機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第5版）課件：撓性傳動(dòng)

撓性傳動(dòng)帶傳動(dòng)潘存云教授研制第一節(jié)帶傳動(dòng)概述1.組成主動(dòng)帶輪1從動(dòng)帶輪2傳動(dòng)帶32.工作原理工作時(shí)，靠帶和帶輪間的摩擦或嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。帶傳動(dòng)示意圖1－主動(dòng)帶輪2－從動(dòng)帶輪3－傳動(dòng)帶一、帶傳動(dòng)的類型

根工作原理的不同，帶傳動(dòng)分為摩擦型帶傳動(dòng)和嚙合型帶傳動(dòng)。按照帶的截面形狀，摩擦型帶傳動(dòng)分為平帶、V帶、圓帶和多楔帶等。嚙合型帶傳動(dòng)為同步帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)的類型a)平帶b)V帶c)圓帶d)多楔帶e)同步帶二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：①適用遠(yuǎn)距離傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，改變帶的長度可適應(yīng)不同的中心距；②傳動(dòng)帶具有彈性，可以起到緩沖、吸振的作用，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲?。虎圻^載時(shí)，帶在帶輪上打滑，可防止其他零部件損壞，起安全保護(hù)作用；④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維護(hù)方便，成本低廉。缺點(diǎn)：①帶傳動(dòng)外廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不緊湊；②帶與帶輪間有相對(duì)滑動(dòng)，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；③傳動(dòng)效率較低，帶的壽命較短；④需要設(shè)置張緊裝置。應(yīng)用：用于傳遞功率不大（≤50kW），速度適中（v＝5～25m/s），傳動(dòng)比要求不嚴(yán)格，中心距較大的場(chǎng)合；不宜用于高溫、易燃等場(chǎng)合。在多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)中，通常將其置于高速級(jí)，可起到過載保護(hù)作用，還可減小其結(jié)構(gòu)尺寸和重量。第二節(jié)帶傳動(dòng)的工作情況分析一、受力分析1．初拉力F0

安裝帶傳動(dòng)時(shí)，必須將傳動(dòng)帶張緊在帶輪上。當(dāng)帶傳動(dòng)靜止時(shí)，帶上各處所受拉力均相同，此拉力稱為初拉力，用F0表示。2．有效拉力Fe、緊邊拉力F1

和松邊拉力F2

當(dāng)傳遞載荷時(shí)，在帶和帶輪間產(chǎn)生摩擦力，使帶兩邊的拉力發(fā)生變化。

進(jìn)入主動(dòng)輪一邊的帶被進(jìn)一步拉緊，拉力由F0增大到F1,稱為緊邊。

進(jìn)入從動(dòng)輪的一邊，相應(yīng)被放松，拉力由F0減小到F2,稱為松邊。緊松邊的拉力差值稱為有效拉力Fe,即帶傳遞的圓周力。其值等于帶與帶輪間的摩擦力總和Ff。3．歐拉公式

帶傳動(dòng)是摩擦傳動(dòng)，當(dāng)初拉力F0一定時(shí)，摩擦力的極限值就一定。當(dāng)Fe>Fflim時(shí)，帶傳動(dòng)打滑，使磨損加劇、效率降低、傳動(dòng)失效。

當(dāng)帶傳動(dòng)出現(xiàn)打滑趨勢(shì)時(shí)，摩擦力達(dá)到最大值。根據(jù)理論力學(xué)可推導(dǎo)出此時(shí)帶緊、松邊拉力的關(guān)系式。歐拉公式：e=2.718(自然對(duì)數(shù)的底)f—摩擦因數(shù)α—小帶輪包角(red)

歐拉公式表示帶傳動(dòng)處于打滑臨界狀態(tài)時(shí)帶松、緊兩邊拉力的關(guān)系。是柔韌體摩擦計(jì)算的理論基礎(chǔ)。平帶：V帶：

—當(dāng)量摩擦因數(shù)4．帶所能傳遞的最大有效拉力

設(shè)帶工作時(shí)帶的總長不變，則其松、緊邊拉力的增、減量相等。即：F1-F0=F0-F2F1+F2=2F0聯(lián)解：F1-F2=FeF1+F2=2F0得：F1=F0+Fe/2F2=F0-Fe/2代入歐拉公式：N

最大有效拉力Fec與初拉力F0成正比，并隨摩擦因數(shù)f及小輪包角α的增大而增大。

二、應(yīng)力分析1.由工作拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊：松邊：2．離心拉應(yīng)力q—每米帶長的質(zhì)量

kg/mm/s帶工作時(shí)的應(yīng)力分布情況3．彎曲應(yīng)力

E—帶的彈性摸量

dd—帶輪基準(zhǔn)直徑

h—帶的高度

帶在工作過程中，各點(diǎn)的應(yīng)力大小是不同的，最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊進(jìn)入小帶輪處（圖中A點(diǎn)）。最大應(yīng)力：三、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑1．彈性滑動(dòng)

