第4章 帶傳動和鏈傳動

1、第第4 4章章 帶傳動和鏈傳動帶傳動和鏈傳動 帶傳動是利用張緊在帶輪上的傳動帶與帶輪的摩擦或嚙合來傳遞運動和動力的。鏈傳動屬于具有中間撓性元件的嚙合傳動。鏈傳動與摩擦帶傳動相比，鏈傳動的傳動比準確，傳動效率稍高，能在惡劣環(huán)境下工作。 4.1 帶傳動4.2 鏈傳動4.3 V帶傳動的認識和使用411 帶傳動類型、特點和應用1帶傳動的類型 帶傳動是由主動帶輪、從動帶輪和傳動帶所組成，分為摩擦帶傳動和嚙合帶傳動兩大類。按帶橫截面的形狀，帶傳動可分為平帶傳動、V帶傳動、圓帶傳動和同步帶傳動等。其中平帶傳動、V帶傳動、圓帶傳動為摩擦帶傳動，同步帶傳動為嚙合帶傳動。411 帶傳動類型、特點和應用2帶傳動的特

2、點和應用（1）傳動帶有彈性，能緩沖、吸振，傳動較平穩(wěn)，噪音小；（2）摩擦帶傳動在過載時帶在帶輪上的打滑，可防止損壞其他零件，起安全保護作用。但不能保證準確的傳動比。（3）結構簡單，制造成本低，適用于兩軸中心距較大的傳動。（4）傳動效率低，外廓尺寸大，對軸和軸承壓力大，壽命短，不適合高溫易燃場合。 帶傳動廣泛應用在工程機械、礦山機械、化工機械、交通機械等。帶傳動常用于中小功率的傳動；摩擦帶傳動的工作速度一般在525 ms之間，嚙合帶傳動的工作速度可達50ms；摩擦帶傳動的傳動比一般不大于7，嚙合帶傳動的傳動比可達10。 412 平帶傳動 1平帶傳動的形式及使用特點 平帶的橫截面為扁矩形，工作時，

3、帶的環(huán)形內表面與輪緣接觸，結構簡單，帶輪易制造，成本較低，且平帶較薄，撓曲性好，適于高速傳動，又因平帶的柔性較好，故又適于平行軸的交叉?zhèn)鲃雍拖噱e軸的半交叉?zhèn)鲃樱鋫鲃有问接腥N，即：開口傳動、交叉?zhèn)鲃雍桶虢徊鎮(zhèn)鲃印Ｆ綆鲃有问胶陀嘘P參數(shù)計算如表所示。 6018012aDD6018012aDD601801aDaDDDDaL4)()(2221221aDDDDaL4)()(2221221aDDDDaL2)(22222121傳動簡圖開口式交叉式半交叉式小帶輪包角膠帶幾何長度412 平帶傳動 通常使用的平帶是橡膠帆布帶，另外還有皮革帶、棉布帶等。平帶的接頭一般應用圖示的幾種方法。經(jīng)膠合和縫合的接頭，傳動

4、時沖擊小，傳動速度可以高一些。鉸鏈帶扣的接頭傳遞的功率較大，但速度不能太高，否則會引起強烈的沖擊和振動。當速度超過30ms時，可采用輕而薄的高速傳動帶，通常是用滌綸纖維繩作強力層，外面用耐油橡膠粘合而成的無接頭的環(huán)形帶。 1221/DDnnii412 平帶傳動 2平帶傳動的主要參數(shù)（1）傳動比 帶輪的轉速與其直徑成反比， 。通常平帶傳動采用的傳動比為 5。（2）帶輪的包角()，就是帶與帶輪接觸面的弧長所對應的中心角。包角越小，接觸面的弧就越短，接觸面之間所產(chǎn)生的摩擦力總和也就越小。所以必須保證要有足夠大的包角，一般要求包角120。由于大帶輪的包角總比小帶輪的包角大，所以只要驗算小帶輪的包角是否

