機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 課件 項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（多媒體課件）項目二設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置項目目標(biāo)分析帶式輸送機(jī)傳動裝置工作過程確定傳動方案、進(jìn)行傳動零件設(shè)計完成各學(xué)習(xí)任務(wù)并自我評價、檢驗項目載體設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置。如圖2-0-1，

已知卷筒直徑D=450mm,運輸帶的有效拉力F=2200N，運輸帶速度v=1.6m/s，使用壽命5年，三班制。圖2-0-1帶式運輸機(jī)的傳動裝置任務(wù)安排任務(wù)一

傳動裝置的總體設(shè)計任務(wù)二

帶傳動設(shè)計任務(wù)三

單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計任務(wù)四

軸的設(shè)計任務(wù)五

滾動軸承的選用任務(wù)六

減速箱螺栓連接分析項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一

傳動裝置的總體設(shè)計任務(wù)目標(biāo)合理的進(jìn)行傳動裝置的總體設(shè)計。對傳動方案進(jìn)行分析提出自己合理的獨特的見解。任務(wù)引入見圖2-0-1及已知條件，對帶式運輸機(jī)傳動裝置進(jìn)行合理的總體設(shè)計。項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置一、傳動方案分析在分析傳動方案時應(yīng)注意常用機(jī)械傳動方式的特點及在布局上的要求：①帶傳動平穩(wěn)性好，能緩沖吸振，但承載能力小，宜布置在高速級；②鏈傳動平穩(wěn)性差，且有沖擊，振動，宜布置在低速級；③蝸桿傳動放在高速級時蝸輪材料應(yīng)選用錫青銅，否則可選用鋁鐵青銅；④開式齒輪傳動的潤滑條件差，磨損嚴(yán)重，應(yīng)布置在低速級；⑤錐齒輪、斜齒輪宜放在高速級。常用減速器的類型和特點見表2-1-1(略)；常用傳動機(jī)構(gòu)的性能及使用范圍見表2-1-2(略)；機(jī)械傳動和摩擦副的效率概略見表2-1-3(略)。對初步選定的傳動方案，在設(shè)計過程中還可能要不斷地修改和完善。相關(guān)知識二、選擇電動機(jī)電動機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。應(yīng)按照工作機(jī)的要求，根據(jù)選擇的傳動方案選擇電動機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中查出其型號和尺寸。電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇電動機(jī)有交流電動機(jī)和直流電動機(jī)之分，一般工廠都采用三相交流電，因而多采用交流電動機(jī)。交流電動機(jī)有異步電動機(jī)和同步電動機(jī)兩類，異步電動機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動機(jī)應(yīng)用最多。目前應(yīng)用最廣的是Y系列自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單、啟動性能好、工作可靠、價格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合，如運輸機(jī)、機(jī)床、風(fēng)機(jī)、農(nóng)機(jī)、輕工機(jī)械等。在經(jīng)常需要啟動、制動和正、反轉(zhuǎn)的場合（如起重機(jī)），則要求電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量小，過載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動機(jī)YZ型（籠型）或YZR型（繞線型）。項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計確定電動機(jī)的功率電動機(jī)功率的選擇直接影響到電動機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞。如項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計相關(guān)知識二、選擇電動機(jī)果所選電動機(jī)的功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，使電動機(jī)經(jīng)常過載而提早損壞；如果所選電動機(jī)的功率過大，則電動機(jī)經(jīng)常不能滿載運行，功率因數(shù)和效率較低，從而增加電能

消耗，造成浪費。因此，在設(shè)計中一定要選擇合適的電動機(jī)功率。課程設(shè)計的任務(wù)一般為長期連續(xù)運轉(zhuǎn)，載荷不變或很少變化的機(jī)械，確定電動機(jī)功率的原則是電動機(jī)的額定功率Ped稍大于電動機(jī)工作功率Pd，即Ped≥Pd

,這樣電動機(jī)在工作時就不會過熱。一般情況下可以不校驗電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和發(fā)熱。如圖2-1-1所示的帶式運輸機(jī)，其工作機(jī)所需要的電動機(jī)輸出功率為(2-1-1)式中：PW為工作機(jī)所需輸入功率，即指運輸帶主動端所需功率，單位為KW；η為電動機(jī)至工作機(jī)主動段之間的總效率。工作機(jī)所需功率PW由機(jī)器的工作阻力和運動參數(shù)（線速度或轉(zhuǎn)速）求得，可由設(shè)計任務(wù)書給定的工作機(jī)參數(shù)（Fv或Tn）按下式計算：相關(guān)知識(2-1-2)所以項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計(2-1-3)式中：F為工作機(jī)的工作阻力，單位為N；v為工作機(jī)卷筒的線速度，單位為m/s；ηw為工作機(jī)效率。由電動機(jī)至工作機(jī)的傳動裝置總效率η為二、選擇電動機(jī)ηwη=η1·η2·η3·η4·η5·η6(2-1-4)其中η1，η2，η3·····ηn分別為傳動裝置中各傳動副（齒輪、蝸桿、帶或鏈）、軸承、聯(lián)軸器的效率，其概略值可按表2-1-3(略)選取。由此可知，應(yīng)初選聯(lián)軸器、軸承類型及齒輪精度等級，以便于確定各部分的效率。相關(guān)知識計算傳動裝置的總效率時需注意以下幾點：①若表中所列為效率值的范圍時，一般可取中間值；②同類型的幾對傳動副、軸承或聯(lián)軸器，均應(yīng)單獨計入總效率；③軸承效率均指一對軸承的效率；④蝸桿傳動效率與蝸桿的頭數(shù)及材料有關(guān)，設(shè)計時應(yīng)先初選頭數(shù)并估計效率，待設(shè)計出蝸桿的傳動參數(shù)后再最后確定效率，并核驗電動機(jī)所需功率。確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速同一類型，相同額定功率的電動機(jī)也有幾種不同轉(zhuǎn)速。低轉(zhuǎn)速電動機(jī)的極數(shù)多，外廓尺寸及重量較大，價格較高，但可使傳動裝置的總傳動比及尺寸減小，高轉(zhuǎn)速電動機(jī)則與其相反。設(shè)計時應(yīng)綜合考慮各方面因素選取適當(dāng)?shù)碾妱訖C(jī)轉(zhuǎn)速。三相異步電動機(jī)有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min，一般多選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的電動機(jī)。項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計二、選擇電動機(jī)相關(guān)知識可由工作機(jī)的轉(zhuǎn)速要求和傳動機(jī)構(gòu)的合理傳動比范圍，推算出電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，即nd=(i1·i2·····in)nw(2-1-5)式中：nd為電動機(jī)可轉(zhuǎn)速范圍，nw為工作機(jī)主軸端的轉(zhuǎn)速；i1，i2·····，in分別為各級傳動機(jī)構(gòu)的合理傳動比范圍。Y系列電動機(jī)為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，是按照國際電工委員會(IEC)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)

計的，具有國際互換性的特點，用于空氣中不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的場所，適用于無特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運輸機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等，也用于某些需要高起動轉(zhuǎn)矩的機(jī)器上，如壓縮機(jī)。由選定的電動機(jī)類型，結(jié)構(gòu)，容量和轉(zhuǎn)速查出電動機(jī)型號，并記錄其型號，額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、中心高、軸伸尺寸、鍵聯(lián)接尺寸等（見表2-1-4(略)、表2-1-5(略)）。設(shè)計傳動裝置時，一般按實際需要的電動機(jī)輸出功率Pd計算，轉(zhuǎn)速則取滿載轉(zhuǎn)速。項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計二、選擇電動機(jī)相關(guān)知識計算總傳動比和分配傳動比由選定電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主軸端的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動裝置的總傳動比為項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計二、選擇電動機(jī)(2-1-6)對于多級傳動i為i=i1·i2·····in(2-1-7)計算出總傳動比后，應(yīng)合理地分配各級傳動比，限制傳動件的圓周速度以減小動載荷，降低傳動精度等級。分配各級傳動比時主要應(yīng)考慮以下幾點:②