帶的緊邊拉力F1大于松邊拉力F2，帶繞過主動(dòng)帶輪時(shí)拉力由F1逐漸減小到F2

，彈性變形逐漸減小，帶速滯后于主動(dòng)輪；帶繞過從動(dòng)帶輪時(shí)拉力由F2逐漸增大到F1，彈性變形逐漸加大，帶速超前于從動(dòng)輪。致使帶繞過帶輪時(shí)在其結(jié)合面間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。（1）彈性滑動(dòng)產(chǎn)生的原因a.帶是彈性體。b.松、緊邊存在拉力差。（2）彈性滑動(dòng)的發(fā)生過程

這種由帶的彈性變形引起的滑動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)，是帶傳動(dòng)的固有現(xiàn)象，是不可避免的。（3）彈性滑動(dòng)對(duì)帶傳動(dòng)的影響

彈性滑動(dòng)造成從動(dòng)輪丟轉(zhuǎn)，使傳動(dòng)比不恒定，故帶傳動(dòng)不能用于精密傳動(dòng)。2．打滑

隨著工作載荷的增大，有效拉力Fe相應(yīng)增大。當(dāng)有效拉力Fe達(dá)到或超過帶與小帶輪之間摩擦力總和的極限值時(shí)，帶將在帶輪的整個(gè)接觸弧上發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。

打滑使帶的磨損加劇，使從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速急劇降低甚至停止轉(zhuǎn)動(dòng)，致使傳動(dòng)失效。

打滑是由于過載引起的，是可以避免的。第三節(jié)V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)一、V帶的類型和結(jié)構(gòu)V帶類型(普通V帶、窄V帶除外)a)寬V帶b)接頭V帶c)接頭V帶d)聯(lián)組V帶e)齒形V帶f)大楔角V帶V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、接頭V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶、大楔角V帶等類型，普通V帶應(yīng)用最廣，近年來窄V帶應(yīng)用趨于廣泛。2．V帶

V帶截面為等腰梯形，兩側(cè)面為工作面，工作面間的摩擦為楔面摩擦，承載能力較高，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于工業(yè)機(jī)械設(shè)備中，以減小設(shè)備占地面積。

V帶制成無接頭環(huán)形，有各種標(biāo)準(zhǔn)長度供選用。（1）普通V帶

普通V帶按截面尺寸大小分為Y、A、B、C、D、E七種型號(hào)，由YE截面尺寸逐漸增大，承載能力相應(yīng)提高。普通V帶的結(jié)構(gòu)a)

簾布芯結(jié)構(gòu)b)繩芯結(jié)構(gòu)

當(dāng)V帶彎曲時(shí)，頂膠伸長，底膠縮短，只有在兩者之間的中性層長度保持不變，稱其為節(jié)面，節(jié)面寬度稱為節(jié)寬bp（見表8-1），帶彎曲時(shí)，節(jié)寬保持不變。帶的節(jié)面（線）長度稱為帶的基準(zhǔn)長度，即帶的公稱長度，以Ld表示，其長度系列和帶長系數(shù)KL見表8-2。在V帶輪上，與相配用V帶的節(jié)寬

bp相對(duì)應(yīng)的直徑稱為基準(zhǔn)直徑dd，見表8-6。1）窄V帶

窄V帶采用合成纖維繩作抗拉體，與普通V帶相比，當(dāng)高度相同時(shí)，其寬度約縮小1/3，而承載能力可提高1.5~2.5倍，適用于傳遞動(dòng)力大而又要求傳動(dòng)裝置緊湊的場(chǎng)合。

窄V帶按截面大小分SPZ、SPA、SPB、SPC四種。窄V帶的結(jié)構(gòu)（3）V帶的其它類型2）多楔帶

多楔帶兼有V帶承載能力高及平帶撓性好的優(yōu)點(diǎn)，宜用于要求帶的根數(shù)較多、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞功率較大的場(chǎng)合。3）圓帶

截面為圓形，適用于小功率的機(jī)械和儀器的傳動(dòng)。如；縫紉機(jī)、錄音機(jī)等。4）同步帶

同步帶傳動(dòng)是通過帶齒的環(huán)形帶與帶輪輪齒嚙合進(jìn)行傳動(dòng)，帶與帶輪間無相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，帶的柔性好，能緩沖、吸振。

