四、帶傳動及鏈傳動

帶傳動與鏈傳動教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)和了解帶傳動的工作原理、特點(diǎn)、類型、工作情況分析、傳動設(shè)計、張緊、使用和維護(hù)；鏈傳動的類型、特點(diǎn)、工作情況分析、傳動設(shè)計、潤滑布置。教學(xué)內(nèi)容：1、帶傳動和鏈傳動的類型和結(jié)構(gòu)2、帶傳動和鏈傳動的幾何參數(shù)3、帶傳動和鏈傳動的工作情況分析4、帶傳動和鏈傳動的傳動特點(diǎn)5、帶傳動和鏈傳動的張緊、安裝、維護(hù)教學(xué)重點(diǎn)：1、帶傳動和鏈傳動的工作情況分析2、帶傳動和鏈傳動的張緊、安裝、維護(hù)教學(xué)難點(diǎn)：帶傳動和鏈傳動的工作情況分析帶傳動概述帶傳動是機(jī)械傳動系統(tǒng)中用以傳遞運(yùn)動和動力的常用傳動裝置之一。帶傳動是由帶和帶輪組成的繞性傳動。安裝時帶被張緊在帶輪上，產(chǎn)生的初拉力使得帶與帶輪之間產(chǎn)生壓力。主動輪轉(zhuǎn)動時，依靠摩擦力托動從動輪一起同向回轉(zhuǎn)。源動機(jī)轉(zhuǎn)動帶的傳動過程：主動輪轉(zhuǎn)動驅(qū)動主動輪從動輪轉(zhuǎn)動帶與輪的摩擦一、帶傳動的類型及特點(diǎn)開口傳動－兩軸平行，同向回轉(zhuǎn)交叉?zhèn)鲃樱瓋奢S平行，反向回轉(zhuǎn)半交叉?zhèn)鲃樱瓋奢S交錯，不能逆轉(zhuǎn)平帶傳動－底面是工作面，可實(shí)現(xiàn)多種形式的傳動三角帶傳動－帶兩側(cè)面是工作面，承載力大，只用于開口傳動多楔帶傳動－具平、三角帶的優(yōu)點(diǎn)同步帶傳動－具帶與鏈傳動的特點(diǎn)按形傳式動分按帶的截面分帶傳動的類型：平帶、V帶、多楔帶、同步齒形帶、圓形帶同步齒形帶多楔帶V帶平帶圓形帶1.平帶傳動

平帶的橫截面為扁平矩形，內(nèi)表面為工作面，常用的是橡膠帆布帶、皮革帶、棉布帶和化學(xué)纖維編織帶等。平帶傳動的形式有三種：(1)開口傳動兩軸平行，轉(zhuǎn)向相同，如圖所示。(2)交叉?zhèn)鲃觾奢S平行，轉(zhuǎn)向相反，如圖（a）所示。(3)半交叉?zhèn)鲃觾奢S在空間交錯呈90°，如圖（b）所示。2.V帶傳動V帶的橫截面是梯形，工作時帶的兩個側(cè)面與輪槽側(cè)面相接觸。當(dāng)V帶傳動與平帶傳動受相同的張緊力時，V帶產(chǎn)生的極限摩擦力比平帶大三倍。V帶應(yīng)用最為廣泛。多楔帶傳動它相當(dāng)于多根V帶粘合在一起使用，減小了帶輪寬度，解決了同時使用多根V帶受力不均勻的問題。3.圓帶傳動圓帶的橫截面為圓形，用皮革或棉繩制成，可用于傳動功率較小的場合。V帶的結(jié)構(gòu)和類型V帶的結(jié)構(gòu)：由抗拉體(簾布結(jié)構(gòu)、線繩結(jié)構(gòu))、頂膠、節(jié)線：V帶彎曲時，在帶中保持原長不變的一條周線。節(jié)面：由全部節(jié)線構(gòu)成的面。節(jié)寬：帶的節(jié)面寬度。底膠和包布組成。普通V帶的七種型號(按截面尺寸由小到大)Y、Z、A、B、C、D和EYZE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如圖所示,它是靠帶上的齒和輪上的齒互相嚙合傳動,是以鋼絲繩或玻璃纖維繩作強(qiáng)力層,外面以聚氨酯或氯丁橡膠等材料包覆。它綜合了帶和齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn),因此得到了廣泛的應(yīng)用。4.同步齒形帶傳動同步齒形帶1.V帶傳動的傳動比因?yàn)閹菑椥泽w，受力后會產(chǎn)生彈性變形。工作時由于帶與帶輪接觸的弧長上兩邊拉力不等，產(chǎn)生拉力差，膠帶上一個微段相對于輪緣上等長微段向后收縮而產(chǎn)生相對滑動，這種由拉力差和彈性變形引起的滑動稱為彈性滑動現(xiàn)象。彈性滑動使帶傳動不能保證準(zhǔn)確的傳動比。用v1、v2表示主、從動帶輪的圓周速度(m/s)，用n1、n2表示主、從動帶輪的速度(r/min)，用dp1、dp2表示主、從動帶輪的基準(zhǔn)直徑(也是公稱直徑，mm)，則：二、V帶傳動設(shè)計