各級傳動的傳動比應(yīng)在推薦的范圍內(nèi)選取，參見表2-1-3(略)。③應(yīng)使傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量較輕。如圖2-1-1所示，當(dāng)二級減速器的總中心距和總傳動比相同時，傳動比分配方案不同，減速器的外廓尺寸也不同。③應(yīng)使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，合理，避免互相干擾碰撞。例如，由帶傳動和齒輪減速器組成的傳動中，一般應(yīng)使帶傳動的傳動比小于齒輪傳動的傳動比。如果帶傳動的傳動比過大，大帶輪過大，則易使大帶輪與底座相碰，如圖2-1-2所示。相關(guān)知識項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計二、選擇電動機(jī)④在二級減速器中，高速級與低速級的大齒輪直徑應(yīng)盡量相似，以利于浸油潤滑。一般對于展開式二級圓柱齒輪減速器，推薦高速級傳動比取i1=(1.3～1.5)i2，同軸式減速器則取i1=i2。傳動裝置的實際傳動比要由選定的齒輪齒數(shù)或帶輪基準(zhǔn)直徑準(zhǔn)確計算，因而很可能與設(shè)定的傳動比之間有誤差。一般允許工作機(jī)實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對誤差為±(3~5)%。圖2-1-1兩種傳動比分配方案的外廓尺寸比較圖2-1-2帶輪與底座相碰任務(wù)實施項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計圖2-1-3展開式一、二級圓柱齒輪減速器進(jìn)行傳動方案的設(shè)計帶傳動的特點及在布局上的要求為：帶傳動平穩(wěn)、性能好、能緩沖吸振，但承載能力小，宜布置在高速級。一級圓柱齒輪減速器如圖2-1-3，轉(zhuǎn)動比一般小于5，使用直齒、斜齒或人字齒齒輪，傳遞功率可達(dá)數(shù)萬千瓦，效率較高。工藝簡單，精度易于保證，一般工廠均能制造，應(yīng)用廣泛。和水平軸相比展開式二級圓柱齒輪減速器轉(zhuǎn)動比過大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪多，轉(zhuǎn)動效率降低。展開式由于齒輪相對與軸承為不對稱布置，固而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大的剛度。機(jī)械設(shè)計手冊中機(jī)械傳動和摩擦副的效率查得帶式輸送機(jī)傳動裝置中機(jī)械傳動所需要的傳動效率數(shù)據(jù)如表2-1-6。任務(wù)實施項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計表2-1-6設(shè)計所需要的數(shù)據(jù)傳動電動機(jī)選擇選擇電動機(jī)類型按已知的工作要求和條件，選擇Y型全封閉籠型三相異步電動機(jī)。1)工作機(jī)所需要的電動機(jī)輸出功率為選擇電動機(jī)功率8級精度的一般齒輪傳動η=0.97V帶傳動η=0.96彈性聯(lián)軸器η=0.99球軸承η=0.99單級圓柱齒輪減速器η=0.98卷筒η=0.96所以任務(wù)實施總效率為項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計ηwη=η1·η2·η3·η4·η5·η6=0.96×0.99×0.97×0.99×0.99×0.96=0.87式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分別是帶傳動、齒輪傳動的軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器、卷筒軸的軸承及卷筒的效率。2)確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速按推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動的傳動比i′=2～4，單級齒輪傳動比i′=3～5，則合理總數(shù)傳動比的范圍為i′=6～20。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可能范圍為由表2-1-5查出有三種適用的電動機(jī)型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況見表2-1-7。方案3電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，外輪廓尺寸及重量較大，價格較高，雖然總傳動比不大，但因電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，導(dǎo)致傳動裝置尺寸較大。方案1

電動機(jī)轉(zhuǎn)速較高，但總傳動比大，傳動裝置尺寸較大。方案2

比較合適。固選擇電動機(jī)型號為Y132M2-6。任務(wù)實施項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計?。篿1=3.14，i2=4方案型號額定功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩總傳動比帶齒輪1Y132S-45.514402.22Y132M2-65.59602.012.573.1443Y160M2-85.57202.0表2-1-7三種電動機(jī)型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比計算總傳動比并進(jìn)行傳動比分配計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸Ⅱ軸任務(wù)實施項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)一 傳動裝置的總體設(shè)計各軸的輸入功率Ⅰ軸Ⅱ軸卷筒軸各軸輸入轉(zhuǎn)矩Ⅰ軸Ⅱ軸

卷筒軸任務(wù)二帶傳動設(shè)計任務(wù)目標(biāo)認(rèn)識帶傳動的類型、特點和應(yīng)用能提出提高帶傳動的工作能力的措施能根據(jù)使用要求進(jìn)行帶傳動的設(shè)計掌握滾子鏈的結(jié)構(gòu)，掌握鏈傳動的特性及應(yīng)用任務(wù)引入已知：電動機(jī)額定功率P=5.5kW，n=960r/min，i=3.14，使用壽命5年，三班制。設(shè)計帶式輸送機(jī)單級直齒圓柱齒輪減速器中的帶傳動。項目二

設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識在金屬切割機(jī)床、汽車、農(nóng)機(jī)等各種機(jī)械傳動系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用著帶傳動。如圖2-2-1所示，帶傳動一般由固聯(lián)于主動軸上的帶輪1（主動輪）。固聯(lián)于從動軸的帶輪2（從動輪）和緊套在兩輪上的撓性帶3及機(jī)架4組成。當(dāng)原動機(jī)驅(qū)動帶輪1（即主動輪）轉(zhuǎn)動時，依靠帶與帶輪表面間的摩擦力，從動輪轉(zhuǎn)動，從而傳遞運動和動力。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置圖2-2-1帶傳動按傳動原理分①摩擦帶傳動?？繋c帶輪表面間的摩擦力實現(xiàn)傳動，如V帶傳動、平帶傳動等。②嚙合帶傳動?？繋?nèi)側(cè)凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實現(xiàn)傳動，如同步帶傳動。按用途分①傳動帶。傳動運動和動力用。②輸送帶。輸送物品用。按傳動帶的截面形狀分①平帶。如圖2-2-2a所示，平帶的截面形狀為矩形，內(nèi)表面為工作面。常用的平帶有編織帶和強力錦綸帶等。②V帶。V帶的截面形狀為梯形，兩側(cè)面為工作表面，如圖2-2-2b所示。傳動時V帶與輪槽兩側(cè)面接觸，在同樣壓緊力FQ的作用下，V帶的摩擦力比平帶大，傳遞功率也較大，且結(jié)構(gòu)緊湊。③多楔帶。如圖2-2-3所示，它是在平帶基體上由多根V帶組成的傳劫帶。多楔帶結(jié)構(gòu)緊湊，可傳遞很大的功率。④圓形帶。橫截面為圓形，如圖2-2-4所示。只用于小功率傳動。⑤同步帶?？v截面為齒形，如圖2-2-5所示。按帶傳動的形式分帶傳動的主要形式及各種形式對各帶型的適用性如表2-2-1(略)所列。應(yīng)該注意Ⅴ帶傳動一般均采用開口傳動形式。相關(guān)知識任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置一、帶傳動的類型、特點和應(yīng)用帶傳動的類型一般情況下，帶傳動傳動的功率P≤100kW，帶速v=5～25m/s，平均傳動比i≤5，傳動效率為94%～97%。高速帶傳動的帶速可達(dá)60～100m/s，傳動比i≤7。同步齒形帶的帶速為40～50m/s，傳動比i≤10，傳動功率可達(dá)200kW，效率高達(dá)98%～99%。相關(guān)知識任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置一、帶傳動的類型、特點和應(yīng)用圖2-2-2平帶和V帶圖2-2-3多楔帶圖2-2-4圓形帶圖2-2-5同步帶相關(guān)知識任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置一、帶傳動的類型、特點和應(yīng)用帶傳動的特點和應(yīng)用帶傳動屬于撓性傳動，傳動平穩(wěn)，噪聲小，可緩沖吸振。過載時，會在帶輪上打滑，從而起到保護(hù)其他傳動件免受損壞的作用。帶傳動允許較大的中心距，結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)較方便，且成本低廉。但由于帶與帶輪之間存在滑動，傳動比不能嚴(yán)格保持不變。帶傳動的傳動效率較低，帶的壽命一般較短，不宜在易燃易爆場合下工作。相關(guān)知識二、V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)V帶都制成無接頭的環(huán)形帶，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖2-2-6所示。V帶由包布層、伸張層、強力層、壓縮層組成。強力層的結(jié)構(gòu)型式有簾布結(jié)構(gòu)（圖2-2-6a）和線繩結(jié)構(gòu)（圖2-2-6b）兩種。圖2-2-6V帶的結(jié)構(gòu)簾布結(jié)構(gòu)抗拉強度高，但柔韌性及抗彎曲強度不如線繩結(jié)構(gòu)好。線繩結(jié)構(gòu)Ⅴ帶適用于轉(zhuǎn)速高、帶輪直徑較小的場合。V帶和V帶輪有兩種尺寸制，即基準(zhǔn)寬度制和有效寬度制,本書采用基準(zhǔn)寬度制。普通V帶的尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，按截面尺寸由小至大的順序分為Y、Z、A、B、C、D、E