同步帶傳動(dòng)用于要求傳動(dòng)比準(zhǔn)確的中、小功率傳動(dòng)。如：放映機(jī)、錄音機(jī)、磨床和紡織機(jī)械等。V=30~50m/s,i10η=0.98二、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根V帶的基本額定功率

設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。

3．單根V帶的許用功率：

最大有效拉力：保證帶傳動(dòng)不打滑的條件：Fe≤Fflim保證帶具有一定的疲勞強(qiáng)度的條件：或單根V帶所能傳遞的功率為單根普通V帶在載荷平穩(wěn)、包角α＝180°（i＝1）、特定帶長等特定條件下的基本額定功率P0值，如表8-3所示。

ΔP0

為考慮i

≠1時(shí)基本額定功率P0

的增量，ΔP0

值可根據(jù)傳動(dòng)比i由表8-4中查得。三、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及參數(shù)選擇

原始數(shù)據(jù)：

傳動(dòng)的用途，載荷的性質(zhì)，傳遞的功率P，帶輪的轉(zhuǎn)速n1，傳動(dòng)比i，傳動(dòng)的位置要求以及外廓尺寸要求等。

設(shè)計(jì)內(nèi)容：

①確定V帶的型號(hào)，基準(zhǔn)長度Ld，根數(shù)z；

②確定帶輪的材料、基淮直徑dd1、dd2以及結(jié)構(gòu)尺寸；

③計(jì)算傳動(dòng)中心距a，傳動(dòng)的初拉力F0及V帶對(duì)軸的壓力FQ；

④確定張緊裝置等。設(shè)計(jì)步驟：

1．確定計(jì)算功率PcPc=KAPkwP—傳遞的功率KA—工作情況系數(shù)P92表8-7

2．選擇帶的型號(hào)

普通V帶型號(hào)根據(jù)帶傳動(dòng)的計(jì)算功率PC和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，由圖8-8選取，當(dāng)選擇的坐標(biāo)點(diǎn)（PC、n1）位于圖中兩種型號(hào)分界線附近時(shí)，可按兩種型號(hào)分別計(jì)算，最后比較兩種方案的設(shè)計(jì)結(jié)果，擇優(yōu)選用。普通V帶選型圖3．確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2

（1）選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1

小帶輪基準(zhǔn)直徑越小,帶傳動(dòng)越緊湊,但彎曲應(yīng)力越大,導(dǎo)致帶疲勞強(qiáng)度下降。dd1≥ddmin按表8-6選取V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑。（2）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2

dd1、dd2應(yīng)盡量按表8-6帶輪的基準(zhǔn)直徑系列圓整，圓整后應(yīng)保證傳動(dòng)比誤差控制在±5％的允許范圍內(nèi)。

4．驗(yàn)算帶速vm/s

一般v=5~25m/s為宜

v=10~20m/s最佳。

帶速v過大，則因離心力加大，使帶與帶輪間的壓力減小，傳動(dòng)能力下降；帶速過小，在傳遞相同功率時(shí)，則要求有效拉力Fe過大，所需帶的根數(shù)較多，載荷分布不均勻。分析：5．確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld

中心距過大，則結(jié)構(gòu)尺寸大，易引起帶的顫動(dòng)；中心距過小，在單位時(shí)間內(nèi)帶的繞轉(zhuǎn)次數(shù)會(huì)增加，導(dǎo)致帶的疲勞壽命和傳動(dòng)能力降低。

（1）初定中心距a0（2）初步計(jì)算的帶基準(zhǔn)長度

由表8-2選取相近的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長度Ld。（3）實(shí)際中心距α

考慮到安裝、調(diào)整和補(bǔ)償張緊的需要，實(shí)際中心距允許有一定變動(dòng)范圍

6．驗(yàn)算小帶輪包角α1

僅傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)，允許到α1＞90°。否則應(yīng)加大中心距或減小傳動(dòng)比，或者加裝張緊輪。

7．確定帶的根數(shù)zKα：小帶輪包角系數(shù)，見表8-7KL：帶長系數(shù)，見表8-2。計(jì)算結(jié)果應(yīng)圓整。為使各根帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過多，一般z＜10，當(dāng)z過大時(shí)，應(yīng)改選帶的型號(hào)或加大帶輪基準(zhǔn)直徑，重新計(jì)算。8．確定帶的初拉力F0

保持適當(dāng)?shù)某趵κ菐鲃?dòng)正常工作的必要條件，初拉力F0過小，傳動(dòng)能力減小，易出現(xiàn)打滑；F0過大，則帶的壽命低，對(duì)軸及軸承的壓力大。