從動輪的線速度v2比主動輪的線速度v1的降低率用滑動系數(shù)ε表示，則：帶傳動的傳動比為：滑動系數(shù)ε=1%~2%，在一般傳動中可忽略不計。2.帶傳動的受力、應(yīng)力分析和疲勞強(qiáng)度(1)、帶傳動的受力分析F0——初拉力F1——緊邊拉力Ff——作用在帶上的摩擦力F2——松邊拉力設(shè)帶在工作中總長保持不變，即緊邊的伸長量等于松邊的收縮量，又由于帶是彈性體，可得緊邊拉力的增量等于松邊拉力的減量。即：F1-F0=F0-F2F1+F2=2F0

有效拉力Ft等于緊邊拉力與松邊拉力之差，也就是帶傳遞的圓周力。也是皮帶與帶輪接觸弧長上的摩擦力的總和∑FfFt=F1-F2=∑Ff2、帶傳動的應(yīng)力分析二、由離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力三、彎曲應(yīng)力一、由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力松邊拉應(yīng)力q為單位長度上的質(zhì)量E為彈性模量ha為皮帶中性層到最外層的距離dd為皮帶輪直徑帶在工作時的應(yīng)力分布帶在工作時的應(yīng)力分布如圖所示。帶的截面進(jìn)入小輪時的應(yīng)力最大，其值為： σmax=σ1+σb1+σc(MPa)帶的疲勞強(qiáng)度條件為：σmax≤［σ］式中［σ］——在一定實(shí)驗(yàn)條件下由一定循環(huán)次數(shù)下的疲勞極限決定的帶的許用應(yīng)力。3.失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則V帶傳動的主要失效形式是帶在小輪上打滑和帶的疲勞破壞。帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是保證帶傳動在工作時不打滑，同時又具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命。帶傳動的彈性滑動彈性滑動——由于帶的彈性及緊邊與松邊的拉力差引起的相對滑動現(xiàn)象。其大小與帶傳動傳遞的載荷成正比。

在一定的初拉力F0作用下，帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和有一極限值。當(dāng)帶所傳遞的圓周力超過帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和的極限值時，帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。帶打滑時從動輪轉(zhuǎn)速急劇下降，使傳動失效，同時也加劇了帶的磨損，應(yīng)避免打滑。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隨著緊松邊拉力差的增大，帶的彈性滑動區(qū)域擴(kuò)展至帶與帶輪的整個接觸面時，即發(fā)生打滑。打滑是由于過載引起的，是可以避免的。

打滑彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是可以避免的。而彈性滑動是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可以避免的。彈性滑動和打滑的區(qū)別4.V帶傳動的設(shè)計方法和步驟設(shè)計帶傳動一般的已知條件是傳動的用途、工作情況、原動機(jī)的種類、所需傳遞的功率、帶輪轉(zhuǎn)速、外廓尺寸限制等。設(shè)計的主要任務(wù)是選擇合理的傳動參數(shù)，確定膠帶的型號、規(guī)格和尺寸，確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸。設(shè)計計算的一般步驟如下：（1）確定設(shè)計功率Pd設(shè)計功率PdPd=KAP（kW）式中P——帶傳動傳遞的功率(單位kW)F——有效拉力(單位N)、v——帶速(單位m/s)式中KA——工況系數(shù)，可查表P=FV1000（2）選擇V帶型號根據(jù)Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1，查下圖，確定V帶的型號。（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dp根據(jù)V帶的型號，由下表選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑dp1≥dpmin，計算大帶輪基準(zhǔn)直徑，并要求所選帶輪基準(zhǔn)直徑符合表中直徑系列。選dp1較小，可使帶傳動結(jié)構(gòu)尺寸較小，但帶彎曲應(yīng)力較大，這會降低帶的使用壽命。計算大帶輪基準(zhǔn)直徑，由前面公式得：根據(jù)計算出的大帶輪的基準(zhǔn)直徑，查表取標(biāo)準(zhǔn)值，作為大帶輪的基準(zhǔn)直徑。(mm)

