帶傳動、鏈傳動

1、v概概 述述v帶傳動帶傳動v鏈傳動鏈傳動基本要求:v熟悉普通V帶的結(jié)構(gòu)、標準、張緊方法和裝置v掌握帶傳動的工作原理、受力情況、彈性滑動、打滑v掌握V帶傳動的失效形式、設計準則、參數(shù)選擇、設計方法v掌握鏈傳動鏈傳動的工作情況運動不均勻性分析v掌握滾子鏈傳動的設計計算方法、主要參數(shù)選擇v了解鏈傳動的布置、張緊和潤滑等帶傳動和鏈傳動都是通過中間撓性件傳遞運動和動力的，適用于兩軸中心距較大的場合。帶傳動和鏈傳動結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，因此也是常用的傳動。鏈傳動鏈傳動摩擦型摩擦型嚙合型嚙合型撓性傳動撓性傳動帶傳動帶傳動1 帶傳動的類型和應用2 帶傳動的受力分析3 帶的應力分析4 帶的彈性滑動和傳動比5 普通

2、V帶傳動的設計計算6 V帶輪的結(jié)構(gòu)7 同步帶傳動簡介帶傳動帶傳動的類型和應用的類型和應用一、帶傳動組成一、帶傳動組成v主動帶輪1、從動帶輪2、張緊在兩輪上的環(huán)形帶二、工作原理二、工作原理v靜止時，兩邊拉力相等；v傳動時拉力大的一邊稱為主動邊（緊邊）拉力小的一邊為從動邊（松邊）靠帶與帶輪接觸弧間的摩擦力傳遞運動和動力F1F2Ff12F0F0F0F01.1.按帶的截面形狀分按帶的截面形狀分v平帶傳動：橫截面為扁平矩形，其工作面是與輪面相接觸的內(nèi)表面。v帶傳動：橫截面為等腰梯形，工作面是與輪槽相接觸的兩側(cè)面，由于輪槽的楔形效應，當量摩擦系數(shù)大，牽引能力較大。v多楔帶傳動：具有平帶、帶的優(yōu)點。v圓帶傳

3、動：牽引能力小，常用于儀器和家用器械中。v同步帶傳動：具有帶與鏈傳動的特點2.2.按傳動形式分按傳動形式分v開口傳動：兩軸平行，同向回轉(zhuǎn)v交叉?zhèn)鲃樱簝奢S平行，反向回轉(zhuǎn)v半交叉?zhèn)鲃樱簝奢S交錯，不能逆轉(zhuǎn) 四、開口傳動的幾何關系四、開口傳動的幾何關系中心距a ：當帶的張緊力為規(guī)定值時，兩帶輪軸線間的距離。包角：帶與帶輪接觸弧所對的中心角。帶長小、大帶輪的直徑、Ldd21add2sin2123 .571801212addadd或)()(2cos221221ddddaDACBABLadd2211sin1cos1222及addddaL4)()(2221221)(8)(2)(28121222121ddddL

4、ddLa五、帶的張緊五、帶的張緊v為什么要張緊？為什么要張緊？常見的張緊裝置:v調(diào)節(jié)中心距定期張緊自動張緊v調(diào)整張緊輪v自動張緊自動張緊調(diào)節(jié)中心距調(diào)節(jié)中心距v定期張緊定期張緊v平帶傳動：張緊輪設置在 處調(diào)整張緊輪調(diào)整張緊輪v帶傳動：張緊輪設置在 處(帶只能單向彎曲，避免過多減小包角）松邊內(nèi)側(cè)靠大輪松邊外側(cè)靠小輪六、帶傳動的優(yōu)缺點六、帶傳動的優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點：v適用于遠距離傳動v良好的撓性，可緩沖、減振，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)v打滑現(xiàn)象可起過載保護作用v結(jié)構(gòu)簡單, 精度低, 成本低缺點：缺點：v外廓尺寸較大v需要張緊裝置v彈性滑動，傳動比不固定v傳動效率較低v帶的壽命短v軸與軸承受力大v不宜用于高溫, 易燃場