初拉力F0的測(cè)量方法：在V帶與兩輪切點(diǎn)的跨度中點(diǎn)M處，對(duì)單根V帶施加一垂直于帶邊的力F，使帶沿跨距每100mm所產(chǎn)生的撓度y=1.6mm，按y＝1.6a/100確定。9．計(jì)算壓軸力FQ

計(jì)算V帶對(duì)軸的壓力FQ，是為設(shè)計(jì)軸和軸承，做準(zhǔn)備。帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力

第四節(jié)V帶輪設(shè)計(jì)1．V帶輪的材料

常用材料為鑄鐵HT150或HT200，轉(zhuǎn)速較高時(shí)可用鋼制帶輪，小功率時(shí)可用鋁合金或工程塑料。2．V帶輪的結(jié)構(gòu)

V帶輪由輪緣、輪幅、輪轂三部分組成。輪緣是安裝帶的部分，輪轂是與軸配合的部分，輪幅是連接輪緣和輪轂的部分。

結(jié)構(gòu)型式可根據(jù)帶輪基準(zhǔn)直徑的大小決定。

基準(zhǔn)直徑dd

≤（2.5～3）d（d為軸的直徑）時(shí)，可采用實(shí)心式；dd≤300mm時(shí)，可采用腹板式或孔板式；dd＞300mm時(shí)，應(yīng)采用輪幅式。實(shí)心式腹板式孔板式輪幅式dd≤(2.5~3)ddd≤300mmD1-d1≥100dd>350mm第五節(jié)帶傳動(dòng)的張緊、使用和維護(hù)一、帶傳動(dòng)的張緊滑道式

擺架式

為了使帶與帶輪間產(chǎn)生壓力，帶在安裝時(shí)必須張緊在帶輪上，帶傳動(dòng)常用的張緊裝置有：（1）定期張緊裝置（2）自動(dòng)張緊裝置張緊輪自動(dòng)張緊裝置（3）張緊輪裝置二、帶傳動(dòng)的使用和維護(hù)1.安裝時(shí)，應(yīng)使兩輪軸線平行，兩輪輪槽處于同一平面內(nèi)，避免帶發(fā)生扭曲使側(cè)面過度磨損。2.使帶在帶輪輪槽中處于正確位置。

錯(cuò)誤錯(cuò)誤正確V帶輪軸線安裝情況V帶在輪槽中的位置a)正確b)、c)錯(cuò)誤3.使用多根V帶時(shí)應(yīng)精心挑選，避免帶長誤差過大，使各根帶受力不均。4.帶傳動(dòng)應(yīng)設(shè)防護(hù)罩。5.應(yīng)保持帶的清潔，避免與油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以防變質(zhì)。也不宜在陽光下曝曬。思考題：1.為什么帶傳動(dòng)應(yīng)布置在傳動(dòng)的高速級(jí)？2.為什么V帶論的輪槽角小于V帶的楔角？

3.試分析F0、i、dd1、v、a、α1各參數(shù)對(duì)帶傳動(dòng)的影響。第六節(jié)

其它帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介一、同步帶

同步帶的齒面與帶輪的齒槽作嚙合傳動(dòng)，主、從動(dòng)輪間能作無滑差的同步傳動(dòng)。

特點(diǎn)：傳動(dòng)比準(zhǔn)確，對(duì)軸作用力小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油、耐磨損，抗老化性能好，傳動(dòng)效率達(dá)

99.5％

，傳遞功率從幾W到數(shù)百kW，傳動(dòng)比可達(dá)10，線速度可達(dá)40m/s以上。

帶速v＞30m/s或高速軸轉(zhuǎn)速n1=10000～50000r/min，的平帶傳動(dòng)屬于高速平帶傳動(dòng)；帶速v≥100m/s的平帶傳動(dòng)為超高速平帶傳動(dòng)。二、高速平帶傳動(dòng)

特點(diǎn)：

（1）帶速高，最高線速度可達(dá)80m/s，傳動(dòng)比大。

（2）帶體薄、輕、軟，具有優(yōu)異的耐彎曲性能。

（3）強(qiáng)度高、伸長小，摩擦因數(shù)大，不易打滑，傳動(dòng)效率可達(dá)80％以上。

（4）應(yīng)用范圍廣，既能很好地用于小功率傳動(dòng)（如掃描儀），又能用于大功率傳動(dòng)（如大型鋼板冷軋機(jī)）。

（5）中心距較小，通常不使用張緊輪，中心距可調(diào)節(jié)。

定期張緊時(shí)，i可達(dá)4；自動(dòng)張緊時(shí)，i可達(dá)6；采用張緊裝置時(shí)，i可達(dá)8。小帶輪直徑一般取d＝20～40mm。

