第8章 帶傳動及鏈傳動

1、第第8 8章章 帶傳動及鏈傳動帶傳動及鏈傳動鏈傳動簡介鏈傳動簡介帶傳動設(shè)計(jì)帶傳動設(shè)計(jì)8.1.1 8.1.1 帶傳動的工作原理帶傳動的工作原理組成：組成：由主動由主動輪輪1 1從動輪從動輪2 2和張緊在兩輪上的和張緊在兩輪上的膠帶膠帶3 3組成組成工作原理：工作原理：借助帶與帶輪接觸面間的壓力所產(chǎn)借助帶與帶輪接觸面間的壓力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運(yùn)動和動力。生的摩擦力來傳遞運(yùn)動和動力。8.1.2 8.1.2 帶傳動的類型及特點(diǎn)帶傳動的類型及特點(diǎn)(1)(1)帶傳動的類型帶傳動的類型 (2)(2)帶傳動的特點(diǎn)帶傳動的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): :1)1)能用于兩軸中心距較大的場合能用于兩軸中心距較大的場合； 2)2

2、)傳動帶有一定的彈性，因此可緩和沖擊和吸收振動；傳動帶有一定的彈性，因此可緩和沖擊和吸收振動； 3)3)過載時(shí)，在帶輪上打滑可防止損壞其他零件；過載時(shí)，在帶輪上打滑可防止損壞其他零件； 4)4)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。缺點(diǎn)缺點(diǎn): :1)1)外廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊外廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊； 2)2)由于帶的滑動現(xiàn)象使傳動比不能保證固定不變；由于帶的滑動現(xiàn)象使傳動比不能保證固定不變； 3)3)膠帶易伸長，有時(shí)需要安裝帶的張緊結(jié)構(gòu)；膠帶易伸長，有時(shí)需要安裝帶的張緊結(jié)構(gòu)； 4)4)帶的壽命較短；帶的壽命較短； 5)5)傳動比不能太大，一般傳動比不能太大，一般i7i b 2帶繞過小帶輪

3、帶繞過小帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力時(shí)的彎曲應(yīng)力帶繞過大帶輪時(shí)帶繞過大帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力的彎曲應(yīng)力上述三種應(yīng)力沿帶長的分布如下：上述三種應(yīng)力沿帶長的分布如下： 最大應(yīng)力發(fā)生在最大應(yīng)力發(fā)生在 緊邊開始進(jìn)入小帶輪處緊邊開始進(jìn)入小帶輪處:11maxbc由此可知，帶受變應(yīng)力作用，這將使帶產(chǎn)生疲勞破壞。由此可知，帶受變應(yīng)力作用，這將使帶產(chǎn)生疲勞破壞。兩種滑動現(xiàn)象：兩種滑動現(xiàn)象：8.2.3 8.2.3 帶傳動的彈性滑動與失效形式帶傳動的彈性滑動與失效形式打打 滑滑 是帶傳動的一種失效形式，應(yīng)避免是帶傳動的一種失效形式，應(yīng)避免彈性滑動彈性滑動 正常工作時(shí)的微量滑動現(xiàn)象，不可避免正常工作時(shí)的微量滑動現(xiàn)象，不可避免彈性滑動是

4、如何產(chǎn)生的？彈性滑動是如何產(chǎn)生的？因因 F1 F2故松緊邊單位長度上故松緊邊單位長度上的變形量不等。的變形量不等。帶繞過主動輪時(shí)，由帶繞過主動輪時(shí)，由于拉力逐漸減小，所于拉力逐漸減小，所以帶逐漸收縮，使帶以帶逐漸收縮，使帶相對于主動輪的轉(zhuǎn)向相對于主動輪的轉(zhuǎn)向向后滑動。向后滑動。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在從動輪上。但情況有從動輪上。但情況有何不同？何不同？由此可見：彈性滑動由此可見：彈性滑動是由彈性變形和拉力是由彈性變形和拉力差引起的。差引起的。(1)(1)帶傳動的彈性滑動帶傳動的彈性滑動(2)(2)帶傳動的失效形式帶傳動的失效形式1)1)打滑打滑定義：若帶所傳遞的圓周力超過帶與帶輪接