7種型號（見表2-2-2）。在同樣條件下；截面尺寸大則傳遞的功率就大。表2-2-2

V帶（基準(zhǔn)寬度制）的截面尺寸（GB/T11544-2012）

mm任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識二、V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)帶型節(jié)寬bp基本尺寸普通V帶窄V帶頂寬b帶高h(yuǎn)楔角Y5.364Z(舊國際O型)SPZ8.51068ASPA11.013810BSPB14.0171114CSPC19.0221418V帶繞在帶輪上產(chǎn)生彎曲，外層受拉伸變長，內(nèi)層受壓縮變短,兩層之間存在一長度不變的中性層。中性層面稱為節(jié)面,節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬bp（見表2-2-2中插圖）。普通V帶的截面高度無與其節(jié)寬bp的比值已標(biāo)準(zhǔn)化（為0.7）。V帶裝在帶輪上，和節(jié)寬bp相對應(yīng)的帶輪直徑稱為基準(zhǔn)直徑，用dd表示，基準(zhǔn)直徑系列見表2-2-3(略)。V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度稱為基準(zhǔn)長度Ld，它用于帶傳動的幾何計算。V帶的基準(zhǔn)長度Ld已標(biāo)準(zhǔn)化。窄V帶的截面高度h與其節(jié)寬bp之比為0.9，窄V帶的強力層采用高強度繩芯。按國家標(biāo)準(zhǔn)，窄

V帶截面尺寸分為SPZ、SPA、SPB、SPC四個型號（見表2-2-2）。窄V帶具有普通V帶的特點，并

且能承受較大的張緊力。當(dāng)窄V帶帶高與普通V帶相同時，其帶寬較普通V帶約小1/3，而承載能力可提高1.5～2.5倍，因此適用于傳遞大功率且傳動裝置要求緊湊的場合。普通V帶和窄V帶的標(biāo)記由帶型、基準(zhǔn)長度和標(biāo)準(zhǔn)號組成。例如:A型普通V帶，基準(zhǔn)長度為1400mm，其標(biāo)記為A-1400

GB/T

11544-2012帶的標(biāo)記通常壓印在帶的外表面上，以便選用識別。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識二、V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)V帶輪的設(shè)計要求帶輪應(yīng)具有足夠的強度和剛度；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量小且分布均勻，結(jié)構(gòu)工藝性好，便于制造；帶輪工作表面應(yīng)光滑，以減少帶的磨損。當(dāng)5m/s<v<25m/s時，帶輪要進(jìn)行靜平衡，v<25m/s時帶輪則應(yīng)進(jìn)行動平衡。帶輪的材料帶輪材料常采用鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等，灰鑄鐵應(yīng)用最廣。當(dāng)帶速v≤25m/s時采用HT150；當(dāng)v=25～45m/s時采用HT200；當(dāng)v≥25～45m/s時，則應(yīng)采用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼，也可采用鋼板沖壓后焊接帶輪。小功率傳動時帶輪可采用鑄鋁或塑料等材料。帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪由輪緣、腹板(輪輻)和輪轂三部分組成。輪槽尺寸見表2-2-5。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識二、V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)普通V帶輪的結(jié)構(gòu)V帶輪的結(jié)構(gòu)型式V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為：①S型——實心帶輪，如圖2-2-7a所示；②P型——腹板帶輪，如圖2-2-7b所示；③H——孔板帶輪，如圖2-2-7c所示；④E型——橢圓輪輻帶輪，如圖2-2-7d所示。每種型式還根據(jù)輪轂相對于腹板（輪輻）位置的不同分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等幾種，如圖2-2-7所示。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識二、V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)圖2-2-7V帶輪的結(jié)構(gòu)V帶輪的結(jié)構(gòu)形式及腹板（輪輻）厚度的確定可參閱有關(guān)設(shè)計手冊。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識三、帶傳動的工作能力分析帶傳動的受力分析為保證帶傳動正常工作，傳動帶必須以一定的張緊力緊套在帶輪上。當(dāng)傳動帶靜止時，帶兩邊承受相等的拉力，稱為初拉力F0，如圖2-2-8a所示。當(dāng)傳動帶傳動時，由于帶與帶輪接觸面間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力不再相等，如圖2-2-8b所示。繞入主動輪的一邊被拉緊，拉力由F0增大到F1，稱為緊邊；繞入從動輪的一邊被放松，拉力由F0減少為F2，稱為松邊。設(shè)環(huán)形帶的總長度不變，則緊邊拉力的增加量F1-F0應(yīng)等于松邊拉力的減少量F0-F2，即F0=(F1+F2)(2-2-1)帶兩邊的拉力之差F稱為帶傳動的有效拉力。實際上F是帶與帶輪之間摩擦力的總和，在最大靜摩擦力范圍內(nèi)，帶傳動的有效拉力F與總摩擦力相等，F(xiàn)同時也是帶傳動所傳遞的圓周力，即F=F1-F2(2-2-2)帶傳動所傳遞的功率為(2-2-3)式中：P為傳遞功率，單位為kW；F為有效圓周力，單位為N；v為帶的速度，單位為m/s。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識三、帶傳動的工作能力分析）；α為包角，即帶與小帶輪接帶輪接觸面間的摩擦系數(shù)（V帶用當(dāng)量摩擦系數(shù)fv代替f，觸弧所對的中心角，單位為rad。圖2-2-8帶傳動的工作原理圖在初拉力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該極限值時，帶在帶輪上將發(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,因此應(yīng)避免出現(xiàn)帶打滑現(xiàn)象。當(dāng)傳動帶與帶輪表面間即將打滑，摩擦力達(dá)到最大值，即有效圓周力達(dá)到最大值。此時，忽略離心力的影響，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，即(2-2-4)式中：F1、F2分別為帶的緊邊拉力和松邊拉力，單位為N；e為自然對數(shù)的底，e≈2.718；f為帶與任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識三、帶傳動的工作能力分析由式2-2-1、式2-2-2和式2-2-4可得(2-2-5)上式表明，帶所傳遞的圓周力F與下列因素有關(guān)：①初拉力F0。F與F0成正比，增大初拉力F0，帶與帶輪間正壓力增大，則傳動時產(chǎn)生的摩擦力就越大，故F越大。但F0過大會加劇帶的磨損,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。f與帶和帶輪的材料、表面狀況、工作環(huán)境、條件等有關(guān)。③包角α。F隨α的增大而增大。因為增加α?xí)拐麄€接觸弧上摩擦力的總和增加，從而提高傳動能力。因此水平裝置的帶傳動常將松邊放置在上邊，以增大包角。由于大帶輪的包α2大于小帶輪的包角α1，打滑首先在小帶輪上發(fā)生，所以只需考慮小帶輪的包角α1。聯(lián)立式2-2-2和式2-2-4，可得帶傳動在不打滑條件下所能傳遞的最大圓周力為(2-2-6)任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識三、帶傳動的工作能力分析帶傳動的應(yīng)力分析帶傳動工作時，帶中的應(yīng)力由以下三部分組成：①由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力松邊拉應(yīng)力式中：A為帶的橫截面面積。②由離心力產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力σc工作時，繞在帶輪上的傳動帶隨帶輪作圓周運動，產(chǎn)生離心拉力Fc，F(xiàn)c的計算公式為Fc