高速平帶采用質(zhì)量輕、薄而均勻、撓曲性好的環(huán)形帶，常用的有涂膠編織平帶（圖a）、尼龍片基平帶（圖b）和聚氨脂高速平帶（圖c）三種。高速平帶輪要求重量輕、質(zhì)量均勻、有足夠的強(qiáng)度、運(yùn)行阻力小。帶輪應(yīng)進(jìn)行精加工，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行動(dòng)平衡。帶輪材料常用鋁合金或45鋼制造。大小帶輪輪緣表面應(yīng)有凸弧，防止掉帶。輪緣表面還要加工出環(huán)形槽，槽間距為5~10mm，防止平帶與輪緣表面間形成空氣層，降低摩擦因數(shù)，影響正常傳動(dòng)。三、窄V帶傳動(dòng)

窄V帶采用合成纖維繩作抗拉體，與普通V帶相比，優(yōu)點(diǎn)為：（1）帶速相同時(shí)，傳動(dòng)能力可提高50％～150％；（2）傳遞相同的功率時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸可減少50％；（3）帶的極限速度可達(dá)40～45m／s；（4）帶的傳動(dòng)效率可達(dá)90％～97％，并且使用壽命長。窄V帶在在中型和重型設(shè)備上，有明顯取代普通V帶的趨勢(shì)。我國已將窄V帶標(biāo)準(zhǔn)化。四、多楔帶五、圓帶

截面為圓形，適用于小功率的機(jī)械和儀器的傳動(dòng)。如：縫紉機(jī)、錄音機(jī)等。（1）帶為整體，可消除傳動(dòng)時(shí)多根帶長短不一的現(xiàn)象，充分發(fā)揮帶的傳動(dòng)能力；（2）傳遞功率大，結(jié)構(gòu)緊湊，適應(yīng)帶輪直徑小的傳動(dòng)；（3）適應(yīng)高速傳動(dòng)，帶速可達(dá)40m/s，振動(dòng)小，伸長小，膠帶載荷分布均勻。聚氨脂多楔帶傳動(dòng)兼有普通V帶傳動(dòng)緊湊、高效率和普通平帶傳動(dòng)柔軟、韌性好等優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)為：鏈傳動(dòng)第七節(jié)

鏈傳動(dòng)概述1.鏈傳動(dòng)的組成

2.鏈傳動(dòng)的工作原理

組成：主動(dòng)鏈輪1、鏈條2、從動(dòng)鏈輪3，鏈條為中間撓性件。工作時(shí)，靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。一、鏈傳動(dòng)的類型1．按用途分（1）傳動(dòng)鏈：用于一般機(jī)械中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。（2）起重鏈：用于起重機(jī)械起吊重物。（3）輸送鏈：用于輸送機(jī)械中曳引、輸送。如汽車裝配線、噴漆線等。2．傳動(dòng)鏈分為（1）短節(jié)距精密套筒鏈（簡(jiǎn)稱套筒鏈）（2）短節(jié)距精密滾子鏈（簡(jiǎn)稱滾子鏈）（3）成型鏈滾子鏈的產(chǎn)量最多，應(yīng)用最廣。二、鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.優(yōu)點(diǎn)（1）與帶傳動(dòng)比較

鏈傳動(dòng)沒有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高，對(duì)軸的壓力較小，傳遞功率大，過載能力強(qiáng)，能在低速、重載下較好地工作，能適應(yīng)惡劣環(huán)境。（2）與齒輪傳動(dòng)比較

鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)較大距離的傳動(dòng)。

瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比都是變化的，工作中有沖擊和噪聲，傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，不宜用于載荷變化大和轉(zhuǎn)動(dòng)方向頻繁改變的傳動(dòng)，并且只能用于平行軸間的傳動(dòng)。2.缺點(diǎn)3.應(yīng)用

鏈傳動(dòng)廣泛用于中心距較大，要求平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確的傳動(dòng)；環(huán)境惡劣的開式傳動(dòng)；低速重載傳動(dòng)和潤滑良好的高速傳動(dòng)中。

鏈傳動(dòng)傳遞的功率P＜100kW，鏈速υ≤15m/s，傳動(dòng)比

i≤8，傳動(dòng)中心距

a≤5～6m，傳動(dòng)效率

η＝0.95～0.98。三、滾子鏈1．滾子鏈的結(jié)構(gòu)

滾子鏈的結(jié)構(gòu)1－外鏈板2－內(nèi)鏈板3－銷軸4－套筒5－滾子1—外鏈板2—內(nèi)鏈板3—銷軸4—套筒5—滾子結(jié)構(gòu)：五部分

