《機械原理與機械設(shè)計 （下冊） 第4版》 課件 第17章-帶傳動和鏈傳動

第十七章帶傳動和鏈傳動功用通過中間撓性曳引元件（傳動帶）傳遞運動和動力。類型

普通帶傳動（摩擦傳動）、同步帶傳動（嚙合傳動）。特點緩沖、吸振；運行平穩(wěn)，噪聲??；結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；可適應(yīng)不同中心距要求；過載打滑，保護后續(xù)傳動零件。帶的壽命較短；與嚙合傳動相比，外廓尺寸和軸上載荷較大；存在相對滑動，瞬時/平均傳動比不準(zhǔn)確。應(yīng)用范圍最大功率700kW；帶速一般5～30m/s；傳動比一般不大于7。帶傳動簡介1一、普通帶傳動的類型第一節(jié)帶傳動2帶傳動平帶傳動V帶傳動圓帶傳動開口傳動交叉?zhèn)鲃影虢徊鎮(zhèn)鲃悠胀╒帶傳動窄V帶傳動聯(lián)組V帶傳動多楔帶傳動帶傳動普通V帶傳動結(jié)論：若其他條件相同，普通V帶傳動較平帶傳動的承載能力更高，摩擦因數(shù)增加了70％。3帶傳動二、普通帶傳動的工作原理4（一）帶傳動中的作用力帶長恒定；滿足胡克定律1.初拉力F0

緊邊拉力F1

松邊拉力F2帶傳動3.離心拉力FcFcFc帶速v是影響離心拉力的主要因素；v≤10m/s

時，F(xiàn)c可忽略不計。摩擦力總和；打滑失效2.有效拉力F帶傳動4.最大有效拉力Fmax（以平帶傳動為例）5帶傳動結(jié)論：(1)隨初拉力F0

增大而增大；F0

過小，摩擦力小，傳動易打滑；

F0

過大，帶壽命縮短，軸和軸承受力大。(2)隨包角

、摩擦因數(shù)

的增大而增大；通常要求

≥120。(3)離心拉力qv2

使Fmax

減小，降低傳動工作能力。6最大有效拉力對于V帶傳動，只需將代入即可。帶傳動7（二）帶的應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力松邊拉應(yīng)力彎曲應(yīng)力離心拉應(yīng)力最大應(yīng)力交變應(yīng)力，帶疲勞破壞Q：離心力、離心拉力、離心拉應(yīng)力的區(qū)別。帶傳動（三）彈性滑動和打滑81.彈性滑動滑動率平均傳動比結(jié)論：(1)帶是彈性體，緊、松邊拉力不等，彈性滑動不可避免；(2)彈性滑動導(dǎo)致從動輪圓周速度低于主動輪圓周速度；(3)滑動率通常不是恒定的數(shù)值，帶傳動傳動比不是常數(shù)；(4)彈性滑動只發(fā)生在帶離開帶輪一側(cè)的部分弧段上。帶傳動92.打滑不傳遞載荷時，動角為零；隨著載荷增加，動角逐漸增大、靜角逐漸減??；當(dāng)靜角為零時，有效拉力達到最大值，帶將在帶輪上全面滑動（打滑）。結(jié)論：(1)打滑是帶傳動的一種失效形式，導(dǎo)致帶的嚴(yán)重磨損，但過載打滑可保護后續(xù)傳動零件。(2)小輪包角較小，打滑總是先在小輪上發(fā)生。

