帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

1、關(guān)于帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)第1頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四一、帶傳動(dòng)的組成及特點(diǎn) 固聯(lián)于主動(dòng)軸上的帶輪1(主動(dòng)輪)；固聯(lián)于從動(dòng)軸上的帶輪3(從動(dòng)輪)；緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶2。1帶傳動(dòng)的組成51 帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用第2頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四 嚙合傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的嚙合，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力（同步帶傳動(dòng)）。 2傳 動(dòng) 原 理 摩擦傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的摩擦力，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力（平帶和帶傳動(dòng)） 。第3頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四3、傳動(dòng)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1

2、）有過載保護(hù)作用（過載打滑) 2）有緩沖吸振作用， 運(yùn)行平穩(wěn)無噪音（帶有彈性） 3）適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)（中心距大） 4）結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝精度要求不高，維護(hù)方便缺點(diǎn)：1）有彈性滑動(dòng)使傳動(dòng)比i不恒定 2）張緊力較大（與嚙合傳動(dòng)相比）軸上壓力較大 3）結(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊 4）打滑，使帶壽命較短 5）帶與帶輪間會(huì)產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃、易爆的場合 6）效率低。二、帶傳動(dòng)的類型1.應(yīng)用: 帶傳動(dòng)傳動(dòng)的功率P100KW，帶速v=5-30m/s，平均傳動(dòng)比i7，傳動(dòng)效率為94%-96%。同步齒形帶的帶速為40-50m/s，傳動(dòng)比i10，傳遞功率可達(dá)200KW,效率高達(dá)98%-99%。 帶傳動(dòng)主

3、要用于要求傳動(dòng)平穩(wěn),傳動(dòng)比要求不嚴(yán)格的中小功率的較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)第4頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四2.類型:1)摩擦式帶傳動(dòng)按傳動(dòng)帶的截面形狀分（1）平帶 平帶的截面形狀為矩形，內(nèi)表面為工作面。平帶傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的場合應(yīng)用較多。 （2）V帶： 截面形狀為梯形，兩側(cè)面為工作表面。應(yīng)用最廣的帶傳動(dòng)是帶傳動(dòng)，在同樣的張緊力下，帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。 第5頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四在相同的張緊力作用下，V帶可比平帶產(chǎn)生較大的正壓力，因而獲得較大的摩擦力。 設(shè)平帶與V帶傳動(dòng)承受相同的張緊力Q,則平帶工作時(shí)

4、產(chǎn)生的摩擦力為 Ff = fN = fQ V帶工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦力為這種情況表明，在同樣張緊條件下，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力遠(yuǎn)比平帶傳動(dòng)大。因此，在傳遞相同功率的情況下，V帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)較為緊湊。 第6頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四(3）多楔帶：它是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動(dòng)帶。可傳遞很大的功率。多楔帶傳動(dòng)兼有平帶傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。（4）圓形帶： 橫截面為圓形。只用于小功率傳動(dòng)。第7頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四2)嚙合式帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，具有的優(yōu)點(diǎn)是：無滑動(dòng)，能保證固定

5、的傳動(dòng)比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小;傳遞功率大。用于要求傳動(dòng)平穩(wěn),傳動(dòng)精度較高的場合.(強(qiáng)力層為鋼絲繩,變形小;帶輪為漸開線齒形)第8頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四第9頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四3)帶傳動(dòng)傳動(dòng)形式 開口傳動(dòng) 交叉?zhèn)鲃?dòng) 半交叉?zhèn)鲃?dòng)第10頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、汽車V帶、大楔角V帶等。其中以普通V帶和窄V帶應(yīng)用較廣，本章主要討論普通V帶傳動(dòng)。 一、V帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn) 1.結(jié)構(gòu):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)如圖所示。強(qiáng)力層的結(jié)構(gòu)形式有簾布結(jié)構(gòu)(制