=qv2式中：q為傳動帶單位長度的質(zhì)量，單位為kg/m，各種型號V帶的q值見表2-2-6；v為傳動帶的速度，單位為m/s。Fc作用于帶的全長上，產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力為任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識三、帶傳動的工作能力分析Fc作用于帶的全長上，產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力為③彎曲應(yīng)力σb傳動帶繞過帶輪時發(fā)生彎曲，從而產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。由材料力學(xué)得帶的彎曲應(yīng)力為式中：E為帶的彈性模量，單位為MPa；h為帶的高度，單位為mm；d為帶輪直徑，單位為mm，對于V帶輪，則為其基準(zhǔn)直徑。彎曲應(yīng)力σb只發(fā)生在帶上包角所對的圓弧部分。h越大、d越小，則帶的彎曲應(yīng)力就越大，故一般σb1>σb2(σb1為帶在小帶輪上部分的彎曲應(yīng)力，σb2為帶在大帶輪上部分的彎曲應(yīng)力)。因此為避免彎曲應(yīng)力過大，小帶輪的直徑不能過小。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識三、帶傳動的工作能力分析帶在工作時的應(yīng)力分布情況如圖2-2-9所示。由此可知帶是在變應(yīng)力情況下工作的，故易產(chǎn)生疲勞破壞。當(dāng)帶在緊邊進(jìn)人小帶輪時應(yīng)力達(dá)到最大值，其值為σmax=σ1+σc+σb1為保證帶具有足夠的疲勞壽命，應(yīng)滿足σmax=σ1+σc+σb1

≤[σ]1(2-2-7)式中：[σ]為帶的許用應(yīng)力。[σ]是在α1=α2=180°、規(guī)定的帶長和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、載荷平穩(wěn)等條件下通過試驗確定的。圖2-2-9帶的應(yīng)力分布任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識三、帶傳動的工作能力分析帶傳動的彈性滑動和傳動比傳動帶是彈性體，受到拉力后會產(chǎn)生彈性伸長，伸長量隨

拉力大小的變化而改變。帶由緊邊繞過主動輪進(jìn)人松邊時，帶內(nèi)拉力由F1減小為F2，其彈性伸長量也由δ1減小為δ2。這說明帶在繞經(jīng)帶輪的過程中，相對于輪面向后收縮了Δδ(Δδ=δ1-δ2)，帶與帶輪輪面間出現(xiàn)局部相對滑動，導(dǎo)致帶的速度逐漸小于主動輪的圓周速度，如圖2-2-10所示。同樣，當(dāng)帶由松邊繞過從動輪進(jìn)入緊邊時，拉力增加，帶逐漸被拉長，沿輪面產(chǎn)生向前的彈性滑動，使帶的速度逐漸大于從動輪的圓周速度。這種由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的滑動稱為彈性滑動。圖2-2-10帶傳動的彈性滑動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，彈性滑動是不可避免的。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識三、帶傳動的工作能力分析帶的彈性滑動使從動輪的圓周速度v2低于主動輪的圓周速度v1，其速度的降低率用滑動率ε表示，即式中：n1、n2分別為主動輪、從動輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；d1、d2分別為主動輪、從動輪的直徑，單位為mm，對V帶傳動則為帶輪的基準(zhǔn)直徑。由上式得帶傳動的傳動比為(2-2-8)從動輪的轉(zhuǎn)速為(2-2-9)因帶傳動的滑動率ε=0.01～0.02，其值很小，所以在一般傳動計算中可不予考慮。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識四、V帶傳動的設(shè)計帶傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則由帶傳動的工作情況分析可知，帶傳動的主要失效形式為打滑和帶的疲勞破壞（如脫層、撕裂或拉斷）等。因此，帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是：在傳遞規(guī)定功率時不打滑，同時具有足夠的疲勞強度和一定的使用壽命，即滿足于式（2-2-6）和式（2-2-7）。單根V帶傳遞的功率在包角α=180°、特定帶長、工作平穩(wěn)的條件下，單根普通V帶的基本額定功率P0見表2-2-7和2-2-8。當(dāng)實際工作條件與確定P0值的特定條件不同時，應(yīng)對查得的單根V帶的基本額定功率P0值加以修正。修正后即得實際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率[P0]，[P0]的計算公式為(2-2-10)(2-2-11)任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識四、V帶傳動的設(shè)計式中ΔP0為功率增量，考慮傳動比i≠1時，帶在大輪上的彎曲應(yīng)力較小，故在壽命相同的條件下，可傳遞的功率應(yīng)比基本額定功率P0大；K為包角系數(shù)，考慮α≠180°時α對傳遞功率的影響，查圖2-2-11。1-V帶傳動2-平帶傳動圖2-2-11小帶輪包角系數(shù)KL為帶長修正系數(shù)，考慮帶為非特定長度時帶長對傳遞功率的影響，查表2-2-4；Kb為彎曲影響系數(shù)，考慮i≠1時不同帶型彎曲應(yīng)力差異的影響，查表2-2-9(略)；n1為小帶輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min；K為傳動比系數(shù)，考慮i≠1時帶繞經(jīng)兩輪的彎曲應(yīng)力差異對ΔP0的影響，查表2-2-10(略)。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識四、V帶傳動的設(shè)計(2-2-12)Pc=KAP式中：ΚA為工作情況系數(shù)，查表2-2-11(略)可得。選擇V帶的型號。根據(jù)計算功率Pc和主動輪轉(zhuǎn)速n1，由圖2-2-12選擇V帶型號。當(dāng)所選的坐標(biāo)點在圖中兩種型號分界線附近時，可先選擇兩種型號分別進(jìn)行計算，然后擇優(yōu)選用。確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2。帶輪直徑小可使傳動結(jié)構(gòu)緊湊，但另一方面彎曲應(yīng)力大，使帶的壽命降低。設(shè)計時應(yīng)取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1≥ddmin，ddmin值查表2-2-6。忽略彈性滑動的影響，

dd2=dd1·n1/n2，dd1、dd2宜取標(biāo)準(zhǔn)值（查表2-2-3）。V帶傳動的設(shè)計步驟和方法設(shè)計V帶傳動時，一般已知條件是：傳動的工作情況，傳遞的功率P，兩輪轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動比i）以及空間尺寸要求等。具體的設(shè)計內(nèi)容有：確定V帶的型號、長度和根數(shù)，傳動中心距及帶輪直徑，畫出帶輪零件圖等。1)確定計算功率。計算功率Pc是根據(jù)傳遞的額定功率（如電動機(jī)的額定功率）P，并考慮載荷性質(zhì)以及每天運轉(zhuǎn)時間的長短等因素的影響而確定的，即任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識四、V帶傳動的設(shè)計4)驗算帶速。(2-2-13)帶速太高會使離心力增大，使帶與帶輪間的摩擦力減小，傳動中容易打滑。另外單位時間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)也增多，降低傳動帶的工作壽命。若帶速太低，則當(dāng)傳遞功率一定時，使傳遞的圓周力增大，帶的根數(shù)增多。一般應(yīng)使ν>5m/s，一般取ν=10～15m/s為最佳。對于普通V帶應(yīng)使νmax≤25～30m/s，對于窄Ⅴ帶應(yīng)使νmax≤35～

