《帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)》ppt課件

1、第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.1 機(jī)械傳動(dòng)概述機(jī)械傳動(dòng)概述 7.2 帶傳動(dòng)概述帶傳動(dòng)概述 7.3 帶傳動(dòng)的任務(wù)情況分析帶傳動(dòng)的任務(wù)情況分析 7.4 V帶傳動(dòng)選用計(jì)算帶傳動(dòng)選用計(jì)算 7.5 V帶輪資料和構(gòu)造帶輪資料和構(gòu)造 7.6 帶傳動(dòng)的張緊帶傳動(dòng)的張緊 7.7 同步帶傳動(dòng)簡介同步帶傳動(dòng)簡介 7.8 鏈傳動(dòng)概述鏈傳動(dòng)概述 7.9 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 7.10 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 習(xí)習(xí) 題題 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.1 機(jī)械傳動(dòng)概述機(jī)械傳動(dòng)概述 機(jī)器普通都有傳動(dòng)安裝，它是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給任務(wù)機(jī)的中間安裝，它常起以下作用： 1 減

2、速(或增速)。 任務(wù)機(jī)速度往往和原動(dòng)機(jī)速度不一致，利用傳動(dòng)安裝可以到達(dá)改動(dòng)速度的目的。 2 調(diào)速。 許多任務(wù)機(jī)的轉(zhuǎn)速需求能根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)展調(diào)整，而依托原動(dòng)機(jī)調(diào)速往往不經(jīng)濟(jì)，甚至不能夠，而用傳動(dòng)安裝很容易到達(dá)調(diào)整速度的目的。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 3 改動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式。原動(dòng)機(jī)的輸出軸常用等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而任務(wù)機(jī)要求的運(yùn)動(dòng)方式那么是多種多樣的，如直線運(yùn)動(dòng)、 螺旋運(yùn)動(dòng)、間歇運(yùn)動(dòng)等，靠傳動(dòng)安裝可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方式的改動(dòng)。 4 增大轉(zhuǎn)矩。任務(wù)機(jī)需求的轉(zhuǎn)矩往往是原動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的幾倍或幾十倍，經(jīng)過減速傳動(dòng)安裝可實(shí)現(xiàn)增大轉(zhuǎn)矩的要求。 5 動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳送和分配。一臺(tái)原動(dòng)機(jī)常要帶動(dòng)假設(shè)干個(gè)不同速度、不同負(fù)載的任務(wù)機(jī)，這時(shí)

3、傳動(dòng)安裝還起到分配動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的作用。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 傳動(dòng)安裝按其任務(wù)原理可分為機(jī)械傳動(dòng)、流體(液體、 氣體)傳動(dòng)、電力傳動(dòng)三類。本書只引見機(jī)械傳動(dòng)。 機(jī)械傳動(dòng)按傳動(dòng)原理可分為摩擦傳動(dòng)、嚙合傳動(dòng)和推壓傳動(dòng)(如凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng))； 按傳動(dòng)安裝的構(gòu)造可分為直接接觸傳動(dòng)和有中間撓性件的傳動(dòng)； 按傳動(dòng)比能否改動(dòng)可分為定傳動(dòng)比傳動(dòng)和變傳動(dòng)比傳動(dòng)等。 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)的根本參數(shù)包括傳動(dòng)比、 機(jī)械效率、 功率、 扭矩等。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-1 機(jī)械傳動(dòng)的方式和運(yùn)用特點(diǎn)機(jī)械傳動(dòng)的方式和運(yùn)用特點(diǎn) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-1 機(jī)械傳動(dòng)的方式和運(yùn)用特點(diǎn)機(jī)械傳動(dòng)的方式和運(yùn)用特點(diǎn) 第7章 帶傳動(dòng)和

4、鏈傳動(dòng) 7.2 帶帶 傳傳 動(dòng)動(dòng) 概概 述述 7.2.1 帶傳動(dòng)的任務(wù)原理和運(yùn)用帶傳動(dòng)的任務(wù)原理和運(yùn)用 1. 帶傳動(dòng)的任務(wù)原理帶傳動(dòng)的任務(wù)原理 圖7-1 磨擦型帶傳開任務(wù)原理 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-2 嚙合型帶傳動(dòng) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 摩擦型帶傳動(dòng)通常由自動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶組成。傳動(dòng)帶以一定的初拉力F0緊套在帶輪上，在F0的作用下，帶與帶輪的接觸面間產(chǎn)生正壓力，當(dāng)自動(dòng)輪1回轉(zhuǎn)時(shí)，接觸面間產(chǎn)生摩擦力，自動(dòng)輪靠摩擦力使傳動(dòng)帶3與其一同運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，傳動(dòng)帶靠摩擦力驅(qū)使從動(dòng)輪2與其一同轉(zhuǎn)動(dòng)，從而自動(dòng)軸上的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力經(jīng)過傳動(dòng)帶傳送給了從動(dòng)軸。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 2. 帶傳動(dòng)的特點(diǎn) 摩擦

5、型帶傳動(dòng)主要特點(diǎn)如下： (1) 傳動(dòng)帶具有彈性和撓性， 可吸收振動(dòng)并緩和沖擊， 從而使傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。 (2) 當(dāng)過載時(shí)，傳動(dòng)帶與帶輪間可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而不損傷其他零件，起過載維護(hù)作用。 (3) 適宜于主、 從動(dòng)軸間中心距較大的傳動(dòng)。 (4) 由于有彈性滑動(dòng)存在， 故不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比， 傳動(dòng)效率較低。 (5) 張緊力會(huì)產(chǎn)生較大的壓軸力， 使軸和軸接受力較大， 傳動(dòng)帶壽命降低。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 另外，帶在任務(wù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，因此，傳動(dòng)比不能嚴(yán)厲堅(jiān)持不變。帶傳動(dòng)的輪廓尺寸大，傳動(dòng)效率較低。因此， 帶傳動(dòng)普通傳送功率為50100 kW，帶速為525 m/s，傳動(dòng)比不超越5，效率約為0

6、.920.97。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 3. 帶傳動(dòng)的類型帶傳動(dòng)的類型 圖7-3 帶的傳動(dòng)類型和橫截面外形 (a) 平帶； (b) V帶； (c) 多楔帶； (d) 圓形帶 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 平帶的截面外形為矩形，與帶輪輪面相接觸的內(nèi)外表為任務(wù)面圖7-3(a)，F(xiàn)Q為由張緊力F0引起的帶對(duì)帶輪的壓力，F(xiàn)N為帶輪對(duì)帶的正壓力，那么任務(wù)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力Ff為Ff=fFN=FfQ V帶的截面外形為梯形，與輪槽相接觸的兩側(cè)面為任務(wù)面。 帶輪的輪槽也是梯形，如圖7-3(b)所示，根據(jù)楔面的受力分析可知 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) QVQNfQNNQFfQfFfFFFFFF2sin22sin22sin2