最小基準(zhǔn)直徑槽型dmin(mm)Y20Z50A75B125C200D355E500（4）計算帶速

在一定范圍內(nèi)，帶速度越高，單根帶傳遞的功率越大，因此在機(jī)械傳動中為了充分發(fā)揮帶的傳動潛力，一般把帶傳動放在高速級。但帶速過高會使離心力增大，帶與輪的正壓力和摩擦力減小，降低傳動能力，并影響帶的疲勞強(qiáng)度和壽命。驗(yàn)算帶速在v=5~25m/s范圍內(nèi)為合格。(m/s)

（5）確定中心距和帶長按經(jīng)驗(yàn)公式初定中心距a0。 0.7(dp1+dp2)<a0<2(dp1+dp2)將初定的中心距代入公式，初定帶的基準(zhǔn)長度Lp0。根據(jù)Lp0和型號，查表，選取相近的基準(zhǔn)長度Lp，修定原初定的中心距。Lp0=2a0+0.5π（dp1+dp2）+(dp2-dp1)24a0α2θα1θ包角α:因θ較小代入得:θaCADBd1d2（6）驗(yàn)算小帶輪包角增大包角可以增大帶傳動的摩擦力，提高帶的工作能力，故應(yīng)使≥120°。（7）計算所需V帶根數(shù)Z式中P0——特定條件下，單根V帶所傳遞的額定功率， kW，查表ΔP0——i≠1時，單根V帶額定功率的增量，kW；ΔT——單根V帶所能傳遞轉(zhuǎn)矩的修正值，查表n1——主動輪轉(zhuǎn)速，r/min；Kα——包角修正系數(shù)，查表；KL——帶長修正系數(shù)，查表。（8）確定作用在帶輪軸上的壓力QQ也稱為壓軸力,其計算如下圖所示。式中F0——單根帶的初拉力；α1——小帶輪的包角。(N)

四、帶傳動的特點(diǎn)帶傳動的主要優(yōu)點(diǎn)(1)良好的彈性，可緩和沖擊、吸收振動、傳動平穩(wěn)，噪聲小。(2)過載時帶打滑，可防其他零件損壞，起安全保護(hù)作用。(3)適用于兩軸中心距較大的場合。(4)結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)方便，成本低。帶傳動的主要缺點(diǎn)

(1)帶在帶輪上有相對滑動，不能保證準(zhǔn)確的傳動比。(2)傳動效率低，帶的壽命較短。(3)帶傳動需要張緊，支承帶輪的軸和軸承受力較大。(4)傳動的外廓尺寸大。(5)帶傳動中的摩擦?xí)a(chǎn)生火花，不宜用于易燃、易爆場合。應(yīng)用：

常應(yīng)用于傳動比不要求準(zhǔn)確、功率P<100kW、v=5~25m/s、傳動比i<5以及有過載保護(hù)的場合.五、帶傳動的張緊、安裝與維護(hù)根據(jù)帶的摩擦傳動原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；張緊的目的運(yùn)轉(zhuǎn)一定時間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力，必須重新張緊，才能正常工作。常見的張緊裝置有定期張緊裝置、自動張緊裝置、張緊輪張緊裝置。1、定期張緊裝置2、自動張緊裝置張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。3、張緊輪裝置帶輪安裝和維護(hù)1、帶型號與帶輪輪槽尺寸相符合；2、兩帶輪相對應(yīng)輪槽的中心線應(yīng)重合；3、帶的張緊程度以大拇指按下15mm為宜；4、多根帶更換時應(yīng)全部更換；5、帶傳動應(yīng)加防護(hù)罩；6、帶工作溫度600；7、拆卸帶時，應(yīng)先縮小中心距帶傳動不工作時，帶兩邊所受拉力

；帶傳動工作時，帶兩邊受力不同，其緊邊受力由F0

F1，松邊由F0

F2；帶傳動有效拉力F=

。帶傳動中，由于帶的

引起的帶與帶輪間的

為彈性滑動；彈性滑動使從動帶輪的園周速度V2

主動帶輪的園周速度V1，用滑動率ε表示為=

。帶傳動中，由于

（A，彈性滑動，B，打滑）的存在，從動輪的實(shí)際圓周速度總是

（A，大于，B，等于，C，小于）主動輪的圓周速度。帶傳動中，由于帶的彈性而引起的相對滑動稱為

（A，打滑，B，彈性滑動。它是

（A，可以，B，不可，C，必須）避免的。相等增大到減小到F1-F2彈性相對滑動小于(V1-v2)/v1ACBB若帶所傳遞的圓周力F1超過了帶與帶輪接觸面間的極限摩擦力時，則帶將會在帶輪上