5、觸面間的極限定義：若帶所傳遞的圓周力超過帶與帶輪接觸面間的極限 摩擦力的總和時(shí)，帶就會沿著輪面發(fā)生全面顯著滑摩擦力的總和時(shí)，帶就會沿著輪面發(fā)生全面顯著滑 動，這種現(xiàn)象稱為打滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑結(jié)果：劇烈發(fā)熱、迅速磨損，從動輪轉(zhuǎn)速急下降，帶傳結(jié)果：劇烈發(fā)熱、迅速磨損，從動輪轉(zhuǎn)速急下降，帶傳 動失去了正常的工作能力動失去了正常的工作能力處理處理: 增大初拉力增大初拉力2001FFFF 2001FFFF 但但有一定的限度有一定的限度； 增大小包角增大小包角 增大摩擦力增大摩擦力； 增大摩擦系數(shù)增大摩擦系數(shù)增大摩擦力增大摩擦力。2)2)疲勞損壞疲勞損壞原因：存在循環(huán)變化的彎曲應(yīng)力原因：存在循環(huán)變化的

6、彎曲應(yīng)力現(xiàn)象：膠皮脫層、撕裂或拉斷現(xiàn)象：膠皮脫層、撕裂或拉斷處理：限制處理：限制彎曲應(yīng)力的大小彎曲應(yīng)力的大小和和每秒鐘內(nèi)的彎曲次數(shù)每秒鐘內(nèi)的彎曲次數(shù)限制帶輪最小直徑限制帶輪最小直徑限制帶速限制帶速3)3)傳動帶的磨損傳動帶的磨損傳動帶的磨損主要是由彈性滑動和打滑引起的。 8.3 V8.3 V帶傳動及其選用計(jì)算帶傳動及其選用計(jì)算8.3.1 V8.3.1 V帶的結(jié)構(gòu)帶的結(jié)構(gòu)V帶的主要結(jié)構(gòu)有兩類：簾布結(jié)構(gòu)簾布結(jié)構(gòu)線繩結(jié)構(gòu)線繩結(jié)構(gòu)拉伸強(qiáng)度：簾布結(jié)構(gòu)拉伸強(qiáng)度：簾布結(jié)構(gòu) 線繩結(jié)構(gòu)線繩結(jié)構(gòu)。拉伸強(qiáng)度：簾布結(jié)構(gòu)拉伸強(qiáng)度：簾布結(jié)構(gòu) 線繩結(jié)構(gòu)線繩結(jié)構(gòu)。應(yīng)用：應(yīng)用： 常用常用 高速、輕載荷、帶輪直徑小高速、輕載荷、

7、帶輪直徑小。區(qū)別：強(qiáng)力層區(qū)別：強(qiáng)力層結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：與普通與普通V V帶相比，當(dāng)高度帶相比，當(dāng)高度h h相同時(shí)，窄相同時(shí)，窄V V帶的頂寬帶的頂寬b b約可約可 縮小縮小1/31/3，它的頂部呈弓形，兩側(cè)面是內(nèi)凹曲面。，它的頂部呈弓形，兩側(cè)面是內(nèi)凹曲面。窄窄V帶帶特點(diǎn)：特點(diǎn)：工作面靜態(tài)時(shí)呈內(nèi)凹形，工作時(shí)呈直線，因而特別耐磨。工作面靜態(tài)時(shí)呈內(nèi)凹形，工作時(shí)呈直線，因而特別耐磨。強(qiáng)力層材料強(qiáng)力層材料：是一種采用滌綸等合成纖維做強(qiáng)力層的新型是一種采用滌綸等合成纖維做強(qiáng)力層的新型V V帶。帶。8.3.2 8.3.2 普通普通V V帶規(guī)格和基本尺寸帶規(guī)格和基本尺寸(1)V(1)V帶的規(guī)格帶的規(guī)格(2)(2)帶

