機(jī)械基礎(chǔ) 課件 項(xiàng)目五 帶傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)

項(xiàng)目五帶傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)學(xué)習(xí)導(dǎo)航知識(shí)目標(biāo)：能力目標(biāo)：了解帶傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型及應(yīng)用。掌握帶傳動(dòng)的受力分析和應(yīng)力分析的方法。掌握帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比的概念及計(jì)算方法。熟悉V帶結(jié)構(gòu)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及V帶輪的常用材料和結(jié)構(gòu)。掌握帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)方法。熟悉帶傳動(dòng)的張緊和安裝方法。了解鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用。學(xué)會(huì)分析帶傳動(dòng)的受力情況。學(xué)會(huì)分析帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。能夠依據(jù)手冊(cè)設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)，合理選擇帶的型號(hào)。項(xiàng)目五帶傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)任務(wù)一帶傳動(dòng)概述任務(wù)二V帶和V帶輪任務(wù)三V帶傳動(dòng)的工作能力分析任務(wù)四V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)任務(wù)五帶傳動(dòng)的使用與維護(hù)任務(wù)六同步帶傳動(dòng)任務(wù)七鏈傳動(dòng)任務(wù)一帶傳動(dòng)概述學(xué)習(xí)要點(diǎn)認(rèn)識(shí)帶的類型及傳動(dòng)特點(diǎn)。帶傳動(dòng)是由主動(dòng)輪1、從動(dòng)輪2及傳動(dòng)帶3組成。帶是撓性件，張緊在兩輪上，通過它將主動(dòng)輪1的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給從動(dòng)輪2。帶傳動(dòng)

任務(wù)一帶傳動(dòng)概述6.1.1帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用6.1.2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)認(rèn)識(shí)帶的類型及傳動(dòng)特點(diǎn)。5.1.1帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用截面形狀為矩形，其工作面為內(nèi)表面。常用的平帶為橡膠帆布帶。平帶傳動(dòng)多用于高速和中心距較大的場(chǎng)合。平帶傳動(dòng)1摩擦帶傳動(dòng)的類型5.1.1帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用截面形狀為等腰梯形，其工作面為兩側(cè)面，V帶與平帶相比，當(dāng)量摩擦系數(shù)大，能傳遞較大的功率，且結(jié)構(gòu)緊湊，在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣。V帶傳動(dòng)2摩擦帶傳動(dòng)的類型5.1.1帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動(dòng)帶。多楔帶能傳遞的功率更大，且能避免多根V帶長(zhǎng)度不等而產(chǎn)生的傳力不均的缺點(diǎn)。故適用于傳遞功率較大且要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。多楔帶傳動(dòng)3摩擦帶傳動(dòng)的類型5.1.1帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用圓帶的橫截面為圓形，如圖所示。常用于小功率傳動(dòng)，如儀表、縫紉機(jī)、牙科醫(yī)療器械等。圓形帶4摩擦帶傳動(dòng)的類型5.1.2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)

(1)彈性帶可緩沖吸振，故傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。

(2)過載時(shí)，帶會(huì)在帶輪上打滑，從而起到保護(hù)其他傳動(dòng)件免受損壞的作用。

(3)帶傳動(dòng)的中心距較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)較方便，且成本低廉。

(4)由于帶與帶輪之間存在彈性滑動(dòng)，導(dǎo)致速度損失，傳動(dòng)比不穩(wěn)定，且傳動(dòng)效率較低。

(5)帶為非金屬元件，故不宜用在酸、堿等惡劣工作環(huán)境下。任務(wù)二V帶與V帶輪5.2.1普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)5.2.2普通V帶輪的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)要點(diǎn)掌握V帶的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及V帶輪的常用材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。5.2.1普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)普通V帶的橫截面結(jié)構(gòu)由抗拉體頂膠底膠以及包布層4組成。普通V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，按截面尺寸從小到大可分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)普通V帶的橫截面結(jié)構(gòu)5.2.2普通V帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪材料1普通V帶輪最常用的材料是灰鑄鐵。當(dāng)帶的速度v≤25m/s時(shí)，可用HT150;當(dāng)帶速v=25～30m/s時(shí)，可用HT200；當(dāng)v>35m/s時(shí)，可用鑄鋼制造。傳遞功率較小時(shí)，可用鑄鋁或工程塑料。帶輪的結(jié)構(gòu)2實(shí)心帶輪腹板帶輪孔板帶輪輪輻帶輪5.2.2普通V帶輪的結(jié)構(gòu)V帶輪的典型結(jié)構(gòu)任務(wù)三V帶傳動(dòng)的工作能力分析5.3.1帶傳動(dòng)的受力分析5.3.2帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析學(xué)習(xí)要點(diǎn)掌握帶傳動(dòng)的初拉力、緊邊拉力和松邊拉力之間的相互關(guān)系以及影響帶傳動(dòng)能力的因素。掌握帶傳動(dòng)不同截面的應(yīng)力分布情況及最大應(yīng)力的發(fā)生

