帶（圖17-4a）。它克服了普通V帶二帶間的受力不均勻，減少了各單根帶傳動(dòng)的橫向振動(dòng)，因而使帶的壽命提高。其缺點(diǎn)是要求較高的制造和安裝精度。多楔帶傳動(dòng)

其特點(diǎn)是在平帶的基體下做出很多縱向楔（圖17-4b），帶輪也做出相應(yīng)的環(huán)形輪槽?？蓚鬟f較大的功率。由于多楔帶輕而薄，工作時(shí)彎曲應(yīng)力和離心應(yīng)力都小，可使用較小的帶輪，減小了傳動(dòng)的尺寸。由于多楔帶有較大的橫向剛度，可用于有沖擊載荷的傳動(dòng)。其缺點(diǎn)是制造和安裝精度要求較高。第二十三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-4第二十四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-5第二十五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)普通帶傳動(dòng)的計(jì)算基礎(chǔ)帶傳動(dòng)中的作用力帶的應(yīng)力彈性滑動(dòng)和打滑第二十六頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)中的作用力：帶傳動(dòng)帶呈環(huán)形，并以一定的初拉力（

）套在一對(duì)帶輪上（帶傳動(dòng)圖17-6a），使帶和帶輪相互壓緊。帶在工作前其兩邊拉力均為（圖17-6a），

稱為初拉力。工作時(shí)由于要克服工作阻力，帶在繞上主動(dòng)輪的一邊被進(jìn)一步拉緊，其拉力

大到

，

稱為緊邊拉力；帶的另一邊被放松，其拉力由

減小到，稱為松邊拉力（圖17-6b）。帶的兩邊拉力之差，稱為帶傳動(dòng)的有效拉力F，即：F＝

－

(17-1)

第二十七頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-6第二十八頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)有效拉力F與帶傳動(dòng)傳遞的功率P及帶速v的關(guān)系為：

P＝Fv

（17-2）

該式說明，帶速一定時(shí)，有效拉力越大，則帶傳動(dòng)傳遞的功率也越大，即帶傳動(dòng)的工作能力越強(qiáng)。帶的有效拉力等于帶輪接觸弧上摩擦力的總和。在一定條件下，摩擦力有一極限值，當(dāng)需要傳遞的有效拉力超過該值時(shí)，帶就會(huì)在輪面上打滑。打滑是帶傳動(dòng)的主要失效形式之一。帶工作時(shí)松緊邊拉力不等，但總長度不變，故緊邊增加的長度與松邊減少的長度相等，假設(shè)帶的材料服從胡克定律，則緊邊增加的拉力與松邊減少的拉力相等。即：

第二十九頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)或

(17-3)F1和F2的關(guān)系可用下式表示：

(17-4)式中，為包角，即帶與帶輪接觸弧所對(duì)應(yīng)的中心角；e為自然對(duì)數(shù)的底。若帶速v<10m/s，則通常可忽略離心力qv2，此時(shí)上式簡化為F1/F2＝e，即為著名的歐拉公式。第三十頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)聯(lián)立式（17-1）和式（17-4），可得緊邊拉力F1和松邊拉力F2為(17-5)

(17-6)

將式（17-5）和式（17-6）帶入式（17-3）可得反映帶傳動(dòng)工作能力的最大有效拉力Fmax，即(17-7)第三十一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)該式說明：1）最大有效拉力與初拉力

成正比。控制初拉力對(duì)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和使用是很重要的。

過小不能傳遞所需載荷，而且容易顫動(dòng)；

過大使帶的磨損加劇，壽命縮短。2）最大有效拉力隨包角、摩擦因數(shù)（與帶、帶輪的材料及工況有關(guān)）的增大而增大。通常設(shè)計(jì)時(shí)要求≥120。3）離心力qv2使最大有效拉力減小。上述各公式是按平帶傳動(dòng)推導(dǎo)的，用于V帶傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)將各式中的摩擦因數(shù)用當(dāng)量摩擦因數(shù)v代替。第三十二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)式(17-4)推導(dǎo)如下：取一微段帶dl（圖17-7），帶上各力的平衡條件為：沿垂直方向式中dF為緊邊拉力增量；dFN為帶輪給微段帶的正壓力；q為帶的線質(zhì)量。取：略去二階無窮小量，上式為