8、傳動的幾何尺寸帶傳動的幾何尺寸V帶的基準(zhǔn)長度帶的基準(zhǔn)長度 Ld ：在節(jié)線上量得的帶周長在節(jié)線上量得的帶周長。V帶輪的基準(zhǔn)直徑帶輪的基準(zhǔn)直徑 d d：與節(jié)線相對應(yīng)的帶輪直徑與節(jié)線相對應(yīng)的帶輪直徑。帶傳動幾何尺寸帶傳動幾何尺寸 ：1 小帶輪小帶輪包角包角2 大帶輪大帶輪包角包角1 2 a 帶傳動中心距帶傳動中心距。(3)V(3)V帶的規(guī)格帶的規(guī)格aABCDDAABLCB20按表按表8-28-2圓整圓整021221004)()(22addddaLdddd8.3.3 8.3.3 普通普通V V帶帶輪的結(jié)構(gòu)帶帶輪的結(jié)構(gòu)(1)(1)帶輪材料帶輪材料鑄鋼：高速鑄鋼：高速；灰口灰口鑄鐵：常用，鑄造性能好，摩擦

9、系數(shù)較鋼大鑄鐵：常用，鑄造性能好，摩擦系數(shù)較鋼大；鑄鋁或塑料：低速鑄鋁或塑料：低速。(2)(2)結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)尺寸輪輻：是把輪緣與輪轂連成一體的部分。根據(jù)輪輻：是把輪緣與輪轂連成一體的部分。根據(jù) 帶輪直徑的大小；可以是輻板、輻條（橢帶輪直徑的大?。豢梢允禽棸?、輻條（橢 圓截面）和實(shí)心三種形式圓截面）和實(shí)心三種形式。鑄鐵帶輪的典型結(jié)構(gòu)如圖由三部分組成：鑄鐵帶輪的典型結(jié)構(gòu)如圖由三部分組成：輪緣：是帶輪外圈的環(huán)形部分，輪緣：是帶輪外圈的環(huán)形部分， 制有楔形環(huán)槽，槽數(shù)等制有楔形環(huán)槽，槽數(shù)等 于三角帶的根數(shù)。于三角帶的根數(shù)。輪轂：是帶輪與軸配合的部分。輪轂：是帶輪與軸配合的部分。實(shí)心式實(shí)心式(3)(3)基

10、本形式基本形式腹板式腹板式孔板式孔板式輻條式輻條式8.3.4 8.3.4 張緊裝置張緊裝置(1)(1)定期張緊裝置定期張緊裝置(2)(2)自動張緊裝置自動張緊裝置 電動機(jī)及擺架的自重使帶輪隨同電動機(jī)繞固定支承軸擺動，自動調(diào)整中心距張緊(3)(3)張緊輪張緊裝置張緊輪張緊裝置。張緊輪一般壓在松邊的內(nèi)側(cè)，張緊輪應(yīng)盡量靠近大帶輪，以免小帶輪上包角減小過多。V帶傳動中常用這種張緊裝置張緊輪張緊輪8.3.5 V8.3.5 V帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算8.3.5.1 8.3.5.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根V V帶的基本額定功率帶的基本額定功率(1)(1)失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1)1)