7、式中： f帶與帶輪間的摩擦系數(shù)； fV稱為V傳動(dòng)當(dāng)量摩擦系數(shù), ； V帶輪的輪槽角參考表7-2中的數(shù)據(jù)。 2sinffV7-1第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 在一樣張緊力和一樣摩擦系數(shù)的條件下，V帶產(chǎn)生的摩擦力要比平帶的摩擦力要大，所以V帶傳動(dòng)才干強(qiáng)，構(gòu)造更緊湊， 在機(jī)械傳動(dòng)中運(yùn)用最廣泛。V帶按其寬度和高度相對(duì)尺寸的不同， 又分為普通V帶、窄V帶、寬V帶、 汽車V帶、齒形V帶、大楔角V帶等多種類型。目前，普通V帶運(yùn)用最廣， 本章主要討論普通V帶的設(shè)計(jì)問題。 多楔帶相當(dāng)于平帶與多根V帶的組合，兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)， 多用于構(gòu)造要求緊湊的大功率傳動(dòng)中。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 4. V帶構(gòu)造帶構(gòu)造 普通普通V帶

8、的截面構(gòu)造包括頂膠帶的截面構(gòu)造包括頂膠(拉伸層拉伸層)、抗拉體、抗拉體(強(qiáng)力層強(qiáng)力層)、 底膠底膠(緊縮層緊縮層)和包布層如圖和包布層如圖7-4所示。當(dāng)帶繞過帶輪時(shí)，頂所示。當(dāng)帶繞過帶輪時(shí)，頂層膠受拉而伸長，故稱拉伸層；底層膠受緊縮短，層膠受拉而伸長，故稱拉伸層；底層膠受緊縮短， 故稱緊縮層。故稱緊縮層。 包布層用橡膠帆布制成，包布層用橡膠帆布制成， 用于維護(hù)用于維護(hù)V帶；帶； 拉伸層和緊縮層均由拉伸層和緊縮層均由橡膠制成；強(qiáng)力層又分為簾布芯構(gòu)造橡膠制成；強(qiáng)力層又分為簾布芯構(gòu)造(圖圖7-4(a)和繩芯構(gòu)造和繩芯構(gòu)造(圖圖7-4(b)兩種。其中簾布芯構(gòu)造的兩種。其中簾布芯構(gòu)造的V帶，制造方便、抗

9、拉強(qiáng)度好；帶，制造方便、抗拉強(qiáng)度好； 而繩芯構(gòu)造的而繩芯構(gòu)造的V帶，柔韌性好、抗彎強(qiáng)度高，適用于帶輪直徑小、帶，柔韌性好、抗彎強(qiáng)度高，適用于帶輪直徑小、 轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)所。窄轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)所。窄V帶帶(圖圖7-4(c)是采用滌綸等合成纖維做強(qiáng)是采用滌綸等合成纖維做強(qiáng)力層的新型力層的新型V帶。與普通帶。與普通V帶相比，當(dāng)高度帶相比，當(dāng)高度h一樣時(shí)，窄一樣時(shí)，窄V帶的頂帶的頂寬寬b約可減少約可減少13，它的頂部呈弓形，側(cè)面，它的頂部呈弓形，側(cè)面(任務(wù)面任務(wù)面)呈內(nèi)凹曲線呈內(nèi)凹曲線形，形， 承載才干顯著地高于普通承載才干顯著地高于普通V帶，適用于傳送大功率且要求帶，適用于傳送大功率且要求構(gòu)造緊湊的場(chǎng)所。

10、構(gòu)造緊湊的場(chǎng)所。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-4 V帶的構(gòu)造 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.2.2 普通普通V帶型號(hào)和根本尺寸帶型號(hào)和根本尺寸 表表7-2 普通普通V帶截面根本尺寸帶截面根本尺寸 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-3 普通普通V帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù)帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-3 普通普通V帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù)帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-3 普通普通V帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù)帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-3 普通普通V帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù)帶的基準(zhǔn)長度系列及長度系數(shù) 第7

11、章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.3 帶傳動(dòng)的任務(wù)情況分析帶傳動(dòng)的任務(wù)情況分析 7.3.1 帶傳動(dòng)受力分析帶傳動(dòng)受力分析 靠摩擦力傳送運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的帶傳動(dòng)，不任務(wù)時(shí)，自動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1=0，帶輪兩邊傳動(dòng)帶所受的拉力均為初拉力F0， 如圖7-5(a)所示；而任務(wù)時(shí)，自動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T10，當(dāng)自動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在摩擦力的作用下，帶繞入自動(dòng)輪的一邊被進(jìn)一步拉緊，稱為緊邊，其所受拉力由F0增大到F1，而帶的另一邊那么被放松，稱為松邊，其所受拉力由F0降到F2, 如圖7-5(b)所示。F1 、F2分別稱為帶的緊邊拉力和松邊拉力。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-5 帶傳動(dòng)的受力分析 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 當(dāng)取自動(dòng)

12、輪一端的帶為分別體時(shí)，根據(jù)作用于帶上的總摩擦力Ff及緊邊拉力F1與松邊拉力F2對(duì)輪心O1的力矩平衡條件， 可得 21FFFf(7-2) 而帶的緊、松邊拉力之差就是帶傳送的有效圓周力F， 即 21FFF(7-3) 顯然F=Ff，由圖7-5(b)可以看出有效圓周力不是作用在某一固定點(diǎn)的集中力，而是帶與帶輪接觸弧上各點(diǎn)摩擦力的總和。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 有效圓周力F(N)、帶速v(m/s)和帶傳送功率P(kW)之間的關(guān)系為 1000FvP (7-4) 由上式可知，當(dāng)帶速一定時(shí)，傳送的功率越大，所需求的摩擦力也越大。 假設(shè)假設(shè)帶在任務(wù)前后總長度不變，那么帶任務(wù)時(shí)，其緊邊的伸長增量等于松邊的伸長減量

13、。由于帶任務(wù)在彈性變形范圍， 且忽略離心力的影響，那么可近似以為緊邊拉力的增量等于松邊拉力的減量， 即 02120012FFFFFFF(7-5) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 當(dāng)帶與帶輪的摩擦處于即將打滑而尚未打滑的臨界形狀時(shí)， F1與F2的關(guān)系可用著名的歐拉公式表示，即 feFF21式中： 帶輪上的包角圖7-5(b)，rad； f為帶與帶輪之間的摩擦系數(shù)對(duì)V帶傳動(dòng)用當(dāng)量摩擦系數(shù)fV。 將式(7-5)和(7-6)聯(lián)立求解，可得傳動(dòng)帶所能傳送的最大有效圓周力Fmax，即1120maxffeeFF(7-6) (7-7) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.3.2 傳動(dòng)帶的應(yīng)力分析傳動(dòng)帶的應(yīng)力分析 1. 由緊邊和

14、松邊拉力產(chǎn)生的應(yīng)力由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的應(yīng)力 AFAF2211(7-8) 式中：1緊邊拉應(yīng)力, MPa； 2松邊拉應(yīng)力；A為傳動(dòng)帶的橫截面積，mm2。 1和2值不相等，帶繞過自動(dòng)輪時(shí)，拉力產(chǎn)生的應(yīng)力由1逐漸降為2 ，繞過從動(dòng)輪時(shí)又由2逐漸增大到1 。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 2. 由離心力產(chǎn)生的應(yīng)力 帶繞過帶輪做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于本身質(zhì)量將產(chǎn)生離心力， 為平衡離心力在帶內(nèi)引起離心拉力FC及相應(yīng)的拉應(yīng)力c。設(shè)帶以速度v(ms)繞帶輪運(yùn)動(dòng)，帶中的離心拉應(yīng)力c為 Aqvc2(7-9) 式中：q帶每米長度的質(zhì)量，kgm，其值見表7-2。 離心力引起的拉應(yīng)力作用在帶的全長上，且各處大小相等。 第7章 帶傳