(a)

第三十三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-7第三十四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)沿水平方向式中，為帶與帶輪間的摩擦因數(shù)。取≈1，得(b)

由式(a)、(b)得(c)

在摩擦力的極限狀態(tài)即將要打滑時(shí)，積分式(c)，得(17-）第三十五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)帶的應(yīng)力1．緊邊拉應(yīng)力

和松邊拉應(yīng)力由緊邊拉力

和松邊拉力

引起(17-8)式中，A為帶的截面積。2．彎曲應(yīng)力b傳動(dòng)帶繞帶傳動(dòng)經(jīng)帶輪時(shí)產(chǎn)生，該應(yīng)力可近似按下式確定(17-9)式中，E為帶的彈性模量；h為帶的高度；d為帶輪的直徑。第三十六頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)3．離心拉應(yīng)力c由帶的離心拉力Fc（Fc＝qv2）產(chǎn)生(17-10)圖17-8給出了帶的應(yīng)力分布情況。由圖可知，帶在工作過程中，其應(yīng)力是不斷變化的。最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊進(jìn)入小帶輪處（圖中b點(diǎn)）。帶的最大應(yīng)力為max： (17-11)式中 b1為帶繞經(jīng)小帶輪時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。

第三十七頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-8第三十八頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)和打滑1.彈性滑動(dòng)

由于帶是彈性體，受力不同時(shí)伸長量不等，使帶傳動(dòng)在工作中發(fā)生彈性滑動(dòng)。如圖17-9所示，帶自b點(diǎn)繞上主動(dòng)輪時(shí)，帶的速度與主動(dòng)輪的速度相等，當(dāng)帶由b點(diǎn)轉(zhuǎn)到c點(diǎn)時(shí)，帶的拉力由F1逐漸減小到F2，與此同時(shí)，帶的單位長度的伸長量也隨之逐漸減小，從而使帶沿帶輪表面相對(duì)退縮（由c向b方向），這種現(xiàn)象稱為彈性滑動(dòng)。同理，在從動(dòng)輪上產(chǎn)生帶相對(duì)帶輪表面相對(duì)伸長的彈性滑動(dòng)（由e向f方向）。b、c點(diǎn)與小帶輪包角1對(duì)應(yīng)；e、f點(diǎn)與大帶輪包角-2對(duì)應(yīng)。第三十九頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-9第四十頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)由于帶傳動(dòng)工作時(shí)，緊邊和松邊的拉力不等，所以彈性滑動(dòng)是不可避免的。彈性滑動(dòng)除造成功率損失和帶的磨損外，還導(dǎo)致從動(dòng)輪的圓周速度

低于主動(dòng)輪的圓周速度

，其降低程度用滑動(dòng)率表示

考慮彈性滑動(dòng)影響的傳動(dòng)比為

(17-12)式中，、

為主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速；、

為主、從動(dòng)輪直徑。第四十一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)滑動(dòng)率一般可取1%～2%，粗略計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)。2.打滑彈性滑動(dòng)并不是發(fā)生在全部接觸弧上，而是只發(fā)生在帶離開帶輪一側(cè)的部分弧段上（圖17-9中和），稱該弧段為動(dòng)弧，無彈性滑動(dòng)的弧為靜弧（圖17-9中和），兩段弧所對(duì)應(yīng)的中心角分別稱為動(dòng)角和靜角。帶傳動(dòng)不傳遞載荷時(shí)，動(dòng)角為零。隨著載荷的增加，動(dòng)角逐漸增大，而靜角則之間減小。當(dāng)動(dòng)角增大到1時(shí)達(dá)到極限狀態(tài)（靜角為零），由于過載使帶傳動(dòng)的有效拉力F達(dá)到最大值，帶將開始打滑。第四十二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)由于帶在小輪上的包角較小，所以打滑總是在小輪上發(fā)生。打滑是由于載荷過大引起的，它會(huì)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)，故正常使用中帶傳動(dòng)不應(yīng)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。第四十三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)普通V帶和帶輪帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇第四十四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)普通V帶和帶輪1.普通V帶結(jié)構(gòu)普通V帶由頂膠、承載層、底膠和包布組成（圖17-10）。承載層是膠簾布或繩芯。繩芯結(jié)構(gòu)的柔韌性好，適用于轉(zhuǎn)速較高和帶輪直徑較小的場(chǎng)合。按截面尺寸普通V帶分為：Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)。各型號(hào)的截面尺寸和線質(zhì)量見表17-12．帶輪表17-2給出了普通V帶帶輪的輪緣尺寸。V帶彎曲時(shí)兩側(cè)面夾角小于40，槽楔角