帶傳動三、普通V帶傳動設(shè)計（一）普通V帶和帶輪10節(jié)寬；基準(zhǔn)長度；長度系列（表17-9）。帶傳動11表17-4（二）帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則帶傳動12在保證不打滑的條件下，帶具有一定的疲勞強度和壽命。疲勞強度條件最大有效拉力單根V帶基本額定功率（三）設(shè)計計算和參數(shù)選擇1.計算功率帶傳動最大有效拉力根據(jù)計算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速選??；型號相鄰區(qū)域，分別計算、擇優(yōu)選取。帶傳動132.帶的型號推薦值帶傳動143.帶輪基準(zhǔn)直徑帶輪直徑小，傳動所占空間小，但彎曲應(yīng)力大，帶易疲勞。帶傳動帶速過高，離心拉力大，傳動能力降低；帶速過低，相同功率下的有效拉力較大，要求帶的根數(shù)較多。一般要求帶速5～30m/s。4.帶速5.中心距和基準(zhǔn)長度中心距過大，工作時易引起帶的顫動；中心距過小，帶長短，在一定速度下，單位時間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)多，加速疲勞。初定選取基準(zhǔn)長度(表17-9)15帶傳動16帶長計算（以平帶傳動為例）一般z<10實際中心距中心距可調(diào)整，近似計算帶傳動176.小帶輪包角一般要求7.帶的根數(shù)額定功率增量（表17-7）包角修正系數(shù)（表17-8）帶長修正系數(shù)（表17-9）帶傳動188.初拉力保證傳動功率，且避免打滑失效的單根V帶所需初拉力無自動張緊的帶傳動，使用新帶時的初拉力應(yīng)為上式F0的1.5

倍?？刂拼胧鲃?.作用在軸上的載荷四、普通帶傳動的張緊措施1.定期張緊裝置19帶傳動202.自動張緊裝置Q：張緊輪的位置？第二節(jié)鏈傳動21鏈傳動功用/工作機理借助中間撓性曳引元件（鏈條）傳遞運動和動力；嚙合傳動。類型套筒鏈傳動、滾子鏈傳動、齒形鏈傳動。特點平均傳動比準(zhǔn)確；中心距較大；傳動效率較高；軸上載荷較??；適應(yīng)惡劣工況；易實現(xiàn)多軸傳動。瞬時傳動比、瞬時鏈速不恒定，傳動平穩(wěn)性較差，高速時噪聲較大。應(yīng)用范圍滾子鏈傳動，功率小于100kW、鏈速小于15m/s。優(yōu)質(zhì)滾子鏈傳動，功率可達5000kW，鏈速可達35m/s；高速齒形鏈，鏈速可達40m/s。一、鏈與鏈輪22鏈傳動（一）滾子鏈的結(jié)構(gòu)與尺寸1.組成2.配合3.鏈板形狀4.鏈節(jié)距p5.排數(shù)zp6.鏈節(jié)數(shù)Lp7.接頭形式8.參數(shù)/標(biāo)記鏈號－排數(shù)X鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)代號（表17-11）鋼絲鎖銷彈簧卡片過渡鏈節(jié)23鏈傳動（二）鏈輪1.非共軛嚙合2.端面齒形3.軸向齒形（標(biāo)注）4.材料（表17-12）二、鏈傳動的運動特性24鏈傳動1.運動不均勻性（多邊形效應(yīng)）平均鏈速平均傳動比瞬時鏈速25鏈傳動鏈輪齒數(shù)越多，速度波動系數(shù)越??；齒數(shù)超過17后，再增加齒數(shù)，運動不均勻性改善效果有限。26鏈傳動結(jié)論：

(1)即便

1為常數(shù)，因

2

隨

、

的變化而變化，瞬時傳動比時變，故鏈傳動工作不平穩(wěn)；(2)當(dāng)且僅當(dāng)兩鏈輪齒數(shù)相同，且緊邊長度恰為鏈節(jié)距整數(shù)倍時，瞬時傳動比恒定。從動輪B點速度瞬時傳動比27鏈傳動2.動載荷鏈輪轉(zhuǎn)速愈高，鏈節(jié)距愈大，鏈的加速度、動載荷愈大。

鉛垂方向，情況類似，速度波動致使鏈條上下抖動，產(chǎn)生動載荷。(2)嚙入沖擊鏈節(jié)進入鏈輪的瞬時，二者以一定的相對速度嚙合，受到?jīng)_擊，將產(chǎn)生附加動載荷。結(jié)論：鏈傳動不宜用于高速。(1)周期性速度波動水平方向（表17-14）28鏈傳動三、鏈傳動的受力分析有效拉力離心拉力懸垂拉力緊邊拉力松邊拉力軸上載荷yFQ29鏈傳動四、滾子鏈傳動的設(shè)計計算（一）主要失效形式1.鏈板疲勞2.鉸鏈磨損3.套筒/滾子沖擊疲勞4.銷軸/套筒膠合5.過載拉斷設(shè)計計算對象：鏈條