40m/s。如帶速超過上述范圍，應(yīng)重選小帶輪直徑dd1。圖2-2-12普通V帶（基準(zhǔn)寬度制）選型圖任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識四、V帶傳動的設(shè)計5)初定中心距a和基準(zhǔn)帶長Ld。傳動中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動帶較短，包角減小，且?guī)У睦@轉(zhuǎn)次數(shù)增多，降低了帶的壽命，致使傳動能力降低。如果中心距過大則結(jié)構(gòu)尺寸增大，當(dāng)帶速較高時帶會產(chǎn)生顫動。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)要求或按下式初步確定中心距a0(2-2-14)由帶傳動的幾何關(guān)系可得帶的基準(zhǔn)長度計算公式：(2-2-15)L0為帶的基準(zhǔn)長度計算值，查表2-2-4可選定帶的基準(zhǔn)長度Ld，而實際中心距a由下式近似確定(2-2-16)考慮到安裝調(diào)整和補償初拉力的需要，應(yīng)將中心距設(shè)計成可調(diào)式，有一定的調(diào)整范圍，一般取任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識四、V帶傳動的設(shè)計6)校驗小帶輪包角α1(2-2-17)一般應(yīng)使α1≥120o（特殊情況下允許≥90°），若不滿足此條件，可適當(dāng)增大中心距或減小兩帶輪的直徑差，也可以在帶的外側(cè)加壓帶輪，但這樣做會降低帶的使用壽命。確定V帶根數(shù)Z(2-2-18)帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)。為使各帶受力均勻，根數(shù)不宜過多，一般應(yīng)滿足Z<10。如計算結(jié)果超出范圍，應(yīng)改選V帶型號或加大帶輪直徑后重新設(shè)計。單根V帶的初拉力F0。F0的大小是保證帶傳動正常工作的重要因素。如果過小，產(chǎn)生的摩擦力小，易發(fā)生打滑；如果過大，使帶疲勞壽命降低，軸和軸承上壓力加大。對于V帶既要保證傳動功率，又不能出現(xiàn)打滑，單根Ⅴ帶最適宜的初拉力F0為(2-2-19)任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識四、V帶傳動的設(shè)計由于新帶易松弛，對不能調(diào)整中心距的普通V帶傳動，安裝新帶時的初拉力應(yīng)為計算值的1.5倍。9)帶傳動作用在帶輪軸上的壓力FQ。V帶的張緊對軸、軸承產(chǎn)生的壓力會影響軸、軸承的強度和壽命。為簡化其運算，一般按靜止?fàn)顟B(tài)下帶輪兩邊均作用初拉力FQ進(jìn)行計算（如圖2-2-13所示），得(2-2-20)圖2-2-13帶傳動作用在軸上的壓力任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識四、V帶傳動的設(shè)計帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計。參見前面所述帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容。設(shè)計出帶輪結(jié)構(gòu)后還要繪制帶輪零件圖。設(shè)計結(jié)果。列出帶型號、帶的基準(zhǔn)長度Ld、帶的根數(shù)Z，帶輪直徑dd1、dd2、中心距a，軸上壓力FQ等。相關(guān)知識五、帶傳動的張緊調(diào)整中心距方式定期張緊定期調(diào)整中心距以恢復(fù)張緊力。常見的有滑道式（圖2-2-14a）和擺架式（圖2-2-14b）兩種，一般通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)中心距?；朗竭m用于水平傳動或傾斜不大的傳動場合。自動張緊自動張緊將裝有帶輪的電動機(jī)安裝在浮動的擺架上，利用電動機(jī)的自重張緊傳動帶，通過載荷的大小自動調(diào)節(jié)張緊力，如圖2-2-15所示。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識五、帶傳動的張緊張緊輪方式若帶傳動的軸間距不可調(diào)整時，可采用張緊輪裝置。調(diào)位式內(nèi)張緊輪裝置（圖2-2-16a）擺錘式內(nèi)張緊輪裝置（圖2-2-16b）圖2-2-14帶的定期張緊裝置圖2-2-15帶的自動張緊裝置任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識五、帶傳動的張緊張緊輪一般設(shè)置在松邊的內(nèi)側(cè)且靠近大輪處。若設(shè)置在外側(cè)時，則應(yīng)使其靠近小輪，這樣可以增加小帶輪的包角，提高帶的疲勞強度。圖2-2-16張緊輪裝置任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識六、帶傳動的安裝與維護(hù)帶輪的安裝平行軸傳動時，各帶輪的軸線必須保持規(guī)定的平行度。各輪寬的中心線，V帶輪、多楔帶輪的對應(yīng)輪槽中心線，平帶輪面凸弧的中心線均應(yīng)共面且與軸線垂直，否則會加速帶的磨損，降低帶的壽命，如圖2-2-17所示。傳動帶的安裝①通常應(yīng)通過調(diào)整各輪中心距的方法來裝帶和張緊。切忌硬將傳動帶從帶輪上拔下或扳上，嚴(yán)禁用撬棍等工具將帶強行撬入或撬出帶輪。圖2-2-17兩帶輪的相對位置帶傳動的安裝②在帶輪軸間距不可調(diào)而又無張緊輪的場合下，安裝聚酰胺片基平帶時，應(yīng)在帶輪邊緣墊布以防刮破傳動帶，并應(yīng)邊轉(zhuǎn)動帶輪邊套帶。安裝同步帶時在多處同時緩慢地將帶移動，以保持帶能平齊移動。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識六、帶傳動的安裝與維護(hù)③同組使用的V帶應(yīng)型號相同、長度相等，不同廠家生產(chǎn)的V帶、新舊不V帶不能同組使用。④安裝V帶時，應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊。對于中等中心距的帶傳動，也可憑經(jīng)驗張緊，帶的張緊程度以大拇指能將帶按下15mm為宜，如圖2-2-18所示。⑤新帶使用前，最好預(yù)先拉緊一段時間后再使用。圖2-2-18

V帶的張緊程度帶傳動的維護(hù)①帶傳動裝置外面應(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帶。②帶傳動不需潤滑，禁止往帶上加潤滑油或潤滑脂，應(yīng)及時清理帶輪槽內(nèi)及傳動帶上的油污。③應(yīng)定期檢查膠帶，如有一根松弛或損壞則應(yīng)全部更換新帶。④帶傳動的工作溫度不應(yīng)超過60℃。⑤如果帶傳動裝置需閑置一段時間后再用，應(yīng)將傳動帶放松。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動以平均傳動比準(zhǔn)確；鏈的張緊力?。畬S的載荷??；傳動效率高；在同樣條件下鏈傳動比帶傳動結(jié)構(gòu)緊湊，且能在較高溫度和有油污、潮濕等惡劣環(huán)境條件下工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動制造和安裝精度較低；可用于中心距較大的兩軸間傳動。圖2-2-19鏈傳動簡圖鏈傳動的特點及應(yīng)用鏈傳動廣泛應(yīng)用于運輸、起重、建筑、化工等各種機(jī)械的動力傳動中。如圖2-2-19示，它是以鏈作為中間撓性件，通過鏈和鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。與帶傳動相比，因鏈傳動是嚙合傳動，無滑動，所鏈傳動的主要缺點是：瞬時鏈速和瞬時傳動比是變化的，故傳動不平穩(wěn)、振動沖擊和噪聲較大，不適于載荷變化很大和急速反轉(zhuǎn)的傳動。因此，鏈傳動常用于要求兩軸中心距較大，平均傳動比準(zhǔn)確，而對瞬時傳動比沒有嚴(yán)格要求的場合。1-主動鏈輪2-從動鏈輪3-鏈條任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動滾子鏈滾子鏈的結(jié)構(gòu)如圖2-2-20所示。它是由內(nèi)鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5所組成。其中，內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間分別為過盈配合；套筒與銷軸之間、滾子與套筒之間分別為間隙配合。當(dāng)鏈嚙合或脫出鏈輪輪齒時，內(nèi)、外鏈板屈伸，套筒在銷軸上自由轉(zhuǎn)動。滾子的作用是減少鏈輪輪齒與套筒之間的摩擦和磨損。內(nèi)、外鏈板均制成"8"字形，以使鏈板各橫截面大致等強度，并可減輕重量。1-內(nèi)鏈板2-外鏈板3-銷軸4-套筒5-滾子圖2-2-20滾子鏈鏈和鏈輪任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動將幾條單排鏈并列，用長銷軸聯(lián)接起來稱多排鏈。圖2-2-21所示為雙排滾子鏈。排數(shù)越多，越難使各排受力均勻，故一般不超過3、4排。4排或4排以上多排鏈須與生產(chǎn)廠協(xié)商后制造。滾子鏈相鄰兩滾子中心距離稱為鏈的節(jié)距，以p表示，它是鏈的主要參數(shù)。節(jié)距越大，鏈各部分尺寸也越大，所傳遞的功率也越大。滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，表2-2-12列出常用A系列滾子鏈的主要參數(shù)。表中鏈號乘以25.4/16mm，即為鏈節(jié)距值。圖2-2-21雙排滾子鏈任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動鏈的長度用鏈節(jié)數(shù)Lp表示，鏈節(jié)數(shù)最好取偶數(shù)，以便連接時正好使外鏈板和內(nèi)鏈板相接，接頭處可用開口銷或彈簧夾鎖緊（圖2-2-22a,b），開口銷通常用于大節(jié)距，彈簧夾一般用于小節(jié)距。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，需采用過度鏈節(jié)（圖2-2-22c）。過度鏈板不僅是制造復(fù)雜，而且鏈的承載能