也應(yīng)減小第四十五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-10第四十六頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則⒈帶傳動(dòng)的主要失效形式：

●打滑

●帶的疲勞破壞⒉帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：在保證不打滑的條件下，帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。帶的疲勞強(qiáng)度條件為

(17-13)式中，[]為根據(jù)疲勞壽命決定的帶的許用應(yīng)力。第四十七頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)在式（17-7）中，利用式（17-8）、（17-10）的關(guān)系，并帶入疲勞強(qiáng)度條件和當(dāng)量摩擦因數(shù)，可得V帶傳動(dòng)的最大有效拉力Fmax為

將該式帶入式（17-2），即得傳動(dòng)不打滑時(shí)單根V帶所允許傳遞的功率為 (17-14)式中的[]可由實(shí)驗(yàn)確定。由式（17-14）求得的功率P1稱為單根V帶的基本額定功率，各種型號(hào)V帶的P1值見表17-3。第四十八頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇1.計(jì)算功率 (17-15)式中，為工況系數(shù)，見表17-4；P為傳遞功率。2.帶的型號(hào)帶的型號(hào)可根據(jù)計(jì)算功率

和小帶輪轉(zhuǎn)速由圖17-11選取。在兩種型號(hào)相鄰的區(qū)域，可兩種型號(hào)同時(shí)計(jì)算，然后根據(jù)使用條件擇優(yōu)選取。3.帶輪基準(zhǔn)直徑帶輪直徑愈小，傳動(dòng)所占空間愈小，但彎曲應(yīng)力愈大，帶越易疲勞。表17-5列出了最小帶輪基準(zhǔn)直徑。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使小帶輪基準(zhǔn)直徑≥dmin，

第四十九頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)大帶輪基準(zhǔn)直徑

(17-16)、通常按表17-6推薦的直徑系列圓整。4.帶速v

普通V帶質(zhì)量較大。帶速太高時(shí)，會(huì)因離心慣性力過大而降低傳動(dòng)能力；帶速過低，則在傳遞相同功率的條件下所需有效拉力F較大，要求帶的根數(shù)較多。一般v＝5～30m/s。帶速的計(jì)算公式為 (17-17)5.中心距a和帶的基準(zhǔn)長度帶傳動(dòng)的中心距不宜過大，否則工作中將因載荷變化引起帶的顫動(dòng)。中心距也不宜過小，因?yàn)橹行木嘤谖迨?，共一百零六頁，編輯?023年，星期五帶傳動(dòng)小，帶的長度愈短，在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)愈多，會(huì)加速帶的疲勞。一般初定中心距為 (17-18)初選

后，根據(jù)帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系，按下式初算帶的基準(zhǔn)長度 (17-19)根據(jù)

，按表17-9選取接近的基準(zhǔn)長度，然后再按下式計(jì)算實(shí)際中心距a(17-20)第五十一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)在使用中，V帶傳動(dòng)的中心距一般需要調(diào)整，所以a可采用下式近似計(jì)算 (17-21)6.小帶輪上的包角包角是影響帶傳動(dòng)工作能力的重要參數(shù)之一。包角大，帶的承載能力高；反之，則易打滑。在V帶傳動(dòng)中，一般小帶輪上的包角