15、動(dòng)和鏈傳動(dòng) 3. 由帶彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力由帶彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力 帶繞過帶輪時(shí)發(fā)生彎曲(如圖7-6所示)，產(chǎn)生彎曲應(yīng)力b(只發(fā)生繞在帶輪部分上)，由資料力學(xué)公式可得 hEb(7-10) 式中：E帶資料的彈性模量, MPa； 曲率半徑, mm;對(duì)V帶有， dd為帶輪基準(zhǔn)直徑如圖7-5(b)所示； h=ha(見表7-2)。由式(7-10)可見， 帶輪直徑越小，帶越厚，彎曲應(yīng)力愈大。 2dd第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-6 帶的彎曲應(yīng)力 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 帶中各截面上的應(yīng)力大小， 如用自該處所作的徑向線(即把應(yīng)力相位轉(zhuǎn)90)長短可畫成如圖7-7所示的應(yīng)力分布圖?？梢?， 帶在任務(wù)中所受的應(yīng)力是變化的，最大

16、應(yīng)力由緊邊進(jìn)入小帶輪處，其值為 max=1+c+b1 (7-11) 在普通情況下，彎曲應(yīng)力最大，離心應(yīng)力較小。離心應(yīng)力隨帶速的添加而添加。 顯然處于變應(yīng)力形狀下任務(wù)的傳動(dòng)帶，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)到達(dá)某一值后， 帶將發(fā)生疲勞破壞。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-7 帶任務(wù)時(shí)應(yīng)力變化 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.3.3 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng) 帶任務(wù)時(shí)，如帶不伸長，自動(dòng)輪和從動(dòng)輪的圓周速度帶任務(wù)時(shí)，如帶不伸長，自動(dòng)輪和從動(dòng)輪的圓周速度v1和和v2將與帶的線速度相等，即將與帶的線速度相等，即 100060100060221111021ndvndvvvvdd那么實(shí)際傳動(dòng)比i為 1221ddddnn

17、i(7-12) (7-13) 式中：dd1，dd2帶輪的基準(zhǔn)直徑，mm。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-8 帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 彈性滑動(dòng)會(huì)引起以下后果： (1) 從動(dòng)輪的圓周速度總是落后于自動(dòng)輪的圓周速度，并隨載荷變化而變化，導(dǎo)致此傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。 (2) 損失一部分能量，降低了傳動(dòng)效率，會(huì)使帶的溫度升高， 并引起傳動(dòng)帶磨損。由于彈性滑動(dòng)引起從動(dòng)輪圓周速度低于自動(dòng)輪圓周速度，其相對(duì)降低率通常稱為帶傳動(dòng)滑動(dòng)系數(shù)或滑動(dòng)率，用表示 112211121%100ndndndvvvddd(7-14) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 這樣，計(jì)入彈性滑動(dòng)時(shí)的從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2與自動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1的

18、關(guān)系應(yīng)為 12121221)1 ()1 (nddnddnnidddd(7-15) 由于滑動(dòng)率隨所傳送載荷的大小而變化，不是一個(gè)定值，故帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比亦不能堅(jiān)持準(zhǔn)確值。帶傳動(dòng)正常任務(wù)時(shí)，其滑動(dòng)率12，在普通情況下可以不予思索。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.3.4 打滑景象打滑景象 帶傳動(dòng)是靠摩擦任務(wù)的，在初拉力帶傳動(dòng)是靠摩擦任務(wù)的，在初拉力F0一定時(shí)，當(dāng)傳送的一定時(shí)，當(dāng)傳送的有效圓周力有效圓周力F超越帶與輪面間的極限摩擦力時(shí)，帶就會(huì)在帶輪超越帶與輪面間的極限摩擦力時(shí)，帶就會(huì)在帶輪輪面上發(fā)生明顯的全面滑動(dòng)，輪面上發(fā)生明顯的全面滑動(dòng)， 這種景象稱為打滑。當(dāng)傳動(dòng)出這種景象稱為打滑。當(dāng)傳動(dòng)出現(xiàn)打滑景象時(shí)

19、，雖然自動(dòng)帶輪仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，但從動(dòng)帶輪及傳現(xiàn)打滑景象時(shí)，雖然自動(dòng)帶輪仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，但從動(dòng)帶輪及傳動(dòng)帶有較大的速度損失，使帶傳動(dòng)處于不穩(wěn)定形狀，甚至完全動(dòng)帶有較大的速度損失，使帶傳動(dòng)處于不穩(wěn)定形狀，甚至完全不動(dòng)。由于大帶輪上的包角大于小帶輪的包角，由式不動(dòng)。由于大帶輪上的包角大于小帶輪的包角，由式7-7可知，打滑總是在小帶輪上首先開場(chǎng)的。打滑是一種有害景象，可知，打滑總是在小帶輪上首先開場(chǎng)的。打滑是一種有害景象， 它將使傳動(dòng)失效并加劇帶的磨損。因此，在正常任務(wù)時(shí)，應(yīng)防它將使傳動(dòng)失效并加劇帶的磨損。因此，在正常任務(wù)時(shí)，應(yīng)防止打滑景象。止打滑景象。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.3.5 帶的疲勞破壞帶

20、的疲勞破壞 帶在任務(wù)時(shí)的應(yīng)力隨著帶的運(yùn)轉(zhuǎn)而變化，是交變應(yīng)力。帶在任務(wù)時(shí)的應(yīng)力隨著帶的運(yùn)轉(zhuǎn)而變化，是交變應(yīng)力。 轉(zhuǎn)速越高、帶越短，單位時(shí)間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越高、帶越短，單位時(shí)間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)越多， 帶帶的應(yīng)力變化就越頻繁。長時(shí)期任務(wù)，傳動(dòng)帶在交變應(yīng)力的反復(fù)的應(yīng)力變化就越頻繁。長時(shí)期任務(wù)，傳動(dòng)帶在交變應(yīng)力的反復(fù)作用下會(huì)產(chǎn)生脫層、撕裂，最后導(dǎo)致疲勞斷裂，從而使傳動(dòng)失作用下會(huì)產(chǎn)生脫層、撕裂，最后導(dǎo)致疲勞斷裂，從而使傳動(dòng)失效。效。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.4 V帶傳動(dòng)選用計(jì)算帶傳動(dòng)選用計(jì)算 7.4.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么和單根設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么和單根V帶額定功率帶額定功率 1. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么

21、 由于帶傳動(dòng)的主要失效方式是打滑和疲勞破壞，因此帶傳由于帶傳動(dòng)的主要失效方式是打滑和疲勞破壞，因此帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是：在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，使動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是：在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，使V帶具帶具有一定的疲勞強(qiáng)度。有一定的疲勞強(qiáng)度。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 2. 單根V帶額定功率 單根V帶所能傳送的功率與帶的型號(hào)、長度、帶速、帶輪直徑、包角大小以及載荷性質(zhì)等有關(guān)。為了便于設(shè)計(jì)，測(cè)得在載荷平穩(wěn)、包角為180及特定長度的實(shí)驗(yàn)條件下，單根V帶在保證不打滑并具有一定壽命時(shí)所能傳送的功率P0(kW)，稱為額定功率。各種型號(hào)的P0值見表7-4。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-4 單根普通單根