，使

。帶傳動失效形式主要是

和

。提高帶傳動承載能力的措施有

。

a)增大主動帶輪直徑，b)與a)相反，c)增大初拉力F0，

d)增大帶輪與帶接觸處的粗糙度。帶繞帶輪循環(huán)一周，帶的應(yīng)力變化

。a)五次，b)二次，c)三次，d)四次。已知某帶傳動，帶輪直徑分別為d1、d2，相對滑移系數(shù)為，則帶傳動的傳動比I=

。a)d1/d2，b)d2/d1，c)d1/d2(1-)，d)d2/d1(1-)。

打滑傳動失效打滑疲勞破壞ADD帶傳動的張緊輪最好如圖

安裝。

帶傳動的特點(diǎn)是什么？

D鏈傳動概述組成鏈傳動是以鏈條為中間撓性件的嚙合傳動。鏈：鏈輪：機(jī)架：一、鏈的類型和結(jié)構(gòu)類型：常用傳遞動力的鏈條有套筒滾子鏈和齒形鏈。套筒滾子鏈應(yīng)用最廣。齒形鏈：承受沖擊性能好，允許鏈速高，傳動平穩(wěn)，噪聲小，又稱無聲鏈；重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高。滾子鏈?zhǔn)怯蓾L子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成；內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈聯(lián)接；滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。滾子鏈結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型：單排鏈和多排鏈。滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比，但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過多一般不超過4排。二、鏈傳動的主要參數(shù)及選擇原則1、鏈輪齒數(shù)Z2、傳動比I3、鏈節(jié)距p4、鏈輪的極限轉(zhuǎn)速5、鏈輪中心距和鏈節(jié)數(shù)1.鏈輪齒數(shù)鏈輪齒數(shù)影響傳動平穩(wěn)性和使用壽命。當(dāng)小鏈輪Z1較小可減小外廓尺寸，但運(yùn)動不均勻性增強(qiáng)，動載荷增大。當(dāng)鏈輪Z2過多，鏈條鉸鏈的磨損使鏈條節(jié)距伸長，易產(chǎn)生脫鏈現(xiàn)象。故Z1min=17,Z2max=120；若鏈速極低時可取Z1min=9。為使鉸鏈磨損均勻,鏈節(jié)取偶數(shù)節(jié),鏈輪齒數(shù)應(yīng)取奇數(shù)。2.鏈節(jié)距p鏈節(jié)距大小與承載能力成正比。節(jié)距越大平穩(wěn)性越差，故在滿足承載能力的條件下，盡量選用小節(jié)距單排鏈傳動。對高速重載的鏈傳動應(yīng)選用小節(jié)距多排鏈。p3、中心距和鏈節(jié)數(shù)鏈輪中心距過大會使鏈的松邊顫動加劇,運(yùn)動不均勻增強(qiáng)。鏈輪中心距過小，則小鏈輪上包角也小，同時嚙合鏈輪齒數(shù)也少，會使鏈條磨損加快，壽命降低。一般初定中心距a0=40p,最大中心距a0≤80p。初定中心距以后就可以計算鏈節(jié)數(shù)，須圓整為整數(shù)，最好為偶數(shù)。確定鏈節(jié)數(shù)后，再算出實(shí)際中心距a。中心距一般是可調(diào)節(jié)的。若不能調(diào)節(jié)且無張緊裝置，將計算中心距減小2~5mm。4、鏈速與傳動比鏈傳動的傳動比i通常小于6,推薦i=2~3.5。在低速時i可達(dá)10。傳動比過大會使外廓尺寸增大。傳動比過大，小鏈輪參加嚙合的齒數(shù)減少，使鏈齒磨損加快。鏈條的瞬時速度和瞬時傳動比是周期性變化的。為了減小鏈傳動的不均勻性和動載荷的影響，對鏈速要加以限制，要求v≤12~15m/s。一般帶傳動和鏈傳動組成多級傳動系統(tǒng)時，把帶傳動放在高速級，充分發(fā)揮帶傳動的潛力，可增大所傳遞的功率；將鏈傳動放在低速級。通常所說的鏈速是鏈條的平均速度v。式中z1，z2——鏈輪的齒數(shù)； n1，n2——鏈輪的轉(zhuǎn)速，r/min; p——鏈條的節(jié)距。三、鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料常用的為三圓弧一直線齒形齒頂圓直徑:da=p[0.54+cot(180°)/z]

齒根圓直徑:df=d-d1

分度圓直徑：鏈輪常用材料：碳鋼、合金鋼、灰鑄鐵當(dāng)v≤25m/s時，用HT150；當(dāng)v=25～30m/s時，用HT200；當(dāng)≥25～45m/s時，用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼；小功率時可