5、符合要求即可。（3）平帶的幾何長度 平帶的幾何長度可按公式來計算，這樣計算出的長度稱為計算長度，在實際使用中，還必須考慮膠帶裝在帶輪上的張緊量、懸垂量（中心距較大時）和膠帶的接頭量。1221/DDnnii1221/DDnnii413 V帶傳動 1.普通V帶 （1）V帶的結構 普通V帶是無接頭的環(huán)形帶，截面形狀為等腰梯形，兩側面為工作面，夾角。V帶分為簾布結構和線繩結構兩種。V帶由頂膠層1、抗拉層2、底膠層3和包布層4組成。頂膠層和底膠層均為橡膠；包布層由幾層橡膠布組成，是帶的保護層。簾布結構抗拉強度高，制造方便，一般場合采用簾布結構；而線繩結構比較柔軟，適用于轉速較高、帶輪直徑較小場合。122

6、1/DDnnii（2）V帶的型號 V帶已標準化，按截面高度與節(jié)寬比值不同，V帶又可分為普通V帶、窄V帶、半寬V帶和寬V帶等多種形式。普通V帶按截面尺寸由小到大分別為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號，其中E型截面積最大，其傳遞功率也最大，生產(chǎn)現(xiàn)場中使用最多的是A、B、C三種型號。413 V帶傳動 V帶繞在帶輪上產(chǎn)生彎曲，頂膠層受拉伸長，底膠層受壓縮短，其中必有一處既不受拉也不受壓，周長不變。在V帶中這種保持原長度不變的任一條周線稱為節(jié)線(圖a)，由全部節(jié)線構成的面稱為節(jié)面(圖b)，節(jié)面寬度稱為節(jié)寬。 1221/DDnnii 在V帶輪上，與所配用V帶節(jié)面處于同一位置的槽形輪廓寬度稱為基準寬度?；?/p>

7、準寬度處的帶輪直徑稱為基準直徑。V帶在規(guī)定張緊力下，位于帶輪基準直徑上的周線長度稱為基準長度。V帶的型號和基準長度都壓印在膠帶的外表面上，以供識別和選用，例如“B2500”即表示B型V帶，基準長度為2500 mm。 413 V帶傳動 （3）V帶的使用特點 V帶與平帶傳動一樣，都是依靠傳動帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力的。但V帶是利用帶和帶輪梯形槽面之間的摩擦力來傳遞動力的，所以傳遞能力比平帶大，一般在相同條件下，可增大三倍。因此，在同樣條件下，V帶傳動的結構較平帶傳動緊湊，故一般機械傳動中廣泛使用V帶傳動。但V帶傳動的效率低于平帶傳動，且價格較貴，壽命較短。V帶傳動多采用開口式，它的傳動

8、比、帶輪包角、基準長度計算均與開口平帶相同。 2V帶帶輪 （1）帶輪材料 帶輪常采用灰鑄鐵制造。當帶輪圓周速度 時，常用HT150或HT200制造。轉速較高時，用鑄鋼或輕合金，以減輕重量。低速轉動 和小功率傳動時，常采用木材和工程塑料。 （2）帶輪結構 V帶輪通常由輪緣、輪輻和輪轂組成。帶輪的外圈是輪緣，在輪緣上有梯形槽，與軸配合的部分稱為輪轂，連接輪轂與輪緣的部分稱為輪輻。帶輪的結構形式有四種，分別為實心式、腹板式、孔板式和輪輻式結構。一般當 （ 為軸的直徑）時，采用實心式； 時，采用腹板式； 時，采用孔板式； 時，采用輪輻式。smv30smv150) 35 . 2(dd 0dmmd2504

9、00dmmmmd400413 V帶傳動 V帶帶輪結構V帶輪的輪輻結構minddmindd（3）帶輪直徑系列 可從表4.4中選用。 表4.4 V帶輪的最小基準直徑及基準直徑系列（摘自GB/T13575-1992）V帶輪槽型YZABCDE205075125200355500基準直徑系列20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 71 75 80 85 90 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 265 280 315 355 375 400 425 450 475 500 530 5