力下降，故一般情況下做最好不用。但全部由過渡節(jié)組成的傳動鏈具有較好的彈性。a)開口銷

b)彈簧夾

c)過渡鏈節(jié)圖2-2-22滾子鏈的接頭形式任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動齒形鏈如圖2-2-23所示，齒形鏈有兩個齒形鏈板用鉸鏈鏈節(jié)而成，鏈板兩工作側(cè)面間夾角為60°。齒形鏈按鉸鏈形式不同可分為三種：圓銷式（圖2-2-23b）鏈銷孔與銷軸是間隙配合。軸瓦式（圖2-2-23c）在鏈板銷孔兩側(cè)有長短扇形槽各一條，相鄰兩鏈板在同一銷軸上相間排列，即長短扇形槽相間排列，在銷孔中裝人銷軸后，在銷軸左右的槽中嵌人與短扇形槽相匹配的軸瓦，由兩軸瓦和銷軸組成鉸鏈。當(dāng)相鄰兩鏈節(jié)相對轉(zhuǎn)動時，左右兩軸瓦將各在其長扇形槽中擺動，軸瓦內(nèi)面與銷軸接觸表面作相對滑動。滾柱式（圖2-2-23d）無銷軸，鉸鏈由兩個具有曲面的棱柱銷組成。兩棱柱銷各自固定在相應(yīng)的鏈板孔中，當(dāng)鏈工作時，相鄰兩鏈節(jié)的相對轉(zhuǎn)動是靠兩棱柱銷工作面作相對滾動來實現(xiàn)的。齒形鏈與滾子鏈相比，具有工作平穩(wěn)、噪聲小、耐沖擊、允許較高的鏈速等優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、價格貴，主要用于高速轉(zhuǎn)動。1-銷軸2-軸瓦3-棱柱銷圖2-2-23齒形鏈任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動滾子鏈鏈輪滾子鏈鏈輪的齒形已標(biāo)準(zhǔn)化，在GB/T

6069—2017中雖然沒有規(guī)定具體的鏈輪齒形，但規(guī)定了最大和最小齒槽形狀，在這兩個極限齒槽形狀之間的各種標(biāo)準(zhǔn)齒形均可以使用。如圖2-2-24所示為目前常用的一種三圓弧一直線齒形，齒廓工作表面aAa/由三圓弧二、3、2和一直線G組成。當(dāng)選用這種齒形并用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)刀具加工時，鏈輪端面齒形在工作圖上不必畫出，只須注明齒形按GB/T

6069—2017附錄的規(guī)定制造即可，但鏈輪的軸向齒形（圖2-2-25）須畫出。軸向尺寸和齒形可參閱有關(guān)設(shè)計手冊。圖2-2-24滾子鏈鏈輪端面齒形圖2-2-25滾子鏈鏈輪軸向齒形任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動1)鏈輪主要尺寸計算公式分度圓直徑(2-2-21)齒頂圓直徑齒根圓直徑式中：d1——滾子外徑（mm）。(2-2-22)df=d-d1(2-2-23)2)鏈輪的材料鏈輪的材料應(yīng)滿足強度和耐磨性要求?？筛鶕?jù)尺寸大小和工作條件選擇合金鋼、碳鋼、鑄鐵等。推薦的鏈輪材料和表面硬度見表2-2-13(略)?？紤]到小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)多，磨損、沖擊較大，為使兩鏈輪的壽命相接近，小鏈輪材料的強度和齒面硬度比大鏈輪要高些。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動3)鏈輪結(jié)構(gòu)。鏈輪的結(jié)構(gòu)如圖2-2-26所示。按鏈輪直徑的不同可采用實心式（圖2-2-26a）,輻板式（圖2-2-26b）、輪輻式（圖2-2-26c）、齒圈式（圖2-2-26d）等結(jié)構(gòu)。選用多排鏈時，可采用多排輪，圖2-2-26e所示為雙排輻板式鏈輪結(jié)構(gòu)。圖2-2-26鏈輪的結(jié)構(gòu)任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動鏈傳動的失效形式鏈板疲勞破壞鏈在傳動時，其各元件都是在變應(yīng)力作用下工作，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板將出現(xiàn)疲勞破壞。在正常潤滑條件下，鏈板疲勞強度是限定鏈傳動承載能力的主要因素。鉸鏈的磨損鏈傳動時，由于鉸鏈的銷軸與套筒間承受較大的壓力，彼此間因有相對轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生磨損。磨損后使鏈節(jié)距變長，極易引起跳鏈或脫鏈。對開式鏈傳動，潤滑不良或工作環(huán)境惡劣，磨損是主要失效形式。滾子和套筒的沖擊疲勞破壞在鏈傳動中，由于反復(fù)起動、制動或反轉(zhuǎn)時產(chǎn)生較大慣性沖擊，使銷軸、套筒、滾子產(chǎn)生沖擊疲勞破壞。銷軸與套筒的膠合鏈傳動在高速下工作時，鏈節(jié)嚙入時受到較大沖擊和振動，使銷軸與套筒間的油膜破裂，而導(dǎo)致磨損過大，發(fā)熱多，以至產(chǎn)生膠合。鏈的過載拉斷當(dāng)鏈速很低（v<0.6m/s）時，承受重載或嚴(yán)重過載，超過鏈的靜力強度極限值，鏈被拉斷。鏈傳動的設(shè)計與計算任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動鏈傳動的承載能力極限功率曲線圖2-2-27是滾子鏈在一定壽命和潤滑條件下，由各種失效形式限定的小鏈輪轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的極限功率關(guān)系曲線，即極限功率曲線。圖中①是在正常潤滑條件下，鉸鏈磨損限定的極限功率曲線；②是鏈板疲勞強度限定的極限功率曲線；③是套筒、滾子沖擊疲勞強度限定的極限功率曲線；④是鉸鏈膠合限定的極限功率曲線；⑤是潤滑不良條件下的極限功率曲線；⑥是潤滑良好情況下，由各種失效形式綜合影響限定的額定功率曲線。圖2-2-27滾子鏈的極限功率曲線額定功率曲線圖2-2-28為常用的A系列滾子鏈的額定功率曲線，它是在下列特定條件下得到的，即①兩鏈輪共面；②小鏈輪齒數(shù)z=19；③鏈節(jié)數(shù)Lp=120；④載荷平穩(wěn)；⑤按推薦的潤滑方式潤滑（圖2-2-29）；⑥滿載荷連續(xù)運轉(zhuǎn)壽命為15000h；⑦鏈因磨損引起的相對伸長量Δp/p不超過30%。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動I—人工定期潤滑II—滴油潤滑III—油浴或飛濺潤滑IV—壓力噴油潤滑圖2-2-28

A系列滾子鏈的額定功率曲線

圖2-2-29

推薦的潤滑方式若不能滿足圖2-2-29中推薦的潤滑方式，應(yīng)將圖2-2-28中的額定功率值按如下比例降低：當(dāng)鏈速v≤1.5m/s時，降低到50%；當(dāng)鏈速1.5m/s<v<7m/s時，降低到25%；當(dāng)鏈速v>7m/s時，如潤滑不當(dāng)，則傳動不可靠。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動鏈傳動的主要參數(shù)選擇1)鏈輪齒數(shù)z1，z2