5、合七、應用七、應用中小功率電動機與工作機械之間的動力傳遞。V帶傳動應用最廣。一、一、帶的受力變化帶的受力變化二、二、緊松邊拉力關系緊松邊拉力關系三、三、帶的打滑帶的打滑一、帶受力變化一、帶受力變化1.1. 靜止時靜止時， 張緊力F0產(chǎn)生正壓力；兩邊拉力相等=初拉力F0。F1F2F0F0F0F0Ff緊邊緊邊松邊松邊2. 傳動時：傳動時：帶兩邊拉力不相等 1）帶傳動是摩擦傳動 主動輪以n1轉(zhuǎn)動，帶與主動輪間產(chǎn)生了摩擦力Ff ，帶輪 Ff ，帶Ff ，帶在Ff作用下開始運動 下邊帶張緊，帶與從動輪間產(chǎn)生摩擦力，帶Ff 帶輪Ff ，從動輪靠摩擦力以轉(zhuǎn)速n2 轉(zhuǎn)動。2）力分析v帶繞上主動輪的一邊被拉緊，

6、叫做緊邊：緊邊拉力F0F1v帶繞上從動輪的一邊被放松，叫做松邊：松邊拉力 F0F2 二、緊松邊拉力關系二、緊松邊拉力關系緊邊由F0F1拉力增加，帶增長松邊由F0F2拉力減少，帶縮短總長不變 帶增長量帶縮短量即F1F0F0F2 或F1F22F0 有效拉力=F1 - F2 ，即帶所傳遞的圓周力。即圓周力：Ft = F1 - F2 F1F2F0F0F0F0Ff緊邊緊邊松邊松邊1000vFPt帶傳遞的功率為? 帶傳動工作時,作用于帶上有哪些應力?它們的分布及大小有什么特點?最大應力發(fā)生在什么部位?帶的應力：帶的應力：拉應力、離心拉應力、彎曲應力拉應力、離心拉應力、彎曲應力1.1.緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉

7、應力緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應力a22MP AF緊邊：a11MP AF松邊：2.2.離心力產(chǎn)生的拉應力離心力產(chǎn)生的拉應力上產(chǎn)生的離心力：微弧段dldqvrvqrddFNc22)(：，由微弧段各力平衡得起拉力離心力在微弧段兩端引cF，作用于帶的全長則取2222sin2sin2qvFdddqvdFccAqvAFcc2離心拉應力：3. 3. 彎曲應力彎曲應力dEhb大、小帶輪直徑不同，彎曲應力不同。大、小帶輪直徑不同，彎曲應力不同。變應力疲勞破壞最大應力: max=1+b1+c發(fā)生位置: 小帶輪與緊邊接觸處帶中應力分布情況帶中應力分布情況: :4 4 帶傳動的彈性滑動和傳動比帶傳動的彈性滑動和傳動比v

8、什么是彈性滑動, 什么是打滑？ 對傳動有什么影響？v為什么會發(fā)生彈性滑動或打滑？是否可以避免？一、帶的彈性滑動現(xiàn)象一、帶的彈性滑動現(xiàn)象緊邊單位伸長量：松邊單位伸長量：AEF11AEF2221FF 21主動輪：帶從緊邊繞上主動輪，點過程中，從帶Bv1Av出現(xiàn)了相對滑動現(xiàn)象邊彈性收縮，說明帶一邊繞進，一帶拉力由帶121vvF F從動輪：，出現(xiàn)相對滑動現(xiàn)象彈性伸長，說明帶一邊繞進，一邊過程中，帶拉力，從帶繞上從動輪時，帶帶2122vvFCvvFD二、帶的打滑二、帶的打滑1. 打滑： 實踐證明彈性滑動并非全在包角對應的全部接觸弧A1B1上，而僅發(fā)生在帶離開帶輪的一側(cè)，即B1C1（滑動?。┓秶鷥?nèi)，對應角