10、60 630 710 800 900 1000 1120 1250 1600 2000 2500mindd表 V帶輪的最小基準直徑及基準直徑系列（摘自GB/T13575-1992） 413 V帶傳動 （4）帶輪的溝槽尺寸 膠帶繞帶輪時會彎曲，此時膠帶節(jié)面外側受拉伸長，其橫向相應收縮；內側受壓縮短，其橫向擴張，其結果將使V帶的橫截面變形，楔角比彎曲前的40標準值減小，為保證彎曲變形后的膠帶兩側仍能與帶輪貼合，應將輪槽角制成比40略小些。帶輪直徑越小，帶彎曲變形越厲害，輪槽角應越小。3.V帶傳動的選用 對于V帶傳動的選用，主要是確定使用V帶的型號、長度、根數(shù)，對于兩帶輪的基準直徑，中心距等也都要選

11、用恰當，使V帶不產(chǎn)生過大的彎曲應力，速度、包角等在允許的范圍內。 V帶傳動的選用方法，一般可按以下幾個步驟進行。 （1）確定計算功率 （2）確定型號，根據(jù)計算功率和主動輪轉速，查帶選型圖。 PKPAc413 V帶傳動 （3）選用帶輪基準直徑 ， ，要符合基準直徑系列及最小基準直徑允許值要求。 （4）驗算V帶速度 （ ） （5）初定中心距，初算基準長度 （6）按標準選取基準長度，計算實際中心距。 （7）驗算小帶輪包角 （8）確定V帶根數(shù) 1dd2dd10006011ddnvsmvsm255)(2)(7 . 021021ddddddadd021221004)()(22addddaLddddd200

12、ddLLaa1206018012addddKPPZC0413 V帶傳動 4V帶傳動的安裝和維護 （1）選用的V帶型號和長度不要搞錯，以保證V帶截面在輪槽中的正確位置。V帶的外邊緣應與帶輪的輪緣取齊（新安裝時可略高于輪緣）（圖a）。使V帶與輪槽的工作面充分接觸。如果V帶的外邊緣高出輪緣太多（圖b），則接觸面積減小，會使傳動能力降低，如果V帶陷入輪緣太深（圖c），則會使V帶的底面與輪槽的底面接觸，從而使V帶的兩工作側面接觸不良，V帶與帶輪之間的摩擦力喪失。 （2）安裝帶輪時，兩帶輪軸軸線應相互平行，主動輪和從動輪槽必須調整在同一平面內。 413 V帶傳動 （3）V帶的張緊程度調整適當，一般可根據(jù)經(jīng)

13、驗來調整，如在中等中心距的情況下，V帶的張緊程度，以大拇指能按下15mm左右為合適. （4）套裝帶時不得強行撬入，應先將中心距縮小，將帶套在帶輪輪槽上后，再慢慢調大中心距，使帶張緊。 （5）對V帶傳動應定期檢查有無松弛和斷裂現(xiàn)象，以便及時張緊和更換V帶；更換時必須使一組V帶中的各根帶的實際長度盡量相等，以使各根V帶傳動時受力均勻，所以要求成組更換。 （6）V帶傳動裝置必須裝安全防護罩，以防止絞傷人，也可防止油、酸、堿和其他雜物飛濺到V帶上而對V帶腐蝕和影響傳動，另外使用防護罩還可防止V帶在露天作業(yè)下的曝曬和灰塵，避免過早老化。 （7）帶傳動主要失效形式?？磕Σ凉ぷ鞯膸鲃?，當傳遞的載荷超過帶與

14、帶輪之間的最大摩擦力時，帶傳動將出現(xiàn)打滑，這是帶傳動的主要失效形式之一；另外因為帶在傳動中，帶承受的是變應力。當應力超過極限值時，傳動帶的局部將出現(xiàn)簾布（或線繩）與橡膠脫離現(xiàn)象，即脫離，以至斷裂，喪失傳動能力，這種現(xiàn)象稱疲勞損壞，它將引起帶傳動失效，嚴重的疲勞損壞可導致膠帶斷裂。414 帶傳動的張緊裝置 帶傳動的張緊裝置可采用調整中心距和使用張緊輪兩種方法。1.調整中心距 一般利用調整螺釘來調整中心距。在水平傳動（或接近水平）時，電動機裝在滑槽上，利用調整螺釘調整中心距（圖a）；圖b所示為垂直傳動。電動機可裝在托架座上，利用調整螺釘來調整中心距；也可利用電動機自身的重量下垂，以達到自動張緊的目