不宜小于120，個(gè)別情況下可小到90。的計(jì)算式為

（）(17-22)第五十二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)7.帶的根數(shù)z

V帶根數(shù)z可由下式計(jì)算

z≥ (17-23)式中，為單根普通V帶的基本額定功率，見表17-3；

為考慮i1時(shí)額定功率的增量，見表17-7；K為包角修正系數(shù)，見表17-8；為帶長修正系數(shù)，見表17-9。8.初拉力既保證傳動(dòng)功率，又不出現(xiàn)打滑的單根V帶所需初拉力可由下式計(jì)算

第五十三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)(17-24)無自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)，使用新帶時(shí)的初拉力應(yīng)為上式

的1.5倍。初拉力一般可以通過在兩帶輪切點(diǎn)間跨距的中點(diǎn)M，加一個(gè)垂直于兩輪上部外公切線的載荷G（圖17-12），使帶產(chǎn)生撓度y為1.6α/100（即撓角為1.8）來控制。G值見表17-10。9.作用在軸上的載荷帶作用在軸上的載荷可近似按下式計(jì)算（圖17-13）

(17-25)第五十四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)

17-12第五十五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)普通帶傳動(dòng)的張緊裝置由于帶工作一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生松弛現(xiàn)象，造成初拉力減小，傳動(dòng)能力降低，此時(shí)帶需重新張緊。帶的張緊裝置分為定期張緊裝置和自動(dòng)張緊裝置兩類。1．定期張緊裝置當(dāng)中心距可調(diào)時(shí)，可利用滑軌和調(diào)節(jié)螺釘（圖17-14a）、擺動(dòng)架和調(diào)節(jié)螺桿（圖17-14b）進(jìn)行定期張緊；當(dāng)中心距不可調(diào)時(shí)，可利用張緊輪裝置（圖17-14c）。為避免反向彎曲應(yīng)力降低帶的壽命并防止包角第五十六頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-14第五十七頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)過小，應(yīng)將張緊輪置于松邊內(nèi)側(cè)靠近大帶輪處。2．自動(dòng)張緊裝置利用浮動(dòng)架（圖17-15a）及浮動(dòng)齒輪（圖17-15b）等裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張緊。浮動(dòng)齒輪是根據(jù)負(fù)載大小自動(dòng)調(diào)節(jié)張緊力大小的裝置。該裝置的帶輪與浮動(dòng)齒輪2制成一體，帶輪可通過系桿H繞電動(dòng)機(jī)上的齒輪1擺動(dòng)。傳動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過齒輪1和2帶動(dòng)帶輪，作用在齒輪2齒面上的法向力使帶輪沿方向擺動(dòng)，從而使帶張緊。若帶傳動(dòng)的功率增大，該力則增大，帶的拉力也隨之增大；反之，拉力則減小。第五十八頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-15第五十九頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)（簡介）同步帶和帶輪是靠嚙合傳動(dòng)的（圖17-16），因而帶與帶輪之間無相對(duì)滑動(dòng)。同步帶以鋼絲繩或玻璃纖維繩為承載層，氯丁橡膠或聚氨酯為基體。由于承載層強(qiáng)度高，受載后變形極小，能保持齒形帶的帶節(jié)距不變，因而能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。這種帶傳動(dòng)適用的速度范圍廣（最高可達(dá)40m/s），傳動(dòng)比大（可達(dá)10），效率高（可達(dá)98%）。其主要缺點(diǎn)是：制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴(yán)格。第六十頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五帶傳動(dòng)17-16第六十一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)鏈傳動(dòng)第六十二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)學(xué)習(xí)要求1、了解滾子鏈的的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、基本尺寸和鏈輪的主要幾何尺寸；2、掌握滾子鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性；3、掌握滾子鏈傳動(dòng)的效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)選取原則；鏈傳動(dòng)是屬于具有撓性件的嚙合傳動(dòng)，由主動(dòng)鏈輪1、鏈和從動(dòng)鏈輪2組成（圖17-17）。滾子鏈應(yīng)用最廣，本章重點(diǎn)介紹滾子鏈傳動(dòng)。第六十三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)17-17第六十四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)鏈與鏈輪鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性鏈傳動(dòng)的受力分析滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算鏈傳動(dòng)的合理布置和潤滑第六十五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)鏈與鏈輪（一）、滾子鏈的結(jié)構(gòu)與尺寸1．滾子鏈的結(jié)構(gòu)內(nèi)鏈板1外鏈板2滾子鏈由銷軸3組成（圖17-18）套筒4滾子5外鏈板與銷軸、內(nèi)鏈板與套筒之間采用過盈配合銷軸與套筒之間為間隙配合以適應(yīng)鏈條進(jìn)入或退出鏈輪時(shí)的屈伸。