6、造方便,抗拉強(qiáng)度高)和線繩結(jié)構(gòu)(柔韌性好,抗彎強(qiáng)度高,適用帶輪直徑小,轉(zhuǎn)速較高場合)。 52 V帶與V帶輪第11頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四2.標(biāo)準(zhǔn):按截面尺寸的不同分為Y、Z、A、B、C、D、E共7種型號(hào)，其截面尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。在同樣的條件下，截面尺寸大則傳遞的功率就大3.參數(shù)和尺寸:帶的截面尺寸節(jié)寬節(jié)面的寬度bp。相對(duì)高度V帶高度h與 節(jié)寬bp之比。約為0.7(窄0.9)帶輪基準(zhǔn)直徑V帶輪上與所配V帶節(jié)寬bp 相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑。基準(zhǔn)長度帶節(jié)面長度(V帶在帶輪上張緊后，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度Ld 。)節(jié)面當(dāng)V帶受彎曲時(shí)， 長度不變的中性層。第12頁，共53頁，

7、2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四第13頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四4.帶的標(biāo)記:Z1400GB11544-89帶型基準(zhǔn)長度標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)5.窄V帶窄v帶頂面呈弧形，可使帶芯受力后保持直線平齊排列，因而各線繩受力均勻；兩側(cè)呈凹形，帶彎曲后側(cè)面變直，與輪槽能更好貼合，增大了摩擦力；主要承受拉力的強(qiáng)力層位置較高，使帶的傳力位置向輪緣靠近；壓縮層高度加大，使帶與帶輪的有效接觸面積增大，可增大摩擦力和提高傳動(dòng)能力；保布層采用特制柔性保布，使帶繞性更好，彎曲應(yīng)力較小。第14頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四2.結(jié)構(gòu):(1).輪的結(jié)構(gòu):(2).輪槽尺寸:

8、注意帶的楔角為什么大于帶輪輪槽楔角?二、帶輪的材料與結(jié)構(gòu)1.材料:通常采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為HT150和HT200。轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。 小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。 因此，與普通v帶傳動(dòng)相比，窄v帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)能力更大、（比同尺寸普通v帶傳動(dòng)功率大50150），能用于高速傳動(dòng)（v=3545m/s）。效率高（達(dá)9296）、結(jié)構(gòu)緊湊、疲勞壽命長等優(yōu)點(diǎn)。目前，窄v帶傳動(dòng)已廣泛應(yīng)用于高速、大功率的機(jī)械傳動(dòng)裝置。6.活絡(luò)V帶中心距不能調(diào)整的低速輕載的場合S型：實(shí)心帶輪P型：腹板帶輪H型：孔板帶輪E型：橢圓輪幅帶輪第15頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四3.

9、帶輪的標(biāo)記:帶輪 A 3100 P GB10412-89名稱槽型槽數(shù)基準(zhǔn)直徑結(jié)構(gòu)形式代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)第16頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四53 帶傳動(dòng)的受力分析和應(yīng)力分析一.受力分析和打滑設(shè)帶的總長度不變，根據(jù)線彈性假設(shè)：F1F0F0F2；或：F1 F22F0；記傳動(dòng)帶與小帶輪或大帶輪間總摩擦力為Ff，其值由帶傳動(dòng)的功率P和帶速v決定。 帶傳動(dòng)尚未工作時(shí)，傳動(dòng)帶中的預(yù)緊力為F0。 帶傳動(dòng)工作時(shí)，一邊拉緊，一邊放松，記緊邊拉力為F1和松邊拉力為F2。 定義由負(fù)載所決定的傳動(dòng)帶的有效圓周力為FeP/v，則顯然有FeFf。 第17頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，

10、星期四帶傳動(dòng)的最大有效拉力Fmax有多大？由歐拉公式可知：歐拉公式給出的是帶傳動(dòng)在極限狀態(tài)下各力之間的關(guān)系，或者說是給出了一個(gè)具體的帶傳動(dòng)所能提供的最大有效拉力Fec 。預(yù)緊力F0最大有效拉力Fec 包角最大有效拉力Fec 摩擦系數(shù) f最大有效拉力Fec 切記：歐拉公式不可用于非極限狀態(tài)下的受力分析！取繞在主動(dòng)輪或從動(dòng)輪上的傳動(dòng)帶為研究對(duì)象，有:FeFfF1F2；因此有：F1F0Fe2；F2F0Fe2；包角的概念當(dāng)已知帶傳遞的載荷時(shí)，可根據(jù)歐拉公式確定應(yīng)保證的最小初拉力F0。第18頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四打滑:若帶的工作載荷加大，有效圓周力達(dá)到臨界值Fmax后，