22、普通V帶的根本額定功率帶的根本額定功率P0 (1=2=180，特定長度，載荷平穩(wěn)) 單位： kW 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-4 單根普通單根普通V帶的根本額定功率帶的根本額定功率P0 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 當(dāng)實(shí)踐運(yùn)用條件與實(shí)驗(yàn)條件不符合時(shí)，此值該當(dāng)加以修正， 修正后即得實(shí)踐任務(wù)條件下單根V帶所能傳送的功率P的計(jì)算公式如下： P=(P0+P0)KKL (7-16) 式中：K包角系數(shù)，思索不同包角對(duì)傳動(dòng)才干的影響，其值見表7-5； KL長度系數(shù)，思索不同帶長對(duì)傳動(dòng)才干的影響，其值見表7-3； P0功率增量(kW)， 思索傳動(dòng)比i1時(shí)帶在大帶輪上的彎曲應(yīng)力較小，從而使P0值有所提高，P0值見

23、表7-6。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-5 包包 角角 系系 數(shù)數(shù) K 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-6 單根普通單根普通V帶帶i1時(shí)額定功率的增量時(shí)額定功率的增量P0 單位：單位：kW 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-6 單根普通單根普通V帶帶i1時(shí)額定功率的增量時(shí)額定功率的增量P0 單位：單位：kW 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算的普通步驟和方法設(shè)計(jì)計(jì)算的普通步驟和方法 1. 確定設(shè)計(jì)功率確定設(shè)計(jì)功率PC 設(shè)計(jì)功率是根據(jù)需求傳送的名義功率再思索載荷性質(zhì)、原設(shè)計(jì)功率是根據(jù)需求傳送的名義功率再思索載荷性質(zhì)、原動(dòng)機(jī)類型和每天延續(xù)任務(wù)的時(shí)間長短等要素而確定的，表達(dá)式動(dòng)機(jī)類型和每

24、天延續(xù)任務(wù)的時(shí)間長短等要素而確定的，表達(dá)式如下。如下。 PC=KAP (7-17) 式中: P所需傳送的名義功率，kW； KA任務(wù)情況系數(shù)， 按表7-7選取。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-7 任務(wù)情況系數(shù)任務(wù)情況系數(shù)KA 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 2. 選擇帶型 V帶的帶型可根據(jù)設(shè)計(jì)功率PC和小帶輪轉(zhuǎn)速n1由圖7-9選取。當(dāng)PC和n1值坐標(biāo)交點(diǎn)位于或接近兩種型號(hào)區(qū)域邊境處時(shí)， 可取相鄰兩種型號(hào)同時(shí)計(jì)算，比較結(jié)果，最后選定一種。第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-9 普通V帶選型圖 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 3. 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。dd2 (1) 選取小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1 。如前所述，帶輪直徑

25、越小， 那么帶的彎曲應(yīng)力越大，易于疲勞破壞。V帶輪的最小直徑ddmin見表7-8。選擇較小直徑的帶輪，傳動(dòng)安裝外廓尺寸小、分量輕； 而帶輪直徑增大，那么可提高帶速、減小帶的拉力，從而能夠減少V帶的根數(shù)，但這樣將增大傳動(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)可參考圖7-9中給出的帶輪直徑范圍按規(guī)范取值。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-8 V帶輪的最小直徑帶輪的最小直徑 注： 帶輪的基準(zhǔn)直徑系列是20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 71 75 80 85 90 95 100 106112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 23

26、6 250 265 280 300315 335 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 9001000 1060 1120 1250 1600 2000 2500 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) (2) 驗(yàn)算帶的速度。由式7-4可知，傳送一定功率時(shí)， 帶速愈高，圓周力愈小，所需帶的根數(shù)愈少，但帶速過大，帶在單位時(shí)間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù)添加，使疲勞壽命降低。同時(shí)，添加帶速會(huì)顯著地增大帶的離心力，減小帶與帶輪間接觸壓力。 當(dāng)帶速到達(dá)某一數(shù)值后，不利要素將超越有利要素，致使P0降低，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使vvmax。普通在v=525 m/s內(nèi)選取，以

27、v=2025 m/s最有利。對(duì)Y、Z、A、B、C型帶vmax=25 m/s，對(duì)D、E型帶，vmax=30 m/s。如vvmax，應(yīng)減小dd。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 3確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2。大帶輪基準(zhǔn)直徑 計(jì)算后也應(yīng)按表7-8直徑系列值圓整。當(dāng)要求傳動(dòng)比準(zhǔn)確時(shí)， 應(yīng)思索滑動(dòng)系數(shù)來計(jì)算輪徑，此時(shí)dd2可不圓整。 1212dddnnd)1 (1212dddnnd(7-18) 通常取=0.02。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 4. 確定中心距和帶長 當(dāng)中心距較小時(shí)，傳動(dòng)較為緊湊，但帶長也減小，在單位時(shí)間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)增多，即帶內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)添加，會(huì)降低帶的壽命。而中心距過大時(shí)那么傳動(dòng)的外廓尺寸大

28、，且高速時(shí)容易引起帶的顫抖， 影響正常任務(wù)。 普通引薦按下式初步確定中心距a0，即 a0=(0.72)(dd1+dd2) (7-19) 初選a0后，可根據(jù)下式計(jì)算V帶的初選長度L0。 021221004)()(22addddaLdddd(7-20) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 根據(jù)初選長度L0，由表7-3選取與L0相近的基準(zhǔn)長度Ld，作為所選帶的長度，然后就可以計(jì)算出實(shí)踐中心距a，即 200LLaad (7-21) 思索到安裝調(diào)整和帶松弛后張緊的需求，應(yīng)給中心距留出一定的調(diào)整余量。中心距的變動(dòng)范圍為 ddLaaLaa03. 0015. 0maxmin(7-22) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 5. 驗(yàn)算

29、小帶輪包角驗(yàn)算小帶輪包角1小帶輪包角可按下式計(jì)算小帶輪包角可按下式計(jì)算 3 .57)(180121adddd(7-23) 普通要求1120否那么應(yīng)適當(dāng)增大中心距或減小傳動(dòng)比，也可以加張緊輪。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 6. 確定確定V帶根數(shù)帶根數(shù)z LCCKKPPPPPz)(00(7-24) 帶的根數(shù)z應(yīng)圓整，為使各根帶受力均勻，其根數(shù)不宜過多， 普通取z25根為宜，最多不能超越810根，否那么應(yīng)改選型號(hào)或加大帶輪直徑后重新設(shè)計(jì)。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7. 計(jì)算初拉力F0和軸上壓力FQ 1初拉力。初拉力F0過小，那么產(chǎn)生的摩擦力小，傳動(dòng)易打滑。初拉力愈大，帶對(duì)輪面的正壓力和摩擦力也愈大，不易

30、打滑，即傳送載荷的才干愈大： 但初拉力過大會(huì)增大帶的拉應(yīng)力，從而降低帶的疲勞強(qiáng)度，同時(shí)作用在軸上的載荷也大，故初拉力的大小應(yīng)適當(dāng)。 思索離心力的影響時(shí)，單根V帶的初拉力可按下式計(jì)算 NqvKvzPFC2015 . 2500(7-25) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 2 軸上壓力。帶的張緊對(duì)安裝帶輪的軸和軸承來說， 會(huì)影響其強(qiáng)度和壽命。因此必需確定作用在軸上的徑向壓力FQ， 為了簡化計(jì)算，通常不思索松邊、緊邊的拉力差，近似按帶兩邊的初拉力的合力來計(jì)算。 由圖7-10可知 2sin210zFFQ第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-10 作用在帶輪軸上的載荷 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 8. 帶輪設(shè)計(jì)帶輪設(shè)計(jì) 帶輪