位置。5.3.3帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析5.3.1帶傳動(dòng)的受力分析不工作時(shí)，帶兩邊承受相等的拉力，稱為初拉力F0。工作時(shí)，由于帶和帶輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力，繞入主動(dòng)輪的一邊被拉緊，拉力由F0增大到F1，稱為緊邊;離開主動(dòng)輪的一邊被放松，拉力由F0減小為F2，稱為松邊。帶傳動(dòng)的受力分析5.3.1帶傳動(dòng)的受力分析因?yàn)閹У目傞L(zhǎng)近似不變，所以緊邊拉力的增加量F1-F0應(yīng)等于松邊拉力的減少量F0-F2。緊邊和松邊的拉力之差F稱為帶傳動(dòng)的有效圓周力。帶傳動(dòng)所傳遞的功率為：當(dāng)傳遞的有效圓周力F超過摩擦力時(shí)，帶就開始在帶輪上全面滑動(dòng)，即打滑。5.3.1帶傳動(dòng)的受力分析當(dāng)傳動(dòng)帶和帶輪間有全面滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，摩擦力就會(huì)達(dá)到最大值，即有效圓周力達(dá)到最大值。此時(shí)，緊邊拉力F1和松邊拉力F2之間的關(guān)系可用歐拉公式表示為5.3.1帶傳動(dòng)的受力分析影響帶所傳遞的圓周力的因素有:

(1)初拉力F0

F與F0成正比，初拉力F0越大，F(xiàn)就越大。但F0過大會(huì)加劇帶的磨損，致使帶過快松弛，縮短其工作壽命。

(2)摩擦系數(shù)f

f越大，摩擦力也越大，F(xiàn)就越大。V帶因用當(dāng)量摩擦系數(shù)fv取代平帶的摩擦系數(shù)f(fv>f)，所以V帶傳遞能力遠(yuǎn)高于平帶。

(3)包角α

F隨α的增大而增大。由于大帶輪的包角α2大于小帶輪的包角α1，故打滑首先發(fā)生在小帶輪上。一般要求α1，可得帶傳動(dòng)在不打滑條件下所能傳遞的最大圓周力為5.3.2帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析由緊邊拉力和松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力1緊邊拉應(yīng)力松邊拉應(yīng)力由離心力FC產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力σC2由帶彎曲變形產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σb35.3.2帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析當(dāng)帶由緊邊繞入小帶輪時(shí)所受的應(yīng)力達(dá)到最大值，其值為σmax=σ1+σC+σb1帶的疲勞強(qiáng)度條件是σmax=σ1+σC+σb1≤［σ］

帶工作時(shí)的應(yīng)力分布情況

5.3.3帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析帶的彈性滑動(dòng)使從動(dòng)輪圓周速度小于主動(dòng)輪的圓周速度，其速度的降低率稱為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率表示。傳動(dòng)比為：

任務(wù)四V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.4.1帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則5.4.2單根普通V帶傳遞的功率學(xué)習(xí)要點(diǎn)掌握V帶的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及V帶輪的常用材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。5.4.3普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算5.4.1帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則由帶傳動(dòng)的工作情況分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑和帶的疲勞損壞。因此，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為在保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。5.4.2單根普通V帶傳遞的功率實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)對(duì)查得的單根普通V帶的基本額定功率P0值加以修正，從而得出單根普通V帶在實(shí)際工作條件下所能傳遞的許用功率[P0]，其計(jì)算公式為5.4.2單根普通V帶傳遞的功率