9、稱為滑動角，在帶進入帶輪的一側(cè)，即A1C1范圍內(nèi)并不發(fā)生彈性滑動，對應角為靜角。 帶不傳遞載荷時，滑動角為零，隨著載荷增加滑動角逐漸增大靜角逐漸減小，當滑動角增大到等于包角時，達到極限狀態(tài)，即帶所需傳遞的圓周力超過帶與輪面間的極限摩擦力總和時，帶與帶輪將發(fā)生顯著的滑動，開始打滑。由于小帶輪包角小，打滑總是首先發(fā)生在小帶輪上。F1F2Ff緊邊緊邊松邊松邊打滑后果： 帶的磨損加劇、傳動效率降低，以致使傳動失效。2. 以平帶為例，分析帶即將打滑時緊邊拉力和松邊拉力的關系dFFFddl、微弧兩端的拉力分別為，包角取微弧撓性體摩擦基本公式121feFF21FFFFft11121ftffteFFeeFF)

10、11(2110ffeceeFFPFf，或NNfdFdF力為帶與輪面間的極限摩擦帶輪給微弧段的正壓力思考：V帶與平帶有何不同？ 彈性滑動彈性滑動是帶傳動中的正?，F(xiàn)象，是不可避免的，而打滑是由于過載引起的失效。二、滑差率（滑動系數(shù)二、滑差率（滑動系數(shù)) )主動輪圓周速度：100060111nDv100060222nDv從動輪圓周速度：21vv 存在彈性滑動滑差率滑差率 ：由于帶的彈性滑動引起的從動輪圓周速度的降低率。112211121nDnDnDvvv帶傳動的傳動比：帶傳動的傳動比：121221)1 (DDDDnni5 5 普通普通V V帶傳動的設計計算帶傳動的設計計算一、一、V V帶的規(guī)格帶的規(guī)

11、格二、二、單根普通單根普通V V帶的許用功率帶的許用功率三、三、普通普通V V帶的型號和根數(shù)的確定帶的型號和根數(shù)的確定四、主要參數(shù)的選擇四、主要參數(shù)的選擇一、一、V V帶的規(guī)格帶的規(guī)格1.1.結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：伸張層(頂膠)、強力層(抗拉體)、壓縮層(底膠)、包布層V帶類型：普通V帶、窄V帶、寬V帶、大楔角V帶、汽車V帶等2.2.有關有關V V帶的幾個基本概念帶的幾個基本概念 節(jié)面：V帶受彎曲時，頂膠變窄，底膠變寬，兩者之間寬度不變的面。 節(jié)寬bd:節(jié)面寬度 V帶輪基準直徑d:與V帶的節(jié)面寬度bd 相對應的帶輪直徑。 V帶基準長度Ld: V帶在規(guī)定的張緊力作用下，位于帶輪基準直徑上的周線長度， 公稱

12、長度截面型號：截面型號：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E帶的，帶：楔角普通VbhVd7 . 040. 3的場合而又要求傳動裝置緊湊適用于傳遞動力大帶，承載能力提高，的，帶：楔角窄VbhVd9 . 040二、單根普通二、單根普通V V帶的許用功率帶的許用功率v失效形式：打滑、帶的疲勞損壞。v設計依據(jù)：保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞壽命。1000)11 (1000)11 (110veAveFPff保證不打滑的條件下，單根普通V帶能傳遞的功率為了使帶具有一定的疲勞壽命，應使cbcb1111max故：帶傳動在既不打滑又有一定壽命時，單根普通V帶能傳遞的功率為1000)11

13、)(10AvePfcb見表。帶所能傳遞的功率根繩芯結(jié)構(gòu)的條件下，單抗拉體為化學纖維）、帶長為特定長度、（即載荷平穩(wěn)，包角011PVi 帶的基本額定功率單根V0PAveAqvDEhVthCLPfHp)11)(7200(102109. 0130三、普通三、普通V V帶的型號和根數(shù)的確定帶的型號和根數(shù)的確定PKPAca計算功率：傳動的額定功率工作情況系數(shù)，見表PKA59帶型號。選擇普通查圖和根據(jù)VnPca79110)(000KKKPPPPPzLcaca1. 1. 型號的確定型號的確定2. 2. 根數(shù)的確定根數(shù)的確定四、主要參數(shù)的選擇四、主要參數(shù)的選擇1.1.帶輪直徑和帶速帶輪直徑和帶速力過大，帶的壽