31、設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：確定構(gòu)造類型、構(gòu)造尺寸、輪槽帶輪設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：確定構(gòu)造類型、構(gòu)造尺寸、輪槽尺寸、尺寸、 資料，畫出帶輪任務(wù)圖。資料，畫出帶輪任務(wù)圖。 【例【例7-1】試設(shè)計(jì)帶式保送機(jī)的】試設(shè)計(jì)帶式保送機(jī)的V帶傳動(dòng)，采用三相異步電帶傳動(dòng)，采用三相異步電機(jī)機(jī)Y160L6，其額定功率，其額定功率P11kW，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n1970r/min，傳動(dòng)，傳動(dòng)比比i=2.5，兩班制任務(wù)。，兩班制任務(wù)。 解解 (1) 確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率PC，選取，選取V帶類型。帶類型。 查表查表7-7得任務(wù)情況系數(shù)得任務(wù)情況系數(shù)KA=1.2，根據(jù)式，根據(jù)式(7-17)有有 PC=KAP=1.211=13.2kW 根據(jù)

32、FC13.2 kW、n1970r/min，從圖7-9中選用B型普通V帶。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) (2) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑。 由表7-8查得自動(dòng)輪的最小基準(zhǔn)直徑dd1min=125 mm，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑系列，取dd1160 mm。 根據(jù)式(7-13)，計(jì)算從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 dd2=dd1i=1602.5=400 mm 根據(jù)基準(zhǔn)直徑系列，取dd2=400 mm。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) (3) 驗(yàn)算帶的速度。根據(jù)式(7-12)有 smndvd/13. 8100060970160100060111速度在5m/s25 m/s內(nèi)，適宜。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) (4) 確定普通V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中

33、心距。根據(jù)式(7-19) mma1120392)400160)(27 . 0(0初步確定中心距a0=800 mm。 根據(jù)式(7-20)計(jì)算帶的初選長度 mmaddddaLdddd24988004)160400()400160(280024)()(22202122100第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 根據(jù)表7-3選帶的基準(zhǔn)長度Ld=2500 mm。 根據(jù)式(7-21)，帶的實(shí)踐中心距a mmLLaad801224982500800200 根據(jù)式7-22可知，中心距可調(diào)整范圍為 mmamm876764第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) (5) 驗(yàn)算自動(dòng)輪上的包角1。根據(jù)式(7-23)有 1633 .578011604

34、001803 .57)(180121adddd 自動(dòng)輪上的包角適宜。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) (6) 計(jì)算V帶的根數(shù)z。 根據(jù)式(7-24) LCCKKPPPPPz)(00由B型普通V帶，n1970rmin，dd1160mm，查表7-4得P0=2.70 kW；由i2.5，查表7-6得 P0 0.3kW；由1163， 查表7-5得K0.953；由Ld=2500 mm，查表7-3得KL=1.03。那么 5 . 403. 1953. 0) 3 . 070. 2(2 .13)(00LCKKPPPz取z=5根。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) (7) 計(jì)算初拉力F0。根據(jù)式(7-25)有 2015 . 2500

35、qvkvzPFC查表7-2得q=0.17kgm，故 NqvkvzPFC27513. 817. 01953. 05 . 2513. 82 .1350015 . 2500220第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) (8) 計(jì)算作用在軸上的壓力FQ。 根據(jù)式(7-26)有 NzFFQ8 .27192163sin275522sin210第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.5 V帶輪資料和構(gòu)造帶輪資料和構(gòu)造 帶輪通常由三部分組成：輪緣(用以安裝傳動(dòng)帶)、 輪轂(與軸聯(lián)接)、 輪輻或腹板(聯(lián)接輪緣和輪轂)。 對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的任務(wù)外表要仔細(xì)加工，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)展動(dòng)平衡。 對(duì)于

36、鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小。 帶輪的常用資料是鑄鐵，如HT150、HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)可用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成；小功率時(shí)可用鑄鋁或非金屬。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 帶輪的典型方式有如下幾種， 如圖7-11所示： 1 實(shí)心輪用于尺寸較小的帶輪(dd(2.53)d時(shí))； 2 腹板輪用于中小尺寸的帶輪(dd300mm時(shí))； 3 孔板輪用于尺寸較大的帶輪(dd d)100 mm時(shí))； 4 橢圓輪輻輪用于尺寸大的帶輪(dd 500mm時(shí))。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-11 帶輪的構(gòu)造(a) 實(shí)心輪； (b) 腹板輪；(c) 孔板輪； (d) 橢圓輪輻輪 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-9 普

37、通普通V帶輪的輪槽尺寸帶輪的輪槽尺寸 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.6 帶傳動(dòng)的張緊帶傳動(dòng)的張緊 1. 定期張緊安裝 定期張緊安裝是利用定期改動(dòng)中心距的方法來調(diào)理傳動(dòng)帶的初拉力，使其重新張緊。在程度或傾斜不大的傳動(dòng)中，可采用如圖7-12(a)所示滑道式構(gòu)造。電動(dòng)機(jī)裝在機(jī)座的滑道上，旋動(dòng)調(diào)理螺釘推進(jìn)電動(dòng)機(jī)，調(diào)理中心距以控制初拉力，然后固定。 在垂直或接近垂直的傳動(dòng)中，可以采用如圖7-12(b)所示的擺架式構(gòu)造。電動(dòng)機(jī)固定在搖擺架上，用旋動(dòng)調(diào)理螺釘上的螺母來調(diào)理。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-12 張緊安裝 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 2. 自動(dòng)張緊安裝 圖7-12(c)所示是一種能隨外載荷變化而自動(dòng)

38、調(diào)理張緊力大小的安裝。它將裝有帶輪的電機(jī)放在擺動(dòng)架上，當(dāng)帶輪傳送轉(zhuǎn)矩T1時(shí)，在電機(jī)座上產(chǎn)生反力矩TR，使電機(jī)軸O繞搖擺架軸O1向外擺動(dòng)。任務(wù)中傳送的圓周力愈大，反力矩TR愈大；電機(jī)軸向外擺動(dòng)角度愈大， 張緊力愈大。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 3. 張緊輪張緊安裝 采用張緊輪進(jìn)展張緊，普通用于中心距不可調(diào)的情況。 因置于緊邊需求的張緊力大，且張緊輪也容易跳動(dòng)，通常張緊輪置于帶的松邊。圖7-12(d)所示為用張緊輪進(jìn)展張緊的機(jī)構(gòu)。 張緊輪壓在松邊的內(nèi)側(cè)，張緊輪應(yīng)盡量接近大帶輪，以免小帶輪上包角減小過多。圖7-12(e)所示是張緊輪壓在松邊的外側(cè)， 它使帶接受反向彎曲，會(huì)使壽命降低。這種安裝常用于需求

39、增大包角或空間受限制的傳動(dòng)中。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.7 同步帶傳動(dòng)簡介同步帶傳動(dòng)簡介 同步帶傳動(dòng)是經(jīng)過帶齒與輪齒的嚙合傳送運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，如圖7-13所示。與摩擦型帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)兼有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的一些特點(diǎn)。具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、 噪音低、運(yùn)用壽命長、中心距允許范圍大、軸上壓力小、 能接受一定沖擊、不需光滑、較其他類型帶傳動(dòng)構(gòu)造緊湊等優(yōu)點(diǎn)。同步帶傳動(dòng)的速度最大可到80 m/s，單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)10，傳動(dòng)效率可達(dá)0.980.99，傳動(dòng)功率可到幾百千瓦?，F(xiàn)已廣泛用于各種精細(xì)儀器、計(jì)算機(jī)、汽車、數(shù)控機(jī)床、石油機(jī)械等機(jī)械傳動(dòng)中。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-13 同步