11、則帶與帶輪間會(huì)發(fā)生明顯顯著全面的相對(duì)滑動(dòng)，即產(chǎn)生打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急速降低，帶傳動(dòng)失效，這種情況應(yīng)當(dāng)避免。第19頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四帶傳動(dòng)在工作過程中帶上的應(yīng)力有：分析詳見二、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析 拉應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力、松邊拉應(yīng)力； 離心應(yīng)力：帶沿輪緣圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的離心力在帶中產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力； 彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。第20頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四為了不使帶所受到的彎曲應(yīng)力過大，應(yīng)限制帶輪的最小直徑。槽 型ZABCSPZSPASPASPCddmin/mm 50751252006390140224工

12、作時(shí)帶在變應(yīng)力工作狀態(tài)下工作，隨著位置的不同，應(yīng)力大小在不斷地變化，帶將產(chǎn)生疲勞破壞。由疲勞強(qiáng)度條件：帶的許用拉應(yīng)力第21頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四三、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)帶傳動(dòng)在工作時(shí)，從緊邊到松邊，傳動(dòng)帶所受的拉力是變化的，因此帶的彈性變形也是變化的。帶傳動(dòng)中因帶的彈性變形變化而引起的帶與帶輪間的局部相對(duì)滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。（演示）54 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比第22頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四或其中：因此，傳動(dòng)比為：彈性滑動(dòng)導(dǎo)致：從動(dòng)輪的圓周速度v2主動(dòng)輪的圓周速度v1，速度降低的程度可用滑動(dòng)率來表示： 因帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率=0.01-0

13、.02,其值不大，可不予考慮。第23頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別 A.現(xiàn)象：彈性滑動(dòng)發(fā)生在繞出帶輪前帶與輪的部分接觸長度上 打滑發(fā)生在帶與輪的全部接觸長度B.原因：彈性滑動(dòng)：帶兩邊的拉力差，帶的彈性 打滑：過載C.結(jié)論：彈性滑動(dòng)不可避免 打滑可避免 第24頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四一、帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.失效形式 1）打滑；2）帶的疲勞破壞 另外：磨損靜態(tài)拉斷等55 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶在不打滑的前提下，有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)為：功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比i），外廓尺

14、寸要求及工作條件等。設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定帶的型號(hào)、長度L、根數(shù)Z、傳動(dòng)中心距a、帶輪基準(zhǔn)直徑及其它結(jié)構(gòu)尺寸，材料及張緊方式等。第25頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四二、單根V帶的基本額定功率單根普通v帶在試驗(yàn)條件所能傳遞的功率，稱為基本額定功率，用P1表示單根普通v帶在設(shè)計(jì)所給定的實(shí)際條件下，允許傳遞的功率，稱為額定功率，用P表示： P=(P1+P1)KKL式中: P1為單根V帶的基本額定功率,kW； 查表55單根普通v帶基本額定功率P1是在特定試驗(yàn)條件（特定的帶基準(zhǔn)長度Ld，特定使用壽命，傳動(dòng)比i=1，包角180，載荷平穩(wěn)）下測得的帶所能傳遞的功率。一般設(shè)計(jì)給定的實(shí)際條件與

15、上述試驗(yàn)條件不同，須引入相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行修正。P1為功率增量,Kw; 當(dāng)傳動(dòng)比i1時(shí),帶在大輪上的彎曲應(yīng)力較小,傳遞的功率可以增大些。查表56。 K包角修正系數(shù)，見教材表57；KL帶長修正系數(shù),見教材表58。第26頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四三、V帶型號(hào)和根數(shù)的確定帶型號(hào)可由計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速n1查教材圖10得到。PC=KAPP為傳動(dòng)的額定功率kW；KA為工作情況系數(shù)，查教材表59。V型帶的根數(shù)Z可按下式確定：Z=PC/ P= PC/(P1+P1)KKL一般Z=，max10.以保證受力均勻。四、主要參數(shù)的確定1. 帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶速帶輪直徑小，則傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，但彎