為減輕重量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性，鏈板一般做成∞字形，使其各截面接近等強(qiáng)度。2．滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)記

滾子鏈?zhǔn)菢?biāo)準(zhǔn)件，滾子鏈的基本參數(shù)是鏈節(jié)距p，即鏈條上相鄰兩銷軸中心的距離。鏈節(jié)距p越大，鏈的各部分尺寸越大，鏈傳遞的功率也越大。p=鏈號(hào)×25.4/16mm例如：10A鏈p=10×25.6/16=15.875mm

滾子鏈分A、B、H三個(gè)系列，A系列用于設(shè)計(jì)，B系列僅用于維修，H系列為重型系列。

滾子鏈的標(biāo)記：10A—1×80GB/T1243─2006

A系列滾子鏈、節(jié)距p=15.875mm、單列鏈、鏈長80節(jié)、國標(biāo)代號(hào)GB/T1243─2006。3．接頭形式鏈條的接頭形式與鏈條的節(jié)數(shù)相關(guān)。（1）偶數(shù)鏈開口銷：用于大節(jié)距鏈條的連接。彈簧夾：用于小節(jié)距鏈條的連接。（2）奇數(shù)鏈奇數(shù)鏈用過渡鏈節(jié)連接。

鏈條工作時(shí)，過渡鏈節(jié)除受拉力外，還受附加彎矩作用，其強(qiáng)度較差，僅為普通鏈節(jié)的80%，應(yīng)盡量避免使用。4．排數(shù)

滾子鏈分為單排鏈和多排鏈。多排鏈?zhǔn)菍瘟墟湶⒘?、由長銷軸連接而成。多排鏈的承載能力和排數(shù)成正比，但排數(shù)越多，各排受力不均勻的現(xiàn)象就越明顯，因此，一般排數(shù)不超過3排和4排。四、齒形鏈

齒形鏈由多個(gè)齒形鏈板鉸接而成，鏈板兩側(cè)齒形為直線，兩工作側(cè)面夾角為600或700，工作平穩(wěn)、無噪聲，也稱無聲鏈。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

為防止脫鏈，在齒鏈上設(shè)有導(dǎo)板。

內(nèi)導(dǎo)板：在鏈輪上開有導(dǎo)向槽，定位精確、導(dǎo)向性好、工作可靠。當(dāng)鏈輪寬度b>25~30mm時(shí)，建議用內(nèi)導(dǎo)板。

外導(dǎo)板：鏈輪上不需開導(dǎo)向槽，導(dǎo)向性能稍差，鏈輪寬度較小時(shí)，多采用外導(dǎo)板。

齒形鏈適用于大傳動(dòng)比、中心距較小的場(chǎng)合，多用于高速，對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求較高的傳動(dòng)。但重量大、成本高。齒形鏈第八節(jié)

鏈傳動(dòng)的工作情況分析一、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析鏈速：平均傳動(dòng)比：二、運(yùn)動(dòng)的不均勻性

對(duì)于鏈傳動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)鏈輪以等角速度ω1運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪的角速度ω2不為常數(shù)，即鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比都是在一定范圍內(nèi)變化的。1．運(yùn)動(dòng)分析

設(shè)鏈條緊邊在上，且運(yùn)動(dòng)中始終處于水平位置。圖中A為鏈條銷軸中心的任意工作位置。鏈條的水平分速度：β為A點(diǎn)的圓周速度與水平線的夾角。

一個(gè)鏈節(jié)從進(jìn)入嚙合到退出嚙合的過程中，β角的大小隨鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化，其變化范圍為。鏈傳動(dòng)的速度分析

顯然，β角的變化范圍與鏈輪齒數(shù)有關(guān)，每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，vx就周期性的變化一次，所以鏈條工作時(shí)鏈速是波動(dòng)的。

鏈條在垂直方向的分速度：v1y也呈周期性變化，使鏈條工作時(shí)發(fā)生上下振動(dòng)。

由于鏈速vx的周期性變化，導(dǎo)致從動(dòng)鏈輪的角速度ω2也作周期性變化。

在從動(dòng)鏈輪上：瞬時(shí)傳動(dòng)比：由于角β和角γ都隨鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化，雖然ω1為定值，ω2卻隨時(shí)是變化的，鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比

也隨時(shí)變化。致使鏈傳動(dòng)不可避免地產(chǎn)生振動(dòng)和動(dòng)載荷。

上述現(xiàn)象是由于鏈條是以多邊形形式繞在鏈輪上造成的，故稱為鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)。2．減小多邊形效應(yīng)的措施（1）采用小節(jié)距的鏈條（2）增加小鏈輪的齒數(shù)（3）限制鏈速三、鏈傳動(dòng)的受力分析