40、帶傳動(dòng) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-14 同步帶常用齒形 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.8 鏈鏈 傳傳 動(dòng)動(dòng) 概概 述述圖7-15 滾子鏈傳動(dòng) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-16 齒形鏈傳動(dòng) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)為具有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)， 與帶傳動(dòng)相比較， 其主要特點(diǎn)是： 1能獲得準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，但瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定。在工況一樣時(shí)， 鏈傳動(dòng)構(gòu)造更為緊湊，傳動(dòng)效率較高。 2 鏈傳動(dòng)所需張緊力小， 故鏈條對(duì)軸的壓力較小。 3 可在高溫、 油污、潮濕等環(huán)境惡劣情況下任務(wù)。 4中心距較大而構(gòu)造簡單，對(duì)制造與安裝精度要求較低。 5傳動(dòng)平穩(wěn)性差，有噪音，磨損后易發(fā)生跳齒和脫鏈， 急速反向轉(zhuǎn)動(dòng)的

41、性能差。 鏈傳動(dòng)主要用于平均傳動(dòng)比要求準(zhǔn)確，且兩軸相距較遠(yuǎn)， 任務(wù)條件惡劣，不宜采用帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)所。通常傳送功率P100kW，傳動(dòng)比i8，鏈速v15m/s，效率約為0.950.98。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.8.2 滾子鏈及其鏈輪滾子鏈及其鏈輪 1. 滾子鏈的構(gòu)造和規(guī)格滾子鏈的構(gòu)造和規(guī)格 圖7-17 套筒滾子鏈 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-18 滾子鏈接頭鏈節(jié) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 鏈條上相鄰銷軸的中心距稱為節(jié)距，以p表示， 它是鏈傳動(dòng)最重要的參數(shù)。 滾子鏈已規(guī)范化，分為A、B兩個(gè)系列，常用的A系列滾子鏈的主要參數(shù)和尺寸見表7-10表中的鏈號(hào)數(shù)乘以1.5875即為節(jié)距p值。后綴

42、A、B為系列代號(hào)。從表中可知鏈號(hào)數(shù)越大， 鏈的尺寸就越大，其承載才干也就越高。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-10 A系列滾子鏈根本參數(shù)和尺寸系列滾子鏈根本參數(shù)和尺寸 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 注： (1) 多排鏈極限拉伸載荷按表列Q值乘以排數(shù)計(jì)算； (2) 運(yùn)用過渡鏈節(jié)時(shí)，其極限拉伸載荷按表列數(shù)值80計(jì)算。 滾子鏈的標(biāo)志為鏈號(hào)-排數(shù)鏈節(jié)數(shù) 規(guī)范代號(hào) 例如： A系列滾子鏈，節(jié)數(shù)p=25.4 mm，雙排，鏈節(jié)數(shù)88， 那么其標(biāo)志方法為：16A-288 GB1243.1-83 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-19 雙排滾子鏈 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 2. 鏈輪的資料和構(gòu)造 鏈條元件資料為經(jīng)過熱處置的

43、碳素鋼或合金鋼，詳細(xì)牌號(hào)及熱處置后的硬度值見有關(guān)規(guī)范。 鏈輪的齒形應(yīng)易于加工，不易脫鏈，能保證鏈條平穩(wěn)、順利地進(jìn)入和退出嚙合，并使鏈條受力均勻。 圖7-20所示為國家規(guī)范(GB1244-85附錄D)規(guī)定的滾子鏈鏈輪端面齒形，由aa、ab和cd三段圓弧和一段直線bc構(gòu)成，簡稱“三圓弧不斷線齒形。這種齒形可用規(guī)范刀具以范成法加工， 其斷面齒形無需在任務(wù)圖上畫出，只需注明“齒形按3R GB1244-85制造即可。這種齒形具有接觸應(yīng)力小，磨損輕，沖擊小， 齒頂較高不易跳齒和脫鏈。 (第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-20 滾子鏈鏈輪端面規(guī)范齒形 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 鏈輪的主要尺寸計(jì)算公式為分度圓直徑

44、)/180sin(zpd(7-27) 齒頂圓直徑 zpda180cot5 . 0(7-28) 齒根圓直徑 df=d-d1 (7-29) 式中: d1滾子直徑，其值見表7-10。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-21 鏈輪構(gòu)造 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 鏈輪資料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性， 故齒面多經(jīng)熱處置。由于小鏈輪的嚙合次數(shù)較大鏈輪的多，磨損和沖擊也較嚴(yán)重， 因此小鏈輪的資料應(yīng)較好， 齒面硬度應(yīng)較高。 鏈輪常用的資料有碳素鋼(20、35、45)，鑄鐵(HT200)和鑄鋼(ZG310-570)，重要場(chǎng)所可采用合金鋼(20Cr、40Cr、35SiMn等)。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.9 鏈

45、傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 7.9.1 平均鏈速和平均傳動(dòng)比平均鏈速和平均傳動(dòng)比 滾子鏈構(gòu)造特點(diǎn)是剛性鏈節(jié)經(jīng)過銷軸鉸接而成，因此鏈傳滾子鏈構(gòu)造特點(diǎn)是剛性鏈節(jié)經(jīng)過銷軸鉸接而成，因此鏈傳動(dòng)相當(dāng)于兩多邊形輪子間的帶傳動(dòng)。鏈條節(jié)距動(dòng)相當(dāng)于兩多邊形輪子間的帶傳動(dòng)。鏈條節(jié)距p和鏈節(jié)數(shù)和鏈節(jié)數(shù)z分別分別為多邊形的邊長和邊數(shù)。設(shè)為多邊形的邊長和邊數(shù)。設(shè)n1、n2和和z1、z2分別為主、從動(dòng)鏈分別為主、從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速和鏈輪齒數(shù)，那么鏈的平均速度為輪轉(zhuǎn)速和鏈輪齒數(shù)，那么鏈的平均速度為 smpnzpnzv/1000601000602211故平均傳動(dòng)比 1221zznni(7-31) (7-30) 第7章 帶傳動(dòng)和

46、鏈傳動(dòng) 圖7-22 鏈傳動(dòng)的速度分析 7.9.2 瞬時(shí)鏈速瞬時(shí)鏈速 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 如圖7-22所示，設(shè)自動(dòng)輪的分度圓半徑為R1，并以等角速度1轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)經(jīng)過某一鏈節(jié)AB的運(yùn)動(dòng)來分析鏈速v。假設(shè)在傳動(dòng)中緊邊一直處于程度位置。當(dāng)該鏈節(jié)進(jìn)入嚙合時(shí)如圖7-22 (a)所示，銷軸A開場(chǎng)隨鏈輪作等速圓周運(yùn)動(dòng)，鏈速v是銷軸A圓周速度vA的程度分量。 在圖7-22b所示位置時(shí)，鏈速為 v=vA cos=R11cos (7-32) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 式中為鉸鏈A在鏈輪上的相位角。從銷軸A進(jìn)入嚙合到銷軸B也進(jìn)入嚙合為止，角將在-1/2和+1/2之間變化。當(dāng)=1/2時(shí)，鏈速最小，vmin=R11cos