14、命降低（表），否則，彎曲應min1DD )1 (1212DnnD要符合基準直徑系列、21ddsmnDv/255100060111）小輪基準直徑2）大輪基準直徑3）帶速2.2.中心距、帶長和包角中心距、帶長和包角)2)7 . 0) 1210210DDaDDa（：初定中心距02122104)()(22)2aDDDDaLVd帶基準長度：初定按上值查表選取基準長度Ld。3)近似計算中心距：20ddLLaa考慮帶傳動張緊的需要，中心距變動范圍為：)03. 0()015. 0(ddLaLa4)小輪包角：1203 .57180121aDD3 3初拉力初拉力初拉力不足，會出現(xiàn)打滑；初拉力過大，將增大軸和軸承上

15、的壓力，并降低帶的壽命。單根普通v帶合宜的初拉力可按下式計算：20) 15 . 2(500qvKzvPFca4 4作用在帶輪軸上的壓力作用在帶輪軸上的壓力2sin210zFFQ帶傳動的設計步驟帶傳動的設計步驟v已知條件及設計內(nèi)容：已知條件及設計內(nèi)容：已知條件已知條件設計內(nèi)容設計內(nèi)容傳動用途載荷性質(zhì)傳遞的功率P 主動輪轉(zhuǎn)速n1傳動外廓尺寸要求 其他工況條件、原動機類型等V帶的型號、長度和根數(shù)帶輪材料、結(jié)構(gòu)和尺寸合理的傳動參數(shù)計算初拉力和壓軸力7.7.計算帶的根數(shù)計算帶的根數(shù) z z2.2.根據(jù)根據(jù)n n1 1、 P Pca ca 選擇帶的型號選擇帶的型號3.3.確定帶輪基準直徑確定帶輪基準直徑D

16、 D1 1、D D2 2帶輪愈小，彎曲應力愈帶輪愈小，彎曲應力愈大，所以大，所以D D1 1 D Dminmin D D2 2 = = i i D D1 1(1(1) )，圓整成標準值圓整成標準值具體步驟具體步驟1.1.確定計算功率確定計算功率 P Pca ca K KA AP P工況系數(shù)，工況系數(shù)，查表查表4.4.驗算帶速驗算帶速v v ( (v v5 525m/s)25m/s)N N5.5.確定中心距確定中心距 a a 及帶基準長度及帶基準長度L Ld d6.6.驗算主動輪的包角驗算主動輪的包角1 1N NN NY Y8.8.確定初拉力確定初拉力 F F0 09.9.計算軸上的壓力計算軸上

17、的壓力 F FQ Q問題：帶傳動適合于高速問題：帶傳動適合于高速級還是低速級？級還是低速級？根據(jù)圖根據(jù)圖0012011203.57180aDD套表上基準長度套表上基準長度10.10.帶輪結(jié)構(gòu)設計帶輪結(jié)構(gòu)設計 z z 10 10 ？ 1000KKKPPPPPzLcaca 205 . 2500qvzvKPKFca2sin210zFFQ6 V6 V帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪的結(jié)構(gòu)一、一、 帶輪材料帶輪材料鑄鐵、鋼、非金屬材料（塑料、木材）。二、二、 帶輪結(jié)構(gòu)帶輪結(jié)構(gòu)v基本結(jié)構(gòu)型式按帶輪直徑確定 v實心式、腹板式、輪輻式v槽角規(guī)定為32、34、36和38,具體輪槽尺寸見表。1 鏈傳動的特點和應用2 鏈條和鏈輪3