作用在鏈上的力主要有：由鏈傳動(dòng)傳遞的工作拉力F、離心拉力F

c和懸垂拉力Fy。1．工作拉力作用在鏈上的力2．離心拉力3．懸垂拉力緊邊拉力：松邊拉力：壓軸力：水平布置時(shí)取較大值。四、鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷

鏈傳動(dòng)工作時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)的不均勻性，將產(chǎn)生動(dòng)載荷，引起振動(dòng)、沖擊和噪聲，影響鏈傳動(dòng)的性能和使用壽命。

動(dòng)載荷產(chǎn)生的原因：

（1）鏈速和從動(dòng)輪角速度的周期性變化產(chǎn)生的加速度，引起附加動(dòng)載荷。鏈輪轉(zhuǎn)速越高，鏈節(jié)距越大，鏈輪齒數(shù)越少，動(dòng)載荷越大。

（2）鏈條垂直分速度周期性變化產(chǎn)生垂直加速度，使鏈條產(chǎn)生振動(dòng)。

（3）鏈節(jié)進(jìn)入鏈輪，鏈節(jié)和輪齒以一定相對(duì)速度嚙合，使鏈節(jié)和輪齒受到?jīng)_擊，并產(chǎn)生附加的沖擊載荷。

（4）若鏈條有較大的松邊垂度，在起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、載荷變化的情況下，將產(chǎn)生慣性沖擊，使鏈傳動(dòng)產(chǎn)生較大的沖擊載荷。

第九節(jié)滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

一、鏈傳動(dòng)的失效形式

鏈輪輪齒的磨損或塑性變形將導(dǎo)致鏈傳動(dòng)失效，但鏈輪的強(qiáng)度高于鏈條，其壽命約是鏈條的兩倍。故設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)主要考慮鏈條的失效。

1．鏈板疲勞破壞

鏈條工作時(shí)，鏈板在變應(yīng)力作用下，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)后，可能發(fā)生疲勞破壞。在正常潤滑的條件下，鏈板的疲勞強(qiáng)度是決定鏈傳動(dòng)能力的主要因素。2．鏈條鉸鏈磨損

鏈條工作時(shí)，銷軸和套筒間存在相對(duì)滑動(dòng)，產(chǎn)生摩擦磨損，使鏈節(jié)變長。鏈節(jié)伸長后，在與鏈輪嚙合時(shí)，接觸點(diǎn)將移向輪齒齒頂，引起跳齒和脫鏈，致使傳動(dòng)失效。鉸鏈磨損是開式或潤滑不良的鏈傳動(dòng)的主要失效形式。3．滾子、套筒的沖擊疲勞破壞

鏈條進(jìn)入鏈輪的瞬間會(huì)產(chǎn)生沖擊，速度越高，沖擊越大。反復(fù)啟動(dòng)、制動(dòng)的鏈傳動(dòng)也會(huì)有沖擊。經(jīng)受多次沖擊后，滾子、套筒可能發(fā)生沖擊疲勞破壞，致使鏈傳動(dòng)失效。

4．套筒與銷軸的膠合

潤滑不良或鏈輪轉(zhuǎn)速過高時(shí)，可能造成銷軸和套筒間的潤滑油膜被破壞導(dǎo)致膠合。膠合限制了鏈傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速。

5．鏈條過載拉斷

低速重載或嚴(yán)重過載時(shí)，鏈條所受載荷超過鏈條靜強(qiáng)度時(shí)鏈條會(huì)被拉斷。當(dāng)鏈速v≤0.6m/s時(shí)，應(yīng)對(duì)鏈條作靜強(qiáng)度計(jì)算。二、滾子鏈的功率曲線1．額定功率曲線

實(shí)際使用的功率應(yīng)在各極限功率曲線范圍以內(nèi)，見圖中的修正功率曲線5所限定的范圍。當(dāng)潤滑不良、工況惡劣時(shí)，磨損將很嚴(yán)重，修正功率將大幅度下降，見圖中虛線6。滾子鏈的極限功率曲線1－潤滑良好時(shí)由磨損失效限定

2－由鏈板疲勞強(qiáng)度限定

3－由滾子、套筒沖擊疲勞強(qiáng)度限定4－由銷軸和套筒膠合限定

5―修正功率曲線

6―潤滑惡劣時(shí)由磨損失效限定二、修正功率曲線

上圖為在規(guī)定試驗(yàn)條件下得到的10種型號(hào)A系列滾子鏈的修正功率曲線。表明按推薦的潤滑方式潤滑時(shí)，鏈條所能傳遞的功率P0、小鏈輪的轉(zhuǎn)速n1及鏈號(hào)三者間的關(guān)系。