47、1/2(如圖7-22a， d)；當(dāng)=0時(shí)，鏈速最大，vmax=R11(如圖7-22c)。由此可見，在鏈節(jié)AB的嚙入過程中，自動(dòng)鏈輪雖然以等角速度1轉(zhuǎn)動(dòng)，而鏈條的瞬時(shí)速度卻按上述規(guī)律呈周期性的變化。 每轉(zhuǎn)過一個(gè)鏈節(jié)，鏈速的這種變化就反復(fù)一次。自動(dòng)鏈輪的齒數(shù)越少，角的變化范圍就越大(1=360/z1)， 鏈速的不均勻性也就越 顯 著 。 與 此 同 時(shí) ， 鏈 節(jié) 銷 軸 A 速 度 的 垂 直 分 量v=vAsin=R11 sin也在周期性地變化使鏈條沿鉛垂方向產(chǎn)生有規(guī)律的振動(dòng)。 瞬時(shí)鏈速的變化規(guī)律如圖7-23所示。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-23 鏈速的不均勻性 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 由

48、于鏈速的變化以及從動(dòng)鏈輪相位角(圖7-22(e)的不斷變化，從動(dòng)鏈輪的角速度2也是變化的，由此可得到鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比 coscoscoscoscos122121122RRiRRRv(7-33) 只需當(dāng)鏈輪齒數(shù)z1=z2、且傳動(dòng)中心距為鏈節(jié)距的整數(shù)倍時(shí)，才干使和的變化時(shí)時(shí)一樣，瞬時(shí)傳動(dòng)比才干恒定不變(i=1)。 因此設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)應(yīng)合理選擇參數(shù)，以期減輕振動(dòng)和動(dòng)載荷。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.10 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 7.10.1 鏈傳動(dòng)的主要失效方式鏈傳動(dòng)的主要失效方式 鏈輪和鏈條相比，鏈輪的強(qiáng)度高，運(yùn)用壽命較長，所以鏈鏈輪和鏈條相比，鏈輪的強(qiáng)度高，運(yùn)用壽命較長，所以

49、鏈傳動(dòng)的失效，主要是鏈條的失效，其主要失效方式是：傳動(dòng)的失效，主要是鏈條的失效，其主要失效方式是： (1) 鏈條疲勞破壞。鏈條疲勞破壞。 鏈條各元件在變應(yīng)力作用下，經(jīng)過一定鏈條各元件在變應(yīng)力作用下，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)，鏈板發(fā)生疲勞斷裂，滾子、套筒外表出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕循環(huán)次數(shù)，鏈板發(fā)生疲勞斷裂，滾子、套筒外表出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕和疲勞裂紋。在正常光滑條件下，鏈板的疲勞強(qiáng)度是決議鏈傳和疲勞裂紋。在正常光滑條件下，鏈板的疲勞強(qiáng)度是決議鏈傳動(dòng)承載才干的主要要素。動(dòng)承載才干的主要要素。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) (2) 鏈條鉸鏈的磨損。 鉸鏈磨損會(huì)使鏈節(jié)距增大而產(chǎn)生跳齒和脫鏈。該失效方式普通發(fā)生在開式或光滑不良的鏈傳動(dòng)

50、中。 (3) 鏈條鉸鏈膠合。 在光滑不當(dāng)或鏈輪轉(zhuǎn)速過高時(shí)，鏈條鉸鏈的銷軸和套筒的任務(wù)外表會(huì)因光滑油膜破壞，在高溫、高壓下直接接觸導(dǎo)致兩外表粘結(jié)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)使粘結(jié)部位扯開，構(gòu)成外表扯開而損壞，稱為膠合。因此要限制鏈傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.10.2 極限功率曲線極限功率曲線 圖圖7-24所示為按一定運(yùn)用壽命條件由實(shí)驗(yàn)作出的單排鏈極所示為按一定運(yùn)用壽命條件由實(shí)驗(yàn)作出的單排鏈極限功率曲線圖。由圖可知，在光滑良好的條件下，中、低速時(shí)限功率曲線圖。由圖可知，在光滑良好的條件下，中、低速時(shí)鏈傳動(dòng)的承載才干主要取決于鏈板的疲勞強(qiáng)度鏈傳動(dòng)的承載才干主要取決于鏈板的疲勞強(qiáng)度(曲線曲線2)；隨著

51、轉(zhuǎn)；隨著轉(zhuǎn)速的提高，沖擊載荷增大，其承載才干又主要取決于套筒和滾速的提高，沖擊載荷增大，其承載才干又主要取決于套筒和滾子的沖擊疲勞強(qiáng)度子的沖擊疲勞強(qiáng)度(曲線曲線3)；此時(shí)隨轉(zhuǎn)速添加，鏈的傳動(dòng)才干逐；此時(shí)隨轉(zhuǎn)速添加，鏈的傳動(dòng)才干逐漸降低，直至出現(xiàn)鉸鏈的膠合漸降低，直至出現(xiàn)鉸鏈的膠合(曲線曲線4)。曲線。曲線OABC即為思索三即為思索三種失效方式時(shí)，該鏈的極限功率曲線。為平安可靠，在實(shí)踐運(yùn)種失效方式時(shí)，該鏈的極限功率曲線。為平安可靠，在實(shí)踐運(yùn)用時(shí)應(yīng)取經(jīng)修正后的額定功率曲線作為傳動(dòng)的設(shè)計(jì)根據(jù)。虛線用時(shí)應(yīng)取經(jīng)修正后的額定功率曲線作為傳動(dòng)的設(shè)計(jì)根據(jù)。虛線6是光滑不良或任務(wù)條件惡劣時(shí)由磨損限定的極限功率曲

52、線，此是光滑不良或任務(wù)條件惡劣時(shí)由磨損限定的極限功率曲線，此時(shí)鏈傳動(dòng)所能傳送功率很小，應(yīng)盡量防止發(fā)生這種情況。時(shí)鏈傳動(dòng)所能傳送功率很小，應(yīng)盡量防止發(fā)生這種情況。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-24 極限功率曲線 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.10.3 額定功率曲線額定功率曲線 圖圖7-25為規(guī)范單排為規(guī)范單排A系列滾子鏈的額定功率曲線，在特定系列滾子鏈的額定功率曲線，在特定的實(shí)驗(yàn)條件下由實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制而成。特定的實(shí)驗(yàn)條件是：兩鏈的實(shí)驗(yàn)條件下由實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制而成。特定的實(shí)驗(yàn)條件是：兩鏈輪軸平行，程度布置，兩鏈輪共面；單排鏈，小鏈輪齒數(shù)輪軸平行，程度布置，兩鏈輪共面；單排鏈，小鏈輪齒數(shù)z119，鏈長，鏈

53、長Lp100節(jié)；載荷平穩(wěn)，預(yù)期任務(wù)壽命節(jié)；載荷平穩(wěn)，預(yù)期任務(wù)壽命15 000h；符合；符合規(guī)定的光滑方式規(guī)定的光滑方式(如圖如圖7-26)；鏈條因磨損引起的相對(duì)伸長量不；鏈條因磨損引起的相對(duì)伸長量不超越超越3。根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速。根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速n1可在圖上查出該情況下各型號(hào)鏈可在圖上查出該情況下各型號(hào)鏈條所能傳送的功率條所能傳送的功率P0，也可由所要求傳送的功率在圖中選定所，也可由所要求傳送的功率在圖中選定所需鏈條的型號(hào)。需鏈條的型號(hào)。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 假設(shè)實(shí)踐光滑條件與圖7-26引薦的光滑方式不同時(shí)，由圖7-25查得的P0值應(yīng)予適當(dāng)降低：v1.5 m/s時(shí)，如光滑條件不良取(0.30.6