滾子與套筒間采用間隙配合，以使鏈與鏈輪在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，滾子與輪齒為滾動(dòng)摩擦，減少輪與第六十六頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)17-18第六十七頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)輪齒的磨損。內(nèi)外鏈板均為8字形，這樣既可保證鏈板各橫截面等強(qiáng)度，又可減輕鏈的質(zhì)量。2．滾子鏈主要尺寸⑴、鏈節(jié)距p——

鏈條相鄰兩個(gè)鉸鏈副理論中心之間的距離（圖17-18）。是鏈條的基本特性參數(shù)，p愈大，鏈的各部分尺寸也愈大，承載能力也愈高。⑵、排數(shù)——滾子鏈有單排和多排（圖17-19）。采用多排滾子鏈可減小節(jié)距。排數(shù)愈多承載能力愈高，但由制造與安裝誤差引起的各排鏈?zhǔn)茌d不均勻現(xiàn)象愈嚴(yán)重。一般鏈的排數(shù)不超過4排。第六十八頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)

17-19第六十九頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)⑶、鏈節(jié)數(shù)——鏈節(jié)數(shù)以偶數(shù)為宜。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則必須采用一個(gè)過渡鏈節(jié)（圖17-20），過渡鏈節(jié)的鏈板在工作時(shí)有附加彎矩，故不宜采用。鏈的接頭形式見圖17-20。滾子鏈已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列尺寸、極限拉伸載荷見表17-11。滾子鏈的標(biāo)記為：鏈號(hào)——排數(shù)×整鏈鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)例如：08A－1×88GB/T6069-2002，表示：A系列、節(jié)距12.7mm、單排、88節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為GB/T6069-2002的滾子鏈。第七十頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)17-20第七十一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)鏈輪：鏈輪的齒形：○應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入和退出嚙合；○盡量減小嚙合時(shí)鏈節(jié)的沖擊和接觸應(yīng)力；○便于加工。1.鏈輪的齒槽形狀：⑴鏈輪端面齒形：常用的端面齒形（圖17-21）是由三段圓弧、和一段直線組成，簡稱為三圓弧一直線齒形（或稱凹齒形）。因該齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，所以在鏈輪不必繪制斷，只需在圖上注明“齒形按GB/T6069-2002規(guī)定制造”即可。第七十二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)17-21第七十三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)⑵鏈輪的軸向齒形工作圖上應(yīng)繪制鏈輪的軸向齒形（圖17-22），其尺寸參閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。⑶鏈輪主要參數(shù)及計(jì)算主要參數(shù)節(jié)距p、齒數(shù)z、分度圓（鏈輪上鏈的各滾子中心所在的圓）、齒頂圓、齒根圓。其計(jì)算公式為分度圓直徑 (17-26)齒頂圓直徑 (17-27)第七十四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)

17-22第七十五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)齒根圓直徑 (17-28)式中，dr為滾子外徑。2.鏈輪材料鏈輪材料應(yīng)滿足強(qiáng)度和耐磨性要求。鏈輪齒面一般都經(jīng)過熱處理，達(dá)到一定的硬度要求。常用材料見表17-12。傳動(dòng)過程中，小鏈輪輪齒的受載次數(shù)比大鏈輪輪齒多，磨損和沖擊比較嚴(yán)重，因此小鏈輪的材料應(yīng)較好，齒面硬度應(yīng)較高。第七十六頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性⒈鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性（1）鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比將鏈與鏈輪的嚙合，視為鏈呈折線包在鏈輪上，形成一個(gè)局部正多變形。該正多邊形的邊長為鏈節(jié)距p。鏈輪回轉(zhuǎn)一周，鏈移動(dòng)的距離為，故鏈的平均速度v為 (17-29)式中，p為鏈節(jié)距；、為主、從動(dòng)鏈輪的齒數(shù)；、為主、從動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速。由上式可得鏈傳動(dòng)比的平均傳動(dòng)比 (17-30)第七十七頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)（2）鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性設(shè)鏈的緊邊工作時(shí)處于水平位置。如圖17-23示。主動(dòng)鏈輪以等角速度