11、失效形式失效形式 打打 滑滑 帶與帶輪之間的顯著滑動，由過載引起帶與帶輪之間的顯著滑動，由過載引起疲勞破損疲勞破損 由變應(yīng)力引起由變應(yīng)力引起。2)2)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則在保證不打滑的前提下，具有足夠的疲勞壽命在保證不打滑的前提下，具有足夠的疲勞壽命。(2)(2)單根單根V V帶的基本額定功率帶的基本額定功率要保證帶的疲勞壽命，應(yīng)使最大應(yīng)力不超過許用應(yīng)力：要保證帶的疲勞壽命，應(yīng)使最大應(yīng)力不超過許用應(yīng)力：11maxbc不疲勞的要求不疲勞的要求或：或：11bc與帶的型號、長度、帶速、帶輪直徑、包角大小及載荷性質(zhì)等有關(guān)。 特定條件下的特定條件下的P P0 0值值表表8-38-3(3)(3)帶傳動的設(shè)計(jì)步

12、驟和傳動參數(shù)選擇帶傳動的設(shè)計(jì)步驟和傳動參數(shù)選擇1)1)確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率P Pc c 計(jì)算功率計(jì)算功率P Pc c可根據(jù)下式計(jì)算：可根據(jù)下式計(jì)算：PcKAP式中式中 K KA A 為工作情況系數(shù)，見表為工作情況系數(shù)，見表8-48-4PP名義傳動功率，名義傳動功率，kWkW 2)2)選擇帶的型號選擇帶的型號 根據(jù)計(jì)算功率根據(jù)計(jì)算功率P Pc c和小輪轉(zhuǎn)速和小輪轉(zhuǎn)速n nl l選擇三角膠帶的型號選擇三角膠帶的型號3)3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑確定帶輪基準(zhǔn)直徑若小帶輪直徑若小帶輪直徑d dd1d1應(yīng)大于或等于下表所示的最小直徑應(yīng)大于或等于下表所示的最小直徑 d ddmindmin, ,d dd1d1

13、過小，則帶的彎曲應(yīng)力較大；反之，則傳動的外廓尺寸過小，則帶的彎曲應(yīng)力較大；反之，則傳動的外廓尺寸增大。增大。小帶輪直徑小帶輪直徑d dd1d1 V帶帶輪的最小基準(zhǔn)直徑帶帶輪的最小基準(zhǔn)直徑dd min 驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶速大帶輪直徑大帶輪直徑注注: :計(jì)算計(jì)算d dd2d2、d dd1d1均應(yīng)符合帶輪的公稱直徑尺寸系列均應(yīng)符合帶輪的公稱直徑尺寸系列。11212dddiddnnd一般應(yīng)使帶速在一般應(yīng)使帶速在525 m525 ms s的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。當(dāng)當(dāng)v=20 m/sv=20 m/s時(shí)，可以充分發(fā)揮帶的傳動能力時(shí)，可以充分發(fā)揮帶的傳動能力。10006011ndvd 初定中心距初定中心距 a0 0.

14、7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2)初算帶長初算帶長L0 計(jì)算實(shí)際中心距計(jì)算實(shí)際中心距 aa 過小，帶短，易疲勞過小，帶短，易疲勞a 過大，易引起帶的扇動過大，易引起帶的扇動002dLLaa（圓整）（圓整）取基準(zhǔn)帶長取基準(zhǔn)帶長 Ld（表（表132）4)4)確定中心距和帶長的基準(zhǔn)長度確定中心距和帶長的基準(zhǔn)長度021221004)()(22addddaLdddd考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，中心距的變動范圍為考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，中心距的變動范圍為ddLaaLaa03. 0015. 0maxmin 5)5)驗(yàn)算小帶輪包角驗(yàn)算小帶輪包角1 1012013 .57180addd

15、d一般要求11200，當(dāng)11200時(shí)，可增大中心距或加張緊輪。 考慮到一般實(shí)際使用條件與實(shí)驗(yàn)條件不同，需對考慮到一般實(shí)際使用條件與實(shí)驗(yàn)條件不同，需對P0進(jìn)行修正，修正后進(jìn)行修正，修正后V帶的根數(shù)帶的根數(shù)Z為為: : LacKKPPPZ)(006)6)確定確定V V帶的根數(shù)帶的根數(shù)Z Z式中式中PP0 0傳動比傳動比i1i1時(shí)傳遞功率的增量，見表時(shí)傳遞功率的增量，見表8-78-7； K K包角系數(shù)，考慮不同包角包角系數(shù)，考慮不同包角對傳動能力的影響，見對傳動能力的影響，見表表8-88-8； K KL L長度系數(shù)，考慮不同帶長對傳動能力的影響，見表長度系數(shù)，考慮不同帶長對傳動能力的影響，見表8-2

