《機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時(shí)）》第11章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

第11章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)日常生活中有哪些帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)的機(jī)械？夯實(shí)機(jī)

空氣壓縮機(jī)

自行車

摩托車

第1節(jié)帶傳動(dòng)第2節(jié)鏈傳動(dòng)1.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)1.2V帶傳動(dòng)的受力情況和主要參數(shù)1.3帶傳動(dòng)的張緊*1.4

新型帶傳動(dòng)2.1鏈傳動(dòng)類型和特點(diǎn)2.2滾子鏈和鏈輪

*2.3

鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇2.4鏈傳動(dòng)的布置和維護(hù)如圖11-1所示，帶傳動(dòng)是由主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪以及傳動(dòng)帶組成，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依靠它們間的摩擦或嚙合拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳動(dòng)一定的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。圖11-1帶傳動(dòng)第1節(jié)帶傳動(dòng)1.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)1.1.1帶傳動(dòng)的類型帶傳動(dòng)根據(jù)工作原理不同，分為摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)兩大類，其中最常見的是摩擦帶傳動(dòng)。根據(jù)摩擦帶截面形狀分為平帶、V帶、多楔帶和圓帶。

平帶的工作面為與輪面相接觸的內(nèi)表面。主要用于物料輸送等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、效率高和中心距較大的傳動(dòng)。1.摩擦型帶傳動(dòng)平帶大理石切割機(jī)

V帶與輪槽相接觸的兩側(cè)面為工作表面。在相同條件下V帶傳動(dòng)比平型帶傳動(dòng)的摩擦力大，V帶的傳動(dòng)能力為平帶的3倍，故V帶傳動(dòng)能傳遞較大的載荷，獲得了廣泛的應(yīng)用。多楔帶傳動(dòng)相當(dāng)于平帶與V帶的組合，用于傳遞力大動(dòng)且要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合中。

V帶手扶拖拉機(jī)

多楔帶汽車發(fā)動(dòng)機(jī)

橫截面為圓形。只用于低速輕載的儀器和家用機(jī)械，如縫紉機(jī)等。

2.嚙合型帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)是典型的嚙合帶傳動(dòng)，是靠帶齒與帶輪輪齒的嚙合來傳動(dòng)。圓帶縫紉機(jī)

1.1.2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)（1）傳動(dòng)帶有彈性，能緩沖、吸振，傳動(dòng)較平穩(wěn)，噪音小；（2）摩擦帶傳動(dòng)在過載時(shí)帶在帶輪上的打滑，可防止損壞其他零件，起安全保護(hù)作用，但不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)。（4）傳動(dòng)效率低，外廓尺寸大，對(duì)軸和軸承壓力大，壽命短，不適合高溫易燃場(chǎng)合。因此，帶傳動(dòng)多用于機(jī)械中要求傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)比要求不嚴(yán)格、中心距較大的高速級(jí)傳動(dòng)。1.1.3普通V帶及V帶輪1.V帶(1)V帶的結(jié)構(gòu)V帶有普通V帶、窄V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶等多種類型，其中普通V帶應(yīng)用最廣，窄V帶的應(yīng)用也日益廣泛。V帶傳動(dòng)在一般機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛，在同樣條件下，V帶可產(chǎn)生更大的摩擦力，更高的承載能力、更大的傳動(dòng)功率，除此之外V帶還具有標(biāo)準(zhǔn)化程度高、傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，使V帶傳動(dòng)比平帶傳動(dòng)應(yīng)用更為廣泛。標(biāo)準(zhǔn)普通V帶都制成無接頭的環(huán)形。其結(jié)構(gòu)如圖11-2所示。它由包布、頂膠、抗拉體、和底膠四個(gè)部分組成。包布層多由膠帆布制成，它是V帶的保護(hù)層。頂膠和底膠主要由橡膠組成，當(dāng)膠帶在帶輪上彎曲時(shí)可分別伸張和壓縮?？估w是承受載荷拉力的主體，分簾布層結(jié)構(gòu)和繩芯結(jié)構(gòu)圖兩種。圖11-2標(biāo)準(zhǔn)普通V帶結(jié)構(gòu)

型號(hào)YZABCDE頂寬b/mm6101317223238節(jié)寬bp/mm5.31.511.014.019.027.032.0高度h/mm4.06.01.011.014.019.023.0楔角θ40°表11-2普通V帶橫截面尺寸（GB/T11544