18、鏈傳動的運動分析和受力分析4 鏈傳動的主要參數(shù)及其選擇5 滾子鏈傳動的計算6 鏈傳動的潤滑和布置1 鏈傳動的特點和應用鏈傳動的特點和應用一、組成一、組成 主動鏈輪、從動鏈輪、環(huán)形鏈條二、工作原理二、工作原理v靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合傳遞運動和動力v有中間撓性件的嚙合傳動三、特點三、特點v優(yōu)點：優(yōu)點：與帶傳動相比：沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的平均傳動比；需要的張緊力小，壓軸力小，可減少軸承的摩擦損失；結(jié)構(gòu)緊湊；能在高溫、有油污等惡劣環(huán)境下工作。與齒輪傳動相比：制造和安裝要求精度低；中心距較大時傳動結(jié)構(gòu)簡單。v缺點：缺點：瞬時鏈速和瞬時傳動比不恒定，傳動平穩(wěn)性差(沖擊、振動大，噪音高動載荷 不宜

19、高速傳動)。礦山機械、農(nóng)業(yè)機械、石油機械、機床及摩托車。傳動比i 8；中心距a 56m；傳遞功率P 100kW；圓周速度 15m/s；傳動效率0.950.98。2 鏈條和鏈輪鏈條和鏈輪一、一、鏈條鏈條v滾子鏈滾子鏈v齒形鏈齒形鏈二、二、鏈輪鏈輪一、鏈條一、鏈條 傳動鏈可分為：滾子鏈、齒形鏈配合狀況配合狀況:v內(nèi)鏈板、套筒之間過盈配合v外鏈板、銷軸之間過盈配合v套筒與銷軸、滾子與套筒之間 間隙配合，使內(nèi)外鏈板能相對轉(zhuǎn)動v鏈板形狀的特點等強度內(nèi)鏈板 外鏈板 套筒 銷軸 滾子1.1.滾子鏈滾子鏈（套筒滾子鏈）（套筒滾子鏈） 結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成: 內(nèi)、外鏈板，套筒，銷軸，滾子鏈條材料鏈條材料: 各零件由

20、碳素鋼或合金鋼制成，并經(jīng)熱處理以提高強度和耐磨性。鏈條參數(shù)：鏈條參數(shù)：v節(jié)距p相鄰兩滾子中心的距離 v鏈條長度 以鏈節(jié)數(shù)表示v鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，剛好內(nèi)、外鏈板相接，再用開口銷或彈簧鎖住活動銷軸；鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時時，采用過渡鏈節(jié)，通常應避免采用。（用過渡鏈節(jié)聯(lián)接）奇數(shù)（直接聯(lián)接）偶數(shù)鏈節(jié)數(shù) 滾子鏈分類：滾子鏈分類： 單排鏈和多排鏈滾子鏈標準：滾子鏈標準： A、B系列2. 齒形鏈齒形鏈結(jié)構(gòu)：v齒形鏈板用鉸鏈聯(lián)接而成。齒形鏈板的兩側(cè)是直邊，工作時鏈板側(cè)邊與鏈輪齒廓相嚙合。特點：v優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、無噪聲，承受沖擊性能好，工作可靠v適宜場合：高速傳動或運動精度要求較高，傳動比大和中心距較小v缺點：結(jié)構(gòu)復雜，

21、價格較高，且制造較難二、鏈輪二、鏈輪1. 標準參數(shù)標準參數(shù)的最大和最小值、齒溝角、齒溝圓弧半徑齒槽的齒面圓弧半徑irer2. 齒形齒形v端面齒形：三圓弧一直線bcdcbaaa和、v軸面齒形：兩側(cè)圓弧狀3.3.鏈輪主要尺寸鏈輪主要尺寸分度圓d：鏈輪上被鏈條節(jié)距等分的圓。zp和齒數(shù)已知節(jié)距11min1max)6 . 11 (25. 1180sinddddpzdddpddzpdfaa齒根圓直徑：齒頂圓直徑：分度圓直徑：若選用三圓弧一直線齒形，則：)180cot54. 0(zpda鏈輪基本參數(shù)： 配用鏈條的節(jié)距p，套筒外徑d1，排距pt以及齒數(shù)z。4. 鏈輪材料鏈輪材料v材料要求：保證輪齒具有足夠的接