16、曲應(yīng)力大，使帶的壽命降低。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)取小輪基準(zhǔn)直徑dd1ddmin。ddmin值見表。帶速Vdd1n1/601000式中：V的單位m/s; dd1的單位為mm; n1的單位為r/min.若V太小，由P=FV可知，傳遞同樣功率0.6m/s 。第47頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四三、鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知：P，載荷性質(zhì)，工作條件，轉(zhuǎn)速n1、n2；求：鏈輪齒數(shù)Z1、Z2，節(jié)距P，列數(shù)，中心距a，潤滑方式等。中、高速鏈傳動(dòng)（V0.6m/s）對(duì)于中、高速鏈傳動(dòng)，其主要失效形式是鏈條的疲勞破壞，它可按功率曲線圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)實(shí)際工作條件與上述條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)查得的P0值加以修正。則鏈

17、傳動(dòng)的功率P為：PP0KzKiKKpt/KA式中：P名義功率，kW； KA為工作情況系數(shù)，查表515；Kz為小鏈輪系數(shù)，查表516；Ki為傳動(dòng)比系數(shù)，查表517； K為中心距系數(shù)，查表518；Kpt為多排鏈系數(shù)，查表519.低速鏈傳動(dòng)（V0.60.6m/s）對(duì)于低速傳動(dòng)，其主要失效形式為鏈條過載拉斷，必須對(duì)靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。通常是校核鏈條的靜強(qiáng)度安全系數(shù)S，其計(jì)算公式為：S=FQ/KAF4-8式中：FQ為極限拉伸載荷，表5-11。F為鏈的工作拉力，N。第48頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四 四、鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇1.鏈節(jié)距鏈節(jié)距P越大，承載能力越大，但引起的沖擊，振動(dòng)和

18、噪音也越大。為使傳動(dòng)平穩(wěn)和結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)盡量選用節(jié)距較小的單排鏈，高速重載時(shí)，可選用小節(jié)距的多排鏈。2鏈輪齒數(shù)選擇小鏈輪齒數(shù)Z1 計(jì)算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1。小鏈輪齒數(shù)Z1過少運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)嚴(yán)重。小鏈輪齒數(shù)Z1過大增大了傳動(dòng)的尺寸和質(zhì)量 。另為使磨損均勻，鏈輪齒數(shù)宜取奇數(shù)。中心距a過小鏈條繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，加劇磨損和疲勞； 鏈條在小輪上的包角變小，易跳齒和脫鏈；中心距a過大從動(dòng)邊垂度過大，造成松邊顫動(dòng)。一般初選中心距 a0=(30-50)p a0max=80p計(jì)算鏈節(jié)數(shù)圓整取偶數(shù)計(jì)算理論中心距3中心距和鏈節(jié)數(shù)第49頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四一.鏈傳動(dòng)的布置 布置原則： 兩鏈輪軸線應(yīng)平行，回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一鉛垂平面內(nèi)； 兩鏈輪中心連線最好是水平的； 一般情況下，緊邊在上，松邊在下。 傾斜布置傾角由小于45 若鉛垂布置應(yīng)可調(diào)中心距或加張緊裝置水平布置，傾斜布置，垂直布置511鏈傳動(dòng)的布置，張緊和潤滑第50頁，共53頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期四張緊方法： 調(diào)整中心距張緊； 鏈條磨損變長后從中去除此1-2個(gè)鏈節(jié)； 加張緊輪.（一般緊壓在松邊靠近小鏈輪處）彈簧力張緊砝碼張緊定期調(diào)整張緊二.鏈傳動(dòng)的張緊鏈傳動(dòng)張緊的目的，主要是為了避免磨損后鏈條的垂度過大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動(dòng)，跳齒和脫鏈現(xiàn)象；同時(shí)也為了增