15、的（圖c），這種方法多用在小功率的傳動中。414 帶傳動的張緊裝置 2.使用張緊輪 當中心距不能調整時可采用張緊輪裝置。圖a所示，為平帶傳動時采用的張緊輪裝置，它是利用重錘使張緊輪張緊平帶，平帶傳動時的張緊輪應安放在平帶松邊的外側，并要靠近小帶輪處，這樣小帶輪的包角得以增大，提高了平帶的傳動能力。圖b所示，為V帶傳動時采用的張緊輪裝置，對于V帶傳動的張緊輪，其位置應安放在V帶松邊的內側，這樣可使V帶傳動時只受到單方向的彎曲，同時張緊輪應盡量靠近大帶輪的一邊，這樣可使小帶輪的包角不至于過分減小。 415 同步帶傳動同步帶的工作面有齒，如圖所示，帶輪的輪緣表面有相應的齒，帶與帶輪依靠嚙合進行傳動。

16、因為是嚙合傳動，帶與帶輪間沒有相對滑動，故稱同步帶傳動。 同步帶通常以鋼絲繩或玻璃纖維繩為抗拉體，氯丁橡膠或聚氨脂為基體。由于抗拉體受載后變形很小，仍能保持同步帶周節(jié)不變，傳動比恒定。此種帶薄而輕，可用于較高速度，傳動時線速度可達50m/s80m/s，傳動比可達1020，傳動效率高（可達98%）；缺點是帶與帶輪的制造工藝復雜，成本較高，安裝精度要求較高。同步帶適合于中小功率、傳動比要求精確的場合，如數(shù)控機床、繪圖儀、錄像機、打印機、放映機等精密機械。 42 鏈傳動鏈傳動由主動鏈輪1、從動鏈輪3和傳動鏈2組成。鏈傳動靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞平行軸間的運動和動力。 421 鏈傳動的傳動比鏈傳動

17、中，主動鏈輪的齒數(shù)為z1，轉速為n1,從動鏈輪的齒數(shù)為z2，轉速為n2.由于是嚙合傳動,在單位時間里兩鏈輪轉過的齒數(shù)應相等,即 ； 并用 表示傳動比，所以2211nznz1221zznni1221zznni4.2.2 鏈傳動的傳動類型 鏈傳動的類型很多，按用途不同，鏈傳動分為傳動鏈、起重鏈和牽引鏈。傳動鏈用于傳遞運動和動力；起重鏈用于起重機械中提升重物；牽引鏈用于運輸機械驅動輸送帶等。 傳動鏈種類繁多，最常用的是滾子鏈和齒形鏈。1滾子鏈 滾子鏈又稱套筒滾子鏈，其結構如圖所示，是由內鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。 4.2.2 鏈傳動的傳動類型 滾子鏈的主要參數(shù)是鏈條的節(jié)距，節(jié)距是

18、指滾子鏈上相鄰兩銷軸中心的距離，用p表示，節(jié)距越大，鏈的各元件尺寸越大，承載能力越大；但當鏈輪齒數(shù)一定時，節(jié)距增大將使鏈輪直徑增大。因此，在承受較大載荷，傳遞功率較大時，可用多排鏈，如圖所示，它相當于幾個普通單排鏈之間用長銷軸聯(lián)接而成。但排數(shù)越多，就越難使各排受力均勻，故排數(shù)不能過多，常用雙排鏈或三排鏈，四排以上的很少用。 鏈條的長度常以鏈節(jié)數(shù)表示。根據(jù)需要確定鏈節(jié)數(shù)后，將其聯(lián)接成環(huán)形，接頭形式如圖所示，如果鏈節(jié)數(shù)目正好是偶數(shù)，鏈條連成環(huán)形時可以將內、外鏈板搭接，入銷軸后可以用開口銷或彈簧夾鎖?。蝗绻湽?jié)數(shù)為奇數(shù)，則需采用過渡鏈節(jié)，才能首尾相連，鏈條受拉時，過渡鏈節(jié)將受到附加彎矩。故一般情況下