16、8-2。7)7)計(jì)算帶的張緊力計(jì)算帶的張緊力F F0 0和壓軸力和壓軸力F FQ Q20) 15 . 2(500qKZPFc式中式中 q每米帶的質(zhì)量，每米帶的質(zhì)量，kg/m，見表，見表8-9。2sin210aZFFQ 8)8)帶輪設(shè)計(jì)帶輪設(shè)計(jì)畫出帶輪工作圖畫出帶輪工作圖 確定結(jié)構(gòu)類型確定結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)尺寸輪槽尺寸輪槽尺寸材料材料設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)(1)確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率 Pc KAP(2)(2)根據(jù)根據(jù)n1、 Pc選擇帶的型號選擇帶的型號工況系數(shù)，查工況系數(shù)，查表表84(3)(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶速v ( (v525m/s) )帶輪愈

17、小，彎曲應(yīng)力愈帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大，所以大，所以dd1 ddmin (4)(4)確定中心距確定中心距 a 及帶長及帶長 Ld(5)(5)驗(yàn)算主動輪的包角驗(yàn)算主動輪的包角1 0012011203 .57180adddd(6)(6)計(jì)算帶的根數(shù)計(jì)算帶的根數(shù)ZN z 10NY(7)(7)確定初拉力確定初拉力 F0 計(jì)算壓軸力 FQ(8)(8)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理：原理：是一種以鏈條作中間撓性件、依靠鏈條與鏈輪是一種以鏈條作中間撓性件、依靠鏈條與鏈輪 間的嚙合來傳動間的嚙合來傳動。組成：組成： 由主動鏈由主動鏈輪輪1 1，從動輪鏈從動輪鏈2 2和兩輪和兩輪上的鏈條上的鏈條3 3組成組成。傳動

18、鏈常用：傳動鏈常用：滾子鏈和齒形鏈滾子鏈和齒形鏈。滾子鏈應(yīng)用較多，且為標(biāo)準(zhǔn)件，其滾子鏈應(yīng)用較多，且為標(biāo)準(zhǔn)件，其主要參數(shù)包括：主要參數(shù)包括：p p 節(jié)距；節(jié)距；L Lp p 鏈節(jié)數(shù)，鏈節(jié)數(shù)，取偶數(shù)；取偶數(shù)；z z 鏈輪齒數(shù)，鏈輪齒數(shù)，取奇數(shù)。取奇數(shù)。工作性質(zhì)的不同傳動鏈起重鏈曳引鏈與帶傳動相比，鏈傳動的特點(diǎn)是：與帶傳動相比，鏈傳動的特點(diǎn)是：可在惡劣的環(huán)境下工作；可在惡劣的環(huán)境下工作；傳遞功率比帶傳動大，效率較高；傳遞功率比帶傳動大，效率較高；適用的速度比帶小，適用的速度比帶小，v 15m/sv 15m/s；瞬時(shí)速比變化，振動、噪聲大。瞬時(shí)速比變化，振動、噪聲大。一般鏈傳動的適用范圍為一般鏈傳動的適用范圍為: :傳遞功率傳遞功率Pl00kWPl00kW，傳，傳動比動比i8i8，鏈的線速度，鏈的線速度20m/s20m/s。應(yīng)用：應(yīng)用：農(nóng)業(yè)、采礦、運(yùn)輸、紡織、食品等小小 結(jié)結(jié)1.帶傳動和鏈傳動都是通過中間撓性件帶傳動和鏈傳動都是通過