【例】已知A型帶，小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=100mm，小帶輪轉(zhuǎn)速n1=1300r/min,查表求單根普通V帶的基本額定功率P0。查表得知：n1=1200r/min時(shí),P0=1.14kW；n1=1450r/min時(shí)，P0=1.32kW。通過觀察表中數(shù)值發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1一定時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的增大，單根普通V帶傳遞的基本額定功率P0也增大，可以近似地按線性增大的關(guān)系求出n1=1300r/min時(shí)P0的大小。設(shè)n1=1300r/min時(shí)對(duì)應(yīng)的P0值為x，則可得到如下關(guān)系式：x-1.141.32-1.141300-12001450-1200=求得結(jié)果：x=1.212kW。5.4.3普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算確定計(jì)算功率PC1選擇普通V帶的型號(hào)2確定兩帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1、dd23驗(yàn)算帶速v4確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L55.4.3普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算驗(yàn)算小帶輪包角α6計(jì)算V帶根數(shù)z7計(jì)算單根V帶的初拉力F08計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力FQ9帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10任務(wù)五帶傳動(dòng)的使用與維護(hù)5.5.1帶傳動(dòng)的緊張與調(diào)整5.5.2帶傳動(dòng)的安裝與維護(hù)學(xué)習(xí)要點(diǎn)掌握帶傳動(dòng)的張緊與調(diào)整以及張緊輪的安裝和維護(hù)方法。5.5.1帶傳動(dòng)的緊張與調(diào)整

(1)定期張緊如圖(a)所示的滑道式適用于水平的傳動(dòng)場(chǎng)合，圖(b)所示的擺架式適用于傾斜的傳動(dòng)場(chǎng)合。

(2)自動(dòng)張緊如圖(c)所示，將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在擺架上，利用電動(dòng)機(jī)的自重使帶輪隨電動(dòng)機(jī)繞固定軸擺動(dòng)，以自動(dòng)保持張緊力。調(diào)整中心距1帶傳動(dòng)的張緊裝置動(dòng)畫5.5.1帶傳動(dòng)的緊張與調(diào)整采用張緊輪2張緊輪裝置圖當(dāng)中心距不便調(diào)整時(shí)，可采用張緊輪裝置重新張緊。為使張緊輪受力小，帶的彎曲應(yīng)力應(yīng)不改變方向，從而延長(zhǎng)帶的壽命，張緊輪一般設(shè)置在松邊的內(nèi)側(cè)且靠近大輪處，如圖所示。動(dòng)畫5.5.2帶傳動(dòng)的安裝與維護(hù)正確安裝、合理使用和妥善維護(hù)，是保證V帶傳動(dòng)正常工作及延長(zhǎng)V帶壽命的有效措施。一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)安裝V帶時(shí)，應(yīng)首先縮小中心距，將V帶套人輪槽中，再按初拉力進(jìn)行張緊。同組使用的V帶應(yīng)型號(hào)相同、長(zhǎng)度相等，不同廠家生產(chǎn)的V帶或新舊V帶不能同組使用。

(2)安裝時(shí)兩輪軸線必須平行，且兩帶輪相應(yīng)的V形槽的對(duì)稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過±20’，如圖所示。否則將加劇帶的磨損，甚至使帶從帶輪上脫落。

帶輪安裝的位置

5.5.2帶傳動(dòng)的安裝與維護(hù)

(3)帶傳動(dòng)裝置的外面應(yīng)加防護(hù)罩，以保證安全，防止帶與酸、堿或油接觸而腐蝕傳動(dòng)帶。傳動(dòng)帶不宜在陽光下暴曬，以免變質(zhì)，其工作溫度不宜超過60℃。

(4)帶傳動(dòng)不需潤(rùn)滑，禁止往帶上加潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，應(yīng)及時(shí)清理帶輪槽內(nèi)及傳動(dòng)帶上的油污。

(5)如果帶傳動(dòng)裝置較長(zhǎng)時(shí)間不用，應(yīng)將傳動(dòng)帶放松。任務(wù)六同步帶傳動(dòng)5.6.1同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用5.6.2同步帶的尺寸規(guī)格學(xué)習(xí)要點(diǎn)了解同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用，了解同步帶的尺寸規(guī)格

及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。5.6.3同步帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.6.1同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用同步帶傳動(dòng)是將嚙合傳動(dòng)原理應(yīng)用于帶傳動(dòng)領(lǐng)域的一種傳動(dòng)，具有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。同步帶傳動(dòng)由于帶與帶輪是靠嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，故帶與帶輪間無相對(duì)滑動(dòng)，能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。同步帶與同步帶傳動(dòng)5.6.2同步帶的尺寸規(guī)格同步帶有單面有齒和雙面有齒兩種，簡(jiǎn)稱單面帶和雙面帶。