19、要盡量采用偶數(shù)鏈節(jié)的鏈條。4.2.2 鏈傳動的傳動類型 2齒形鏈 齒形鏈根據(jù)鉸接的結構不同，可分圓銷鉸鏈式、軸瓦鉸鏈式和滾子鉸鏈式三種。圖所示為圓銷鉸鏈式齒形鏈。主要由套筒1、齒形板2、銷軸3和外鏈板4組成。銷軸3與套筒為間隙配合。這種鉸鏈的承壓面僅為寬度的一半，故比壓大，易磨損，成本較高。但它比套筒滾子鏈傳動平穩(wěn)，傳動速度高，且噪聲小，因而齒形鏈又叫無聲鏈。 3鏈輪 為保證鏈輪輪齒面具有足夠強度和耐磨性，鏈輪的材料通常采用優(yōu)質碳素鋼或合金鋼，并經(jīng)過熱處理。鏈輪的齒形已標準化，用標準刀具加工。鏈輪的結構可根據(jù)尺寸的大小來確定，直徑小的鏈輪制成實心式，中等直徑的鏈輪可做成腹板式或孔板式，直徑較大

20、時可采用組合式結構，輪齒磨損后可更換齒圈。 4.2.3 鏈傳動的應用特點 1鏈傳動是靠嚙合工作，可獲得準確的平均傳動比。 2與帶傳動相比，鏈傳動張緊力小，軸上受力較小，傳遞功率較大，效率也較高，必要時，鏈傳動可以在低速高溫、油污的情況下工作。 3與齒輪傳動相比，它可在兩軸中心距較大的場合下工作。 4由于瞬時鏈速是變化的，因此瞬時傳動比不是常數(shù)，傳動平穩(wěn)性較差，有噪音且鏈速不宜過高。以上特點說明，鏈傳動主要適用于不宜采用帶傳動和齒輪傳動，而兩軸平行，且中心距較大，功率較大，而又要求平均傳動比準確的場合，目前在礦山、石油、化工、印刷、交通運輸及建筑工程等部門的機械中均有應用。 通常傳動鏈傳遞的功率

21、P100kw，鏈速v15 ms，傳動比i68，中心距a8m，潤滑良好時，效率可達0.970.98。4.2.4 鏈傳動的主要失效形式 1鏈板的疲勞斷裂。鏈條工作時，緊邊比松邊拉力大，兩邊的應力也不一樣，所以鏈板承受著變應力，當應力超過疲勞強度極限時，鏈板將因疲勞而斷裂。 2套筒、滾子的疲勞點蝕。在鏈條與鏈輪嚙合時，鏈節(jié)與輪齒接觸時產(chǎn)生沖擊，速度越高，沖擊力也越大。當沖擊應力超過疲勞強度極限時，滾子或套筒產(chǎn)生細微的疲勞裂紋，裂紋逐漸發(fā)展，使表面金屬微粒脫落，這種現(xiàn)象稱為疲勞點蝕。這種失效形式發(fā)生在潤滑良好的高速傳動中。 3銷軸和套筒膠合。速度過高時，鏈節(jié)所受的沖擊和振動載荷增大，積累的熱量也增大，