54、) P0 ，如無光滑那么取0.15P0 ；當(dāng)1.5m/sv7m/s時(shí)， 如光滑條件不良取(0.150.3) P0 ；當(dāng)v7m/s時(shí)，如光滑不良， 傳動(dòng)不可靠，不宜采用鏈傳動(dòng)。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-25 規(guī)范單排A系列滾子鏈的額定功率曲線 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 圖7-26 引薦的光滑方式 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 7.10.4 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 知條件知條件 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)通常知的條件是：傳動(dòng)的用途、任務(wù)情況、鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)通常知的條件是：傳動(dòng)的用途、任務(wù)情況、 原原動(dòng)機(jī)和任務(wù)機(jī)種類、傳送的功率和載荷性質(zhì)、鏈輪的轉(zhuǎn)速動(dòng)機(jī)和任務(wù)機(jī)種類、傳送的功率和載荷性質(zhì)、鏈輪的轉(zhuǎn)

55、速n1、 n2或傳動(dòng)比或傳動(dòng)比i，以及對(duì)構(gòu)造尺寸的要求。，以及對(duì)構(gòu)造尺寸的要求。 2. 鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇 1傳動(dòng)比傳動(dòng)比i。通常鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比。通常鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比i7，引薦，引薦i=23.5。當(dāng)任。當(dāng)任務(wù)速度較低務(wù)速度較低(v2ms)且載荷平穩(wěn)、傳動(dòng)外廓尺寸不受限制時(shí)，且載荷平穩(wěn)、傳動(dòng)外廓尺寸不受限制時(shí)， 允許允許i10。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-11 小鏈輪齒數(shù)小鏈輪齒數(shù)z1與鏈速與鏈速 2 鏈輪齒數(shù)z1、z2。為減小鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷，提高傳動(dòng)平穩(wěn)性，小鏈輪齒數(shù)不宜過少，可參照鏈速(見表7-11)和傳動(dòng)比i選取(見表7-12)，引薦z1 =29-2i。當(dāng)鏈速很低并要

56、求構(gòu)造緊湊時(shí)， 也可取小鏈輪最少齒數(shù)zmin=9。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-12 小鏈輪齒數(shù)小鏈輪齒數(shù)z1與傳動(dòng)比與傳動(dòng)比i第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 當(dāng)z1確定后，那么大鏈輪齒數(shù)z2=iz1，并圓整為整數(shù)。為防止跳齒和脫鏈景象，減小傳動(dòng)外廓尺寸和分量， 大鏈輪齒數(shù)不宜太多，普通應(yīng)使z2120。 從減小傳動(dòng)速度不均勻性和動(dòng)載荷思索，小鏈輪齒數(shù)z1應(yīng)遭到鏈速的限制(見表7-11)；而從限定大鏈輪齒數(shù)和減小傳動(dòng)尺寸出發(fā)，小鏈輪齒數(shù)z1亦遭到傳動(dòng)比的制約(見表7-12)。通常在設(shè)計(jì)中，可先由表7-12按傳動(dòng)比選定小鏈輪齒數(shù)z1，表7-11用于鏈速的核驗(yàn)。 由于鏈節(jié)數(shù)常為偶數(shù)，思索到鏈條和鏈輪輪齒

57、的均勻磨損， 鏈輪齒數(shù)普通應(yīng)取與鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)。鏈輪齒數(shù)優(yōu)選數(shù)列： 17、 19、 21、 23、 25、 38、 57、 76、 95、 114。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 3 鏈節(jié)距p和排數(shù)。在一定條件下，鏈節(jié)距越大，承載才干越高，但傳動(dòng)平穩(wěn)性降低，動(dòng)載荷及噪音隨之加大。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選用小節(jié)距的單排鏈，高速重載時(shí)可選用小節(jié)距的多排鏈。 適宜選用的鏈節(jié)距p可根據(jù)單排鏈的額定功率Po和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1從圖7-25查出。但當(dāng)鏈傳動(dòng)實(shí)踐任務(wù)條件與額定功率Po值的制定條件不一樣時(shí)，需引入一系列相應(yīng)的系數(shù)對(duì)Po 值加以修正，才干得到鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率PC(kW)。 pzACKKPKP (7-34)

58、 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 式中： P傳送的功率；KA工況系數(shù)， 見表7-13； Kz小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見表7-14； Kp多排鏈系數(shù)，見表7-15。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-13 任務(wù)情況系數(shù)任務(wù)情況系數(shù) 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 表表7-14 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 4 中心距a和鏈節(jié)數(shù)Lp。中心距的大小對(duì)鏈傳動(dòng)的任務(wù)性能也有較大的影響。中心距過小，鏈在小鏈輪上的包角減小， 且鏈的循環(huán)頻率添加而影響傳動(dòng)壽命；中心距過大，傳動(dòng)外廓尺寸加大，且易因鏈條松邊垂度太大而產(chǎn)生抖動(dòng)。普通初選中心距a0=(3050)p，最大可為amax=80p。 鏈條的長度普通用節(jié)數(shù)

59、Lp表示，Lp=L/p，L為鏈長。根據(jù)帶長的計(jì)算公式式(7-20)，可導(dǎo)出鏈節(jié)數(shù)的計(jì)算公式 21202100222zzapzzpaLp7-35 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 初算出的鏈節(jié)數(shù)Lp0，必需圓整為相近的整數(shù)Lp，最好為偶數(shù)， 以防止運(yùn)用過渡鏈節(jié)。根據(jù)鏈節(jié)數(shù)Lp，就能算出鏈傳動(dòng)的實(shí)踐中心距 2122212128224zzzzLzzLpapp 普通情況下，a和a0相差很小，亦可由下式近似計(jì)算 pLLaapp2007-37 為了便于鏈條的安裝和保證合理的松邊下垂量，實(shí)踐安裝中心距應(yīng)比計(jì)算中心距小25mm。中心距普通設(shè)計(jì)成可以調(diào)理的，以便鏈節(jié)鉸鏈磨損變長后能調(diào)理鏈條的張緊程度；否那么應(yīng)設(shè)有張緊安裝。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 5 鏈條作用在軸上的拉力FQ。鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)類似，在安裝時(shí)鏈條也有一定的張緊力，其目的是使鏈條任務(wù)時(shí)松邊不致過松，防止跳齒和脫鏈景象。由于張緊力的存在，所以鏈條對(duì)軸也存在作用力FQ ，普通取 FQ=(1.21.3)F 7-38 式中：F圓周力，即鏈的任務(wù)拉力由式7-4計(jì)算得到, 有沖擊、振動(dòng)時(shí)取較大值。 第7章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 【例7-2】試設(shè)計(jì)一鏈?zhǔn)奖Ｋ蜋C(jī)上的滾子鏈傳動(dòng)。知電機(jī)額定功率P=7.5kW，自動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1=960rmin，從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n2=320 rmin，載荷平穩(wěn)，中心距可以調(diào)整。要求設(shè)計(jì)此鏈傳動(dòng)。 解 選擇