（二）額定功率曲線1.鏈板疲勞強度2.套筒/滾子沖擊疲勞強度3.銷軸/套筒膠合30特定試驗條件下A系列滾子鏈額定功率曲線試驗條件：單排鏈水平布置、載荷平穩(wěn)、z1＝19、LP＝120、預(yù)期使用壽命15000h、按推薦方式潤滑。31鏈傳動潤滑方式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32鏈傳動工作條件不符時，修正額定功率小鏈輪齒數(shù)系數(shù)多排鏈排數(shù)系數(shù)33鏈傳動（三）主要參數(shù)的選擇1.傳動比傳動比過大，小鏈輪上包角過小，輪齒磨損加劇。一般要求i≤7，推薦i＝2～3.5。2.鏈輪齒數(shù)鏈輪齒數(shù)不宜過少，也不宜過多。齒數(shù)過少，運動不均勻性嚴(yán)重，工作拉力及內(nèi)、外鏈板的相對轉(zhuǎn)角加大，磨損加劇。通常，依據(jù)鏈速范圍確定適宜的小鏈輪齒數(shù)。34鏈傳動鏈節(jié)距增量不變時，齒數(shù)愈多，分度圓直徑增量愈大，鏈愈容易移向齒頂導(dǎo)致脫鏈。通常，大鏈輪齒數(shù)不超過120。為實現(xiàn)均勻磨損，鏈節(jié)數(shù)選用偶數(shù)，鏈輪齒數(shù)應(yīng)選用質(zhì)數(shù)或不能被鏈節(jié)數(shù)整除的數(shù)。

優(yōu)先數(shù)列：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。3.鏈速一般要求，否則會出現(xiàn)過大的動載荷。4.鏈節(jié)距鏈節(jié)距愈大，承載能力愈大，同時運動不均勻性與振動噪聲也愈大。若承載能力足夠，宜選小節(jié)距單排鏈；高速重載時，選小節(jié)距多排鏈；載荷大、中心距小、傳動比大時，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動比小時，選大節(jié)距單排鏈。設(shè)計時，由P0、n1

確定鏈號與鏈節(jié)距。5.中心距與鏈長鏈速一定，中心距小、鏈節(jié)數(shù)少的傳動，單位時間內(nèi)同一鏈節(jié)屈伸次數(shù)增多，加速磨損。中心距過大，從動邊垂度過大、導(dǎo)致松邊顫動，傳動不平穩(wěn)。35鏈傳動36鏈傳動若無其他條件限制，一般可取受小鏈輪包角限制，鏈長（鏈節(jié)數(shù)）圓整，偶數(shù)實際中心距（四）靜強度校核（）Fu—抗拉載荷（表17-11）37鏈傳動鏈長（鏈節(jié)數(shù)）公式帶長鏈長較小時，38鏈傳動五、鏈傳動的合理布置與潤滑1.合理布置1)兩輪回轉(zhuǎn)平面應(yīng)共面，以免鏈條脫落或非正常磨損。2)兩輪連心線最好在水平面內(nèi)；若需傾斜布置，傾角不應(yīng)超過45

；避免垂直布置，以免下垂量過大影響正確嚙合、降低傳動能力。3)最好緊邊在上、松邊在下，以免松邊下垂量過大，導(dǎo)致鏈條與輪齒發(fā)生干涉或松邊與緊邊相碰。39鏈傳動目的確保從動邊拉力，控制松邊垂度，嚙合良好，防止鏈條振動過大。措施1)移動鏈輪增大中心距（常用）。2)若中心距不可調(diào)，可用張緊輪實現(xiàn)定期/自動張緊。張緊輪：松邊外側(cè)，靠近小鏈輪，與小鏈輪分度圓直徑相近。3)大中心距傳動，可用壓板/托板張緊，用托板控制垂度更合理。2.張緊裝置設(shè)計流程1.初估鏈速

v，選取小鏈輪齒數(shù)z