22、當銷軸和套筒在高溫情況下直接摩擦接觸時，容易導致兩者膠合而失效。 4鏈條脫落。銷軸與套筒間相對轉動產(chǎn)生磨損，磨損后導致鏈條的節(jié)距增大，當節(jié)距增大過多時，導致脫鏈現(xiàn)象而使傳動失效。 5鏈條過載拉斷。在低速（ ）重載或突然過載時，鏈條傳遞的拉力超過了靜強度極限時，鏈條將被拉斷。smv6 . 04.2.5 鏈傳動的安裝與維護 (1)安裝鏈傳動時，兩鏈輪軸線必須平行，并且兩鏈輪旋轉平面應位于同一平面內，否則會引起脫鏈和不正常的磨損。 (2)為了防止鏈傳動松邊垂度過大，引起嚙合不良和抖動現(xiàn)象，應采取張緊措施。張緊方法有：當中心距可調時，可增大中心距，一般把兩鏈輪中的一個鏈輪安裝在滑板上，以調整中心距；當

23、中心距不可調時，可去掉2個鏈節(jié)，或采用張緊輪張緊，張緊輪應放在松邊外側靠近小輪的位置上。 (3)良好的潤滑可減輕磨損、緩和沖擊和振動，延長鏈傳動的使用壽命。采用的潤滑油要有較大的運動粘度和良好的油性，通常選用的牌號為LAN32、LAN46、LAN68等全損耗系統(tǒng)用油。對于不便使用潤滑油的場合，可用潤滑脂，但應定期涂抹，定期清洗鏈輪和鏈條。 (4)在鏈傳動的使用過程中，應定期檢查潤滑情況及鏈條的磨損情況。4.3 V帶傳動的認識和使用 1.實驗目的 (1)熟悉V帶的結構、型號與標記； (2)學習V帶傳動的選用、安裝和調試的方法； (3)掌握V帶傳動的張緊和調整方法。 2.實驗工具及儀器 (1)平尺

24、、直角尺、游標卡尺、百分表、扳手 (2)減速器、電動機、張緊裝置 3.實驗方法 (1)實驗室展示各種類型的V帶及槽輪結構，學生通過觀察，對常用V帶的結構、特點和標準以及槽輪的結構、材料都有了一定的了解，實驗教師只作簡單介紹，提出問題，供學生思考。 (2)在實驗教師指導下，學生學習分析選用V帶型號；通過親自動手操作實驗，學會安裝和調試V帶傳動；同時操作實驗調整V帶的松緊程度。4.3 V帶傳動的認識和使用 4. 實驗過程 (1)V帶及帶輪的認識 V帶的結構、標準 V帶傳動是依靠帶的兩側面與帶輪輪槽側面相接觸而工作的。普通V帶是無接頭的環(huán)形帶，截面形狀呈梯形，工作面為兩側面。我國生產(chǎn)的V帶分為簾布、

25、線繩兩種結構。普通V帶已標準化，按截面尺寸由小到大有Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。標記為“型號標準長度標準編號”。例如：A1250GB1154489表示標準長度為1250mm的A型V帶。 帶輪的材料、結構 帶輪是帶傳動中的重要零件，它必須滿足下列條件：質量分布均勻，安裝對中性好，工作表面要經(jīng)過精細加工，以減少磨損，重量盡可能輕，強度足夠，旋轉穩(wěn)定。4.3 V帶傳動的認識和使用 輪緣是帶輪的外緣，在輪緣上面有梯形槽，槽數(shù)及結構尺寸要與所選的V帶型號相對應。輪轂是帶輪與軸配合的內圈。 輪緣與輪轂聯(lián)接的部分稱為輪輻，帶輪的結構形式根據(jù)帶輪直徑?jīng)Q定。一般小帶輪，即D150 mm時可制成實心式；中帶輪，即D150450 mm時可制成腹板式或孔板式；大帶輪即D450 mm時，可制成輪輻式。 在圓周速度30ms時，帶輪最常用材料為鑄鐵；如HTl50、HTl00，速度大時用HT200。高速時，常用鑄鋼或輕合金，以減輕重量。低速轉動。15 ms和小功率傳動時，常常用木材和工程塑料。帶輪通常由輪緣、輪輻、輪轂組成。4.3 V帶傳動的認識和使用 (2) V帶的選用 應按設計要求選取帶型、基準長度和根數(shù)。要注意帶的型號和基準長度不要搞錯，以保證V