。齒數(shù)選擇總原則是不宜太少，也不宜過多。當(dāng)小鏈輪齒數(shù)z1過少時，盡管可以減小輪廓尺寸，但將會引起：①傳動的不均勻性和附加動載荷增大；②鏈條進(jìn)人和退岀嚙合時，鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角增大，加速鉸鏈的磨損失效；③在節(jié)距和傳遞功率一定條件下，鏈所需傳遞的圓周力增大，加速鏈和鏈輪的損壞。當(dāng)鏈輪齒數(shù)過多時，不僅會增大鏈傳動的外形尺寸，還將縮短鏈的使用壽命。如圖2-2-30所示，鏈的鉸鏈磨損將使鏈節(jié)距增長，鏈節(jié)距的增長量Δp與嚙合圓外移量Δd’的關(guān)系為圖2-2-30鏈節(jié)距增長量和嚙合圓外移量間的關(guān)系在節(jié)距p一定的條件下，齒高為確定值，從而允許的外移量Δd’也就隨之確定。鏈輪齒數(shù)越多，不產(chǎn)生脫鏈的允許增長量就越小，鏈的使用壽命就越短。為此，限制鏈輪的最大齒數(shù)zmax≤120。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動由于鏈節(jié)數(shù)一般取為偶數(shù)，為使鏈和鏈輪齒的磨損較均勻，鏈輪齒數(shù)一般取為與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)的奇數(shù)。小鏈輪的齒數(shù)可依據(jù)鏈速參考表2-2-14選取。表2-2-14小鏈輪齒數(shù)鏈速v/(m·s-1)0.6~33~8>8齒數(shù)≥15-17≥19-21≥23-25傳動比的選擇。傳動比的選擇傳動比過大時，會導(dǎo)致小鏈輪包角過小，同時嚙合齒數(shù)減少，這將加速鏈輪輪齒的磨損且容易出現(xiàn)跳齒現(xiàn)象，故包角最好不小于120°。為此，限制傳動比i≤7,推薦i=2～3.5。鏈的節(jié)距和排數(shù)。鏈節(jié)距的大小反映了鏈和鏈輪各部分尺寸的大小。在一定條件下，鏈節(jié)距越大，承載能力就越大，相應(yīng)產(chǎn)生的沖擊、振動、噪聲也越嚴(yán)重。所以設(shè)計時，在滿足承載能力條件下，為使結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長，應(yīng)盡量選取小節(jié)距的單排鏈。在高速、大功率時，可選取小節(jié)距的多排鏈。當(dāng)中心距小，傳動比大時，選取小節(jié)距多排鏈，以使小鏈輪有一定嚙合齒數(shù)。當(dāng)中心距大、傳動比小而且速度不太高時，可選用大節(jié)距單排鏈。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動鏈的節(jié)距可根據(jù)傳遞功率P按下式算出額定功率P0后從圖2-2-28選出(2-2-24)式中：P——傳遞功率（kW）；KA——工作情況系數(shù)，見表2-2-15；Kz——小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見表2-2-16；Kp——多排鏈排數(shù)系數(shù)，見表2-2-17。4)中心距和鏈節(jié)數(shù)若中心距過小，雖然傳動的整體尺寸相對較小，但鏈在小鏈輪上的包角變小，嚙合齒數(shù)減少，分擔(dān)在每個輪齒上的載荷加大，磨損增大，易于產(chǎn)生跳齒和脫鏈現(xiàn)象；當(dāng)鏈速不變時，單位時間內(nèi)鏈的繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，其伸曲次數(shù)和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，亦加劇鏈的磨損和疲勞。反之，若中心距過大，因松邊垂度過大，傳動時發(fā)生上下顫動現(xiàn)象。在設(shè)計時，若中心距不受限制，一般初定中心距a0=(30-50)p，最大可取為amax=80p。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動動力機(jī)種類工作情況電動機(jī)、汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)一液力傳動內(nèi)燃機(jī)缸）一機(jī)械傳動內(nèi)燃機(jī)（＜6缸）一機(jī)械傳動平穩(wěn)載液體攬拌機(jī)；中小型離心式鼓風(fēng)機(jī)，離心式壓縮

荷機(jī)；谷物機(jī)械；均勻負(fù)載輸送機(jī)；發(fā)電機(jī)；均勻負(fù)載不反轉(zhuǎn)的一般機(jī)械1.01.11.3在圖2-2-10中的位置位于功率曲線頂點左側(cè)時（鏈板疲勞）位于功率曲線頂點右側(cè)時（滾子套筒沖擊疲勞）小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz排數(shù)zp123456排數(shù)系數(shù)Km11.72.53.34.04.6表2-2-15工作情況系數(shù)KA表2-2-16齒數(shù)系數(shù)Kz表2-2-17多排鏈排數(shù)系數(shù)Kp任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動式中：z1和z2分別為主、從動鏈輪的齒數(shù)（設(shè)鏈輪1為主動輪）；n1和n2分別主、從動鏈輪的轉(zhuǎn)速，r/min；p為鏈節(jié)距，mm。鏈傳動的傳動比為圖2-2-31鏈傳動的速度分析鏈傳動的特牲由于鏈條是由多個鏈節(jié)組成，當(dāng)與鏈輪嚙合時，呈一正多邊形分布在鏈輪上（見圖2-2-31）。鏈輪回轉(zhuǎn)一周，鏈條就移動一正多邊形周長印的距離，所以鏈的速度為任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動上兩式求得的鏈速度和傳動比i都是平均值。實際上，即使主動鏈輪以等角速度ω1回轉(zhuǎn)，鏈傳動的鏈速和瞬時傳動比都是變化的。鏈速的變化，可以通過嚙入鏈節(jié)鉸鏈A的運動來說明(見圖2-2-31)。如主動鏈輪的分度圓半徑為尺，當(dāng)鏈節(jié)進(jìn)人嚙合時，鉸鏈A隨鏈輪作等速圓周運動，其圓周速度為vA≈ω1R1，vA可以分解為鏈條中心線方向分速度v和與其垂直的分速度v’，分速度v帶動從動輪運動，其值為v=R1ω1cosβ式中：β是鉸鏈A的圓周速度與鏈條中心線方向的夾角。β角隨著鉸鏈A的位置不同而變化。每一個鏈節(jié)在主動輪上的圓心角為360°/z1，則β角的變化范圍是從-180°/z1~180°/z2

。同理，鏈條在從動輪上也圍成一多邊形，每一鏈節(jié)所對圓心角2y=360°/z2，隨者鏈輪的轉(zhuǎn)動，y角在-180°/z1~180°/z2之間變化。設(shè)從動輪角速度為ω2，則瞬時鏈速可寫成v=R1ω1cosβ=R2ω2cosγ由此得鏈傳動的瞬時傳動比為任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識七、鏈傳動鏈傳動的張緊與帶傳動類似，張緊方法很多，但基本可分為兩類：用調(diào)整中心距的方法張緊。用張緊輪張緊，如圖2-2-32所示。張緊輪應(yīng)放在靠近小鏈輪的松邊，張緊輪直徑可略小于小鏈輪直徑，從外側(cè)張緊，以保證小鏈輪處的包角。張緊輪可以是帶齒的，也可以是不帶齒的。b)利用重錘自動張緊1—張緊輪2—彈簧3—重錘4一調(diào)節(jié)螺旋圖2-2-31鏈傳動的速度分析a)利用彈簧自動張緊c)定期調(diào)節(jié)螺旋張緊任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)實施確定計算功率Pc由表2-2-11查得KA=1.2Pc=KAP=1.2×5.5kW=7.15kW選取普通V帶型號根據(jù)Pc=7.15kW、n1=960r/min，由圖2-2-12選用B型普通V帶。選取普通V帶型號根據(jù)表2-2-6和圖2-2-12選取dd1=140mm，且dd1=140mm>dmin=125mm大輪基準(zhǔn)直徑為按表2-2-6選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=450mm，則實際轉(zhuǎn)動比i，從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為從動輪的轉(zhuǎn)速誤差(299-306)/306=-2.3%，為允許值。任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)實施驗算帶速v帶速在5～25m/s范圍內(nèi)。確定帶的基準(zhǔn)長度Ld和實際中心距a由表2-2-4選取基準(zhǔn)長度Ld=2800mm由式（2-2-16）得實際中心距a為中心距a的變動范圍為任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)實施校驗小帶輪包角α確定V帶根數(shù)Z由式（2-2-18）得根據(jù)dd1=140mm，n1=960r/min，查表2-2-8，用內(nèi)插法得取P0=2.1kW由式（2-2-11）得功率增量ΔP0為由表2-2-9查得Kb=2.6494×10-3根據(jù)傳動比i=3.14，查表2-2-10得Ki=1.1373，則任務(wù)二帶傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置任務(wù)實施由表2-2-4查得帶長度修正系數(shù)Ki=1.07，由圖2-2-11查得包角系數(shù)Ka=0.95，得普通V帶根數(shù)圓整得Z=3。求初拉力F0及帶輪軸上的壓力Fa由表2-2-6查得B型普通V帶q=0.17kg/m，根據(jù)式(2-2-19)得由式（2-2-20）可得作用在軸上的壓力Fa為帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計結(jié)果選用3根B-2800