節(jié)距在規(guī)定張緊力下，相鄰兩齒中心線的直線距離稱為節(jié)距，以p表示。節(jié)距是同步帶傳動(dòng)最基本的參數(shù)。

節(jié)線長(zhǎng)當(dāng)同步帶垂直其底邊彎曲時(shí)，在帶中保持原長(zhǎng)度不變的周線稱為節(jié)線，節(jié)線長(zhǎng)以Lp表示。5.6.3同步帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)同步帶傳動(dòng)的主要失效形式是同步帶疲勞斷裂、帶齒的剪切和壓潰以及同步帶兩側(cè)邊和帶齒的磨損。保證同步帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和使用壽命是設(shè)計(jì)同步帶傳動(dòng)的主要依據(jù)，因此同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)主要是限制單位齒寬的拉力，必要時(shí)才校核工作齒面的壓力。具體設(shè)計(jì)計(jì)算方法見有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等文獻(xiàn)。任務(wù)七鏈傳動(dòng)5.7.1鏈傳動(dòng)的組成、特點(diǎn)、分類及應(yīng)用5.7.2滾子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)了解鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特性及基本參數(shù)。5.7.3鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性5.7.4鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇5.7.1鏈傳動(dòng)的組成、特點(diǎn)、分類及應(yīng)用鏈傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、機(jī)床傳動(dòng)及輕工機(jī)械中。鏈傳動(dòng)由主動(dòng)鏈輪1、從動(dòng)鏈輪2和繞在鏈輪上的鏈條3組成。通過鏈條與鏈輪輪齒相嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。動(dòng)畫鏈傳動(dòng)5.7.1鏈傳動(dòng)的組成、特點(diǎn)、分類及應(yīng)用鏈傳動(dòng)適用于中心距較大的兩平行軸間的低速傳動(dòng)或多根軸線的傳動(dòng)。按用途不同，鏈條可分為傳動(dòng)鏈、輸送鏈和起重鏈。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，傳動(dòng)鏈又分為齒形鏈和滾子鏈等多種，常用的是滾子鏈。齒形鏈滾子鏈5.7.2滾子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、套筒、銷軸和滾子組成。滾子與套筒、銷軸與套筒均為間隙配合而形成動(dòng)聯(lián)接，套筒與內(nèi)鏈板、銷軸與外鏈板間均是過盈配合而構(gòu)成內(nèi)、外鏈節(jié)。滾子鏈5.7.2滾子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雙排滾子鏈或多排滾子鏈適用于傳遞功率較大的場(chǎng)合。實(shí)際運(yùn)用中排數(shù)不宜過多，一般不超過四排，以免各排受載不均勻。雙排滾子鏈5.7.2滾子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鏈條長(zhǎng)度以鏈節(jié)數(shù)來表示。鏈節(jié)數(shù)通常取偶數(shù)，當(dāng)鏈條連成環(huán)形時(shí)，正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接，接頭處可用開口銷或彈簧夾鎖緊。若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)，則需采用過渡鏈節(jié)。在鏈條受拉時(shí)，過渡鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，通常應(yīng)避免采用。滾子鏈5.7.3鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性設(shè)n1、n2分別為兩輪的轉(zhuǎn)速z1、z2分別為主、從動(dòng)鏈輪的齒數(shù)p為鏈節(jié)距。則鏈條的平均速度為鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比為實(shí)際上，平均傳動(dòng)比的瞬時(shí)值是按每一鏈節(jié)的嚙合過程做周期性變化的。鏈傳動(dòng)工作時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊及附加動(dòng)載荷，使傳動(dòng)不平穩(wěn)，因此鏈傳動(dòng)不適用于高速傳動(dòng)。5.7.4鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇齒數(shù)z1、z2和傳動(dòng)比I1若小鏈輪齒數(shù)z1太少，則動(dòng)載荷增大，傳動(dòng)平穩(wěn)性差，鏈易磨損，故應(yīng)限制小鏈輪的最少齒數(shù)，一般取zmin>17。低速時(shí)，可少至9。大鏈輪齒數(shù)按傳動(dòng)比確定，z2=iz1，應(yīng)使z2≤zmax=120。若z2過多，則磨損后的鏈易從鏈輪上脫落。山于鏈節(jié)數(shù)常為偶數(shù)，為使磨損均勻，鏈輪齒數(shù)一般應(yīng)取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)，并優(yōu)先選用數(shù)列17,19,23,25,38,57,76,85,114中的數(shù)。5.7.4鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇鏈的節(jié)距p2

p是鏈傳動(dòng)最主要的參數(shù)，決定鏈傳動(dòng)的承載能力。在一定條件下，p越大，承載能力越高，但引起的沖擊、振動(dòng)和噪聲也越