注1：雙排鏈的修正功率可以用單排鏈的Pc值乘以1.7計(jì)算得到。注2：三排鏈的修正功率可以用單排鏈的Pc值乘以2.5計(jì)算得到。規(guī)定實(shí)驗(yàn)條件：1.安裝在水平平行軸上，鏈輪正確對(duì)中，鏈條正確調(diào)整。2.Z1=194.傳動(dòng)比i=35.預(yù)期使用壽命15000h8.按推薦的方式潤滑7.運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無過載、振動(dòng)或頻繁起動(dòng)現(xiàn)象

推薦的潤滑方式1-人工定期潤滑2-滴油潤滑3-油浴或飛濺潤滑4-強(qiáng)制潤滑3.鏈節(jié)數(shù)Lp=120，無過渡鏈節(jié)6.工作溫度-5～+70°C之間根據(jù)修正功率Pc及小鏈輪轉(zhuǎn)速n1由圖8-30中查出所需的A系列單排滾子鏈的鏈號(hào)。修正功率為f1—應(yīng)用系數(shù)，表8-11；

f2—小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，由圖8-32查得。三、滾子鏈傳動(dòng)主要參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算原始數(shù)據(jù)：

傳遞功率P、主、從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比i）、原動(dòng)機(jī)的種類、載荷性質(zhì)和工作條件等。

設(shè)計(jì)步驟：

1．鏈輪的齒數(shù)和傳動(dòng)比

鏈輪齒數(shù)的多少不但對(duì)傳動(dòng)尺寸有影響，而且對(duì)鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性和使用壽命有很大影響。設(shè)計(jì)內(nèi)容：

確定鏈輪齒數(shù)z1、z2、鏈號(hào)、鏈節(jié)數(shù)Lp、排數(shù)m、傳動(dòng)中心距a和鏈輪的結(jié)構(gòu)尺寸等。齒數(shù)大鏈輪的齒數(shù)z2：z2=iz1z2≤120

由于鏈節(jié)數(shù)常為偶數(shù)，為使磨損均勻，鏈輪齒數(shù)一般取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)，優(yōu)先選用17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。

傳動(dòng)比過大，導(dǎo)致鏈條在小鏈輪上的包角過小，小鏈輪嚙合齒數(shù)過少，容易出現(xiàn)跳齒或加速輪齒的磨損。通常限制鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比

i≤7，推薦傳動(dòng)比

i＝2~4。為防止脫鏈：應(yīng)取z2≤120

小鏈輪的齒數(shù)z1≥17，根據(jù)鏈速由表8-12選取。鏈速v/（m/s）0.6～33～8＞8z1≥17≥21≥25傳動(dòng)比2．鏈節(jié)距和排數(shù)

鏈節(jié)距p是鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)，它反映了鏈條和鏈輪各部分尺寸大小。節(jié)距越大，承載能力越高，但鏈條和鏈輪的尺寸會(huì)增大，傳動(dòng)的不均勻性、動(dòng)載荷、沖擊和噪聲也都越嚴(yán)重。因此，在滿足傳遞功率的前提下，盡量選擇較小的鏈節(jié)距。

從經(jīng)濟(jì)上考慮，當(dāng)中心距小、速度高、功率和傳動(dòng)比大時(shí)，宜選擇小節(jié)距多排鏈；當(dāng)中心距大，傳動(dòng)比小時(shí)，宜選取大節(jié)距單排鏈。鏈節(jié)距排數(shù)3．中心距和鏈節(jié)數(shù)初選中心距a0

中心距的大小對(duì)鏈傳動(dòng)性能影響很大。中心距小，鏈條在小鏈輪上的包角變小，嚙合的齒數(shù)減少，易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象。中心距太大，鏈的垂度過大，傳動(dòng)時(shí)造成松邊顫動(dòng)。中心距

有張緊裝置時(shí)，中心距a0max可大于80p；對(duì)中心距不能調(diào)整的傳動(dòng)，a0max=30p。鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)表示。Lp應(yīng)圓整為相近的整數(shù)，且最好為偶數(shù)。實(shí)際中心距a

為便于鏈的安裝和保證合適的松邊下垂量，實(shí)際中心距可比理論中心距減少（0.003～0.004）a；中心距不可調(diào)時(shí)，可減少（0.002～0.003）a。4．驗(yàn)算鏈速驗(yàn)證v與確定z1時(shí)初估的鏈速是否相