傳動(dòng)，其分度圓圓周速度為

，鏈水平方向的分速度v（即鏈速）

等于鏈輪圓周速度水平分量，鏈垂直方向的分速度等于鏈輪圓周速度的垂直分量。即

(17-31)

第七十八頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)17-23第七十九頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)式中，為A點(diǎn)圓周速度與水平線速度的夾角。的變化范圍在±之間，。顯然，當(dāng)主動(dòng)輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鏈速v是變化的，其變化規(guī)律如圖17-24所示，而且每轉(zhuǎn)過一個(gè)鏈節(jié)，鏈速就按此規(guī)律重復(fù)一次。鏈輪齒數(shù)愈少，鏈速不均勻性愈增加。同樣，從動(dòng)鏈輪B點(diǎn)速度為

(17-32)第八十頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)17-24第八十一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比為

(17-33)由上式可知，盡管

為常數(shù)，但隨、的變化而變化，瞬時(shí)傳動(dòng)比

也隨時(shí)間變化，所以鏈傳動(dòng)工作不平穩(wěn)，只有在＝及鏈緊邊長恰好是節(jié)距的整數(shù)倍時(shí)，瞬時(shí)傳動(dòng)比才是常數(shù)。適當(dāng)選擇參數(shù)可減小鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性。2．鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷鏈和從動(dòng)鏈輪均作周期性的加、減速運(yùn)動(dòng)，必然第八十二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)引起動(dòng)載荷，加速度愈大動(dòng)載荷也愈大。加速度為當(dāng)時(shí)，其最大加速度為

(17-34)可見鏈輪轉(zhuǎn)速愈高，鏈節(jié)距愈大，鏈的加速度也愈大，動(dòng)載荷就愈大。同理，

變化使鏈產(chǎn)生上、下抖動(dòng)，也產(chǎn)生動(dòng)載荷。另外，鏈節(jié)進(jìn)入鏈輪的瞬時(shí)，鏈節(jié)與鏈輪齒以一第八十三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)定的相對(duì)速度嚙合，鏈與鏈輪將受到?jīng)_擊，并產(chǎn)生附加動(dòng)載荷。這種現(xiàn)象，隨著鏈輪轉(zhuǎn)速的增加和鏈節(jié)距的加大而加劇，使傳動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。動(dòng)載荷效應(yīng)使鏈傳動(dòng)不宜用于高速。鏈傳動(dòng)的受力分析

不考慮動(dòng)載荷，鏈傳動(dòng)中的主要作用力有：有效拉力F式中，P為傳遞功率；v為鏈速。離心拉力Fc第八十四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)式中，q為每米鏈長質(zhì)量。當(dāng)v<7m/s時(shí)Fc可以忽略。懸垂拉力Fy，水平傳動(dòng)（圖17-25）時(shí)，

式中，f為鏈條垂度；g為重力加速度；a為中心距；為垂度系數(shù)。第八十五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)17-25第八十六頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)當(dāng)兩鏈輪中心連線與水平面一段斜角時(shí)，同樣用上式計(jì)算懸垂拉力，只是給出的不同。各種傾角下的值見表17-13。不考慮動(dòng)載時(shí)，鏈的緊邊拉力和松邊拉力分別為鏈傳動(dòng)是嚙合傳動(dòng)，作用在軸上的載荷不大，可近似按下式計(jì)算(17-35)