22、觸強度和耐磨性v小鏈輪嚙合次數(shù)多，故材料好些v常用材料：低碳鋼（滲碳淬火）、中碳鋼（表面淬火）、鑄鋼、灰鑄鐵、夾布膠木（平穩(wěn)、噪音?。?，合金鋼等。5. 鏈輪結(jié)構(gòu)鏈輪結(jié)構(gòu)v實心式：小直徑v孔板式：中等直徑v組合式：大直徑3 3 鏈傳動的運動分析和受力分析鏈傳動的運動分析和受力分析一、鏈傳動的運動分析一、鏈傳動的運動分析一、鏈傳動的運動分析一、鏈傳動的運動分析1000601000602211pnzpnzv鏈條線速度（鏈速）：1221zznni傳動比：211d鏈輪分度圓圓周速度：由于多邊形效應，瞬時鏈速和瞬時傳動比都是變化的。分析鏈輪和鏈條的速度：分速度：沿鏈條前進方向的水平cos211dv 主動輪

23、上：111min111max11180cos218020)180180zdvzdvzz時，時，的相位角（鏈節(jié)鉸鏈在主動輪上 鏈輪每轉(zhuǎn)一齒，鏈速就時快時慢地變化一次。 1=常數(shù)時，瞬時鏈速和瞬時傳動比作周期性變化。cos211dv 分速度：沿鏈條前進方向的水平sin211dv 也作周期性變化，從而使鏈條上下抖動。同理：同理：線方向的線速度：鏈條在垂直于鏈節(jié)中心從動輪上：從動輪上：222d鏈輪分度圓圓周速度：coscos2/cos21122ddd水平分速度：cos222dv coscos1221ddi瞬時傳動比：二、鏈傳動的受力分析二、鏈傳動的受力分析ycycFFFFFFF21松邊拉力：鏈的緊邊拉

24、力：鏈傳遞的有效拉力F表心拉力鏈節(jié)在運動中產(chǎn)生的離qqvFFcc,2有關時的垂度系數(shù)，與下垂量為懸垂拉力：aKqgaKFFyyyy02. 0_FFQ)3 . 12 . 1 (壓軸力：作用在鏈上的力：圓周力（有效拉力）F、離心拉力Fc、懸垂拉力Fy；，垂直布置，190yKyK；，水平布置，60yK。，；，；，傾斜布置，5308 . 2602 . 175yyyKKK4 4 鏈傳動的鏈傳動的主要參數(shù)及其選擇主要參數(shù)及其選擇一、鏈輪齒數(shù)一、鏈輪齒數(shù)小鏈輪齒數(shù) z1 愈多，傳動愈平穩(wěn)，動載荷減小。可按傳動比由表選取z1 。 通常取 z1 17，且傳動比 i 越小， z1越多。大鏈輪齒數(shù) z2 i z1

25、，常取 z2 120，以防止脫鏈。增大鏈輪節(jié)圓變長，條節(jié)距若鏈條的鉸鏈磨損，鏈 dpzpd180sin鏈現(xiàn)象，越容易發(fā)生跳齒和脫，一定時， dzp。大齒輪齒數(shù)不宜過多120,2z 小鏈輪齒數(shù)最好選用奇數(shù)，因為鏈條的鏈節(jié)數(shù)一般 用偶數(shù)，這樣可使磨損均勻。二、鏈的節(jié)距二、鏈的節(jié)距v節(jié)距 p 越大，承載能力越大。v但 p 越大，傳動的多邊形效應也越大，運動越不均勻，沖擊越大，且結(jié)構(gòu)龐大。v設計時盡可能選小節(jié)距鏈，高速重載時，宜選小節(jié)距多排鏈。三、中心距三、中心距a a和鏈的節(jié)數(shù)和鏈的節(jié)數(shù)L Lp pppa80)5030(一般用鏈的節(jié)數(shù)表示鏈條長度:pL圓整21221)2(22zzapzzpaLp)2(8)2()2(421222121zzzzLzzLpapp，鏈條易抖動。少；同時嚙合的鏈