GB/T

1171-2017

V帶，中心距a=924.85mm，帶輪直徑dd1=140mm，dd2=450mm，軸上壓力Fa=1686.05N。任務(wù)三單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置習(xí)2-2-12-2-22-2-32-2-42-2-52-2-62-2-7題小帶輪包角對帶傳動有何影響？為什么只給出小帶輪包角α1的公式？帶傳動工作時，帶截面上產(chǎn)生哪些應(yīng)力？應(yīng)力沿帶全長是如何分布的？最大應(yīng)力在何處？帶傳動的彈性滑動和打滑是怎樣產(chǎn)生的？它們對傳動有何影響，是否可以避免？一般來說帶傳動的打滑多發(fā)生在大帶輪上還是小帶輪上，為什么？帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是什么？在V帶傳動設(shè)計過程中，為什么要校驗帶速5m/s≤v≤25m/s和包角α≥120o？帶傳動張緊的目的是什么？張緊輪應(yīng)安放在松邊還是緊邊上？內(nèi)張緊輪應(yīng)靠近大帶輪還是小帶輪？外張緊輪又該怎樣？并分析說明兩種張緊方式的利弊。觀察3～5種機(jī)器上的普通Ⅴ帶傳動，測量出帶頂寬b、帶輪外徑d和中心距a，確定帶型、帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2，并計算出帶長Ld。帶傳動功率P=5kW，已知n1=400r/min，d1=450mm，d2=60mm，中心距a=1.5m，fv=0.2，求帶速v、包角α1和有效拉力F。任務(wù)三單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置習(xí)題已知某普通Ⅴ帶傳動由電動機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)轉(zhuǎn)速

n1=1450r/min，小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=100mm，大帶輪基準(zhǔn)直徑

dd2=280mm，中心距a≈350mm，用2根A型Ⅴ帶傳動，載荷平穩(wěn)，兩班制工作，試求此傳動所能傳遞的最大功率。設(shè)計攪拌機(jī)的普通Ⅴ帶傳動。已知電動機(jī)的額定功率為4kW，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，要求從動輪轉(zhuǎn)速n2=575r/min，工作情況系數(shù)ΚA=1.1。圖示為磨碎機(jī)的傳動系統(tǒng)圖。已知電機(jī)功率P=30kW，轉(zhuǎn)速n1=1470r/min，帶傳動比i≈1.15，試設(shè)計V帶傳動參數(shù)。與帶傳動相比，鏈傳動有哪些優(yōu)缺點？為什么自行車和摩托車中常采用鏈傳動？鏈傳動的主要失效形式有哪些？題2-2-12飼料磨碎機(jī)傳動系統(tǒng)任務(wù)三單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置習(xí)題2-2-15

已知一滾子鏈傳動，主動輪轉(zhuǎn)n1=960r/min，齒數(shù)z1=21，選用10A滾子鏈，單排鏈，傳動比i=2，中心距a=640mm，油浴潤滑，工作時有較大沖擊。試求此傳動允許傳遞的最大功率。

2-2-16

試設(shè)計某車床上電動機(jī)和床頭箱間的普通V帶傳動。已知電動機(jī)的功率P=4kW，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，從動軸的轉(zhuǎn)速n2=680r/min，兩班制工作，根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)，要求兩帶輪的中心距在950mm左右。任務(wù)三單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計任務(wù)目標(biāo)認(rèn)識齒輪機(jī)構(gòu)的特點、類型能選擇漸開線直齒圓柱齒輪輪齒的加工方法能根據(jù)使用要求進(jìn)行單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計任務(wù)引入已知：傳遞功率P=4.0KW，電動機(jī)驅(qū)動，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=306r/min，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。使用壽命5年，三班制。設(shè)計帶式輸送機(jī)單級直齒圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動。項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置齒輪傳動在現(xiàn)代機(jī)器和儀器中的應(yīng)用極為廣泛，其功用是按規(guī)定的速比傳遞運動和動力。優(yōu)點工作可靠、使用壽命長、傳動比恒定、效率高（98%～99%）、結(jié)構(gòu)緊湊，適用的直徑、速度和功率范圍廣（齒輪直徑可從1mm到150m以上、最大功率可達(dá)105kW、圓周速度200～300m/s、轉(zhuǎn)速20000r/min）等。缺點(1)制造和安裝精度要求較高，加工齒輪需要用專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；(2)不宜作軸間距離過大的傳動。從工藝角度可將齒輪看成是由齒圈和輪體兩部分構(gòu)成。按照齒圈上輪齒的分布形式，可分為直齒、斜齒、人字齒等；按照輪體的結(jié)構(gòu)特點，齒輪大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪和齒條等等，如圖2-3-1，圖2-3-2所示為平行軸齒輪傳動。相關(guān)知識一、齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點任務(wù)三單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識一、齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點任務(wù)三單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置a)

b)

c)圖2-3-1直齒圓柱齒輪傳動a)

b)圖2-3-2平行軸斜齒輪傳動和人字齒輪傳動a)

b)圖2-3-3錐齒輪傳動a)

b)圖2-3-4空間齒輪傳動空間軸齒輪傳動有：傳遞兩相交軸轉(zhuǎn)動的齒輪傳動，如圖2-3-3錐齒輪傳動。傳遞兩交錯軸轉(zhuǎn)動的齒輪傳動，如圖2-3-4a斜齒圓柱齒輪以及圖2-3-4b蝸桿傳動。常用齒輪齒形：按照齒輪輪廓曲線的不同齒輪又可分為漸開線齒輪、圓弧齒輪、擺線齒輪等，本項目僅討論制造、安裝方便，應(yīng)用最廣的漸開線齒輪。相關(guān)知識二、常用齒輪齒形及其加工任務(wù)三單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置相關(guān)知識三、漸開線齒輪的齒廓及嚙合特性漸開線的形成如圖2-3-5所示，一條直線nn沿一個半徑為rb的圓的圓周作純滾動，該直線上任一點K的軌跡AK稱為該圓的漸開線，此圓稱為基圓，該直線稱為漸開線的發(fā)生線。漸開線上任一點K的向徑OK與起始點A的向徑OA間的夾角∠AOK(∠AOK=θk)稱為漸開線（AK段）的展角。圖2-3-5漸開線的形成任務(wù)三單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置三、漸開線齒輪的齒廓及嚙合特性開線就越平直，當(dāng)基圓半徑無窮大時，漸開線為直線；基圓內(nèi)無漸開線。漸開線的性質(zhì)發(fā)生線在基圓上滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長，即NK=NA；

因為發(fā)生線在基圓上作純滾動，所以它與基圓的切點N就是漸開線上K點的瞬時速度中心，發(fā)生線NK就是漸開線在K點的法線，同時它也是基圓在N點的切線；

切點N是漸開線上K點的曲率中心，NK是漸開線上K點的曲率半徑。離基圓越近，曲率半徑越??；漸開線的形狀取決于基圓大小。如圖2-3-6所示，基圓越大，漸圖2-3-6不同基圓所得到的漸開線相關(guān)知識任務(wù)三單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計項目二 設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置三、漸開線齒輪的齒廓及嚙合特性漸開線齒廓的嚙合特性一對齒輪傳動是靠主動輪齒廓依次推動從動輪齒廓來實現(xiàn)的。兩輪的瞬時角速度之比為傳動比，在工程中要求傳動比是定值：相關(guān)知識定傳動比傳動如圖2-3-7所示，設(shè)兩漸開線齒廓某一瞬時在K點接觸，主動輪1以角速度ω1順時針轉(zhuǎn)動并推動從動輪2以角速度ω2逆時針轉(zhuǎn)動，兩輪齒廓上K點的速度分別為：vK1=ω1O1K和vK2=ω2O2K。過K點作兩齒廓的公法線nn，與兩基圓分別切于N1、N2。由圖2-2-4可知，兩基圓半徑分別為rb1=O1N1=O1KcosαK1，rb