第八十七頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)式中，

工作情況系數(shù)，平穩(wěn)載荷1.0～1.2；中等沖擊1.2～1.4；嚴(yán)重沖擊1.4～1.7（動(dòng)力機(jī)平穩(wěn)、單班工作時(shí)取小值，動(dòng)力機(jī)不平穩(wěn)、三班工作時(shí)取大值）。滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1．滾子鏈傳動(dòng)的主要失效形式（1）鏈板疲勞斷裂。（2）套筒與銷軸及套筒與滾子的接觸表面產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致實(shí)際節(jié)距p逐漸加大，鏈在鏈輪上的位置逐漸移向齒頂，引起脫鏈?zhǔn)?。第八十八頁，共一百零六頁，編輯?023年，星期五鏈傳動(dòng)（3）套筒與滾子承受有沖擊載荷，經(jīng)過一定次數(shù)的沖擊產(chǎn)生沖擊疲勞。（4）高速或潤滑不良的鏈傳動(dòng)，銷軸與套筒的工作表面會(huì)因溫度過高而膠合。（5）低速重載或有較大瞬時(shí)過載的鏈傳動(dòng)，鏈條可能被拉斷。鏈傳動(dòng)中，一般鏈輪的壽命遠(yuǎn)大于鏈條的壽命。因此，鏈傳動(dòng)傳動(dòng)能力的設(shè)計(jì)主要針對(duì)鏈條進(jìn)行。2．額定功率曲線在一定使用壽命和潤滑良好的條件下，鏈傳動(dòng)各種失效形式限定的額定功功率曲線如圖17-26所示。第八十九頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)17-26第九十頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)○圖中1為鏈疲勞強(qiáng)度限定曲線，在潤滑良好、中等速度的鏈傳動(dòng)中鏈的壽命由該曲線限定；○滾子、套筒沖擊疲勞強(qiáng)度限定的曲線2；○3為銷軸和套筒膠合的限定曲線。3．額定功率圖17-27給出了滾子鏈在特定試驗(yàn)條件下的額定功率曲線。試驗(yàn)條件為：○＝19、＝120節(jié)；○單排鏈水平布、置載荷平穩(wěn)、工作環(huán)境正常、按推薦的潤滑方式潤滑；第九十一頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)17-27第九十二頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)○鏈條因磨損而引起的相對(duì)伸長量≤3%；○使用壽命15000h。使用時(shí)與上述條件不同時(shí)，需作適當(dāng)修正。由此得鏈傳動(dòng)計(jì)算功率 ≤ (17-36)式中，P為傳遞功率；為小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見表17-14；為多排鏈排數(shù)系數(shù)，見表17-15；為鏈長系數(shù)，見表17-4；為額定功率，見圖17-27。對(duì)于v<0.6m/s的低速鏈傳動(dòng)，為防止過載拉斷，應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度安全因數(shù)應(yīng)滿足下式第九十三頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)

(17-37)式中，為鏈排數(shù)；Q為單排鏈的極限拉伸載荷，見表17-11。3．主要參數(shù)的選擇（1）傳動(dòng)比一般傳動(dòng)比i≤7，當(dāng)v≤2m/s且載荷平穩(wěn)時(shí)可10，推薦i＝2～3.5。傳動(dòng)比過大則鏈在小鏈輪上包角過小，將加速輪齒的磨損。（2）鏈輪齒數(shù)z

鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少。齒數(shù)過少，會(huì)增加的第九十四頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷；會(huì)加大內(nèi)、外鏈板的相對(duì)轉(zhuǎn)角，加速了鏈節(jié)與鏈輪齒的磨損。鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將加大。建議在動(dòng)力傳動(dòng)中，滾子鏈的小鏈輪齒數(shù)選取如下：從限制大鏈輪齒數(shù)和減小傳動(dòng)尺寸考慮，傳動(dòng)比大的鏈傳動(dòng)應(yīng)選取較少的鏈輪齒數(shù)。當(dāng)鏈速很低時(shí)，允許最少齒數(shù)為9。大鏈輪齒數(shù)不宜過多。因鏈節(jié)磨損后，鏈節(jié)距將第九十五頁，共一百零六頁，編輯于2023年，星期五鏈傳動(dòng)由P增至P+P，而分度圓直徑將由d增至d+d，鏈輪齒數(shù)愈多，分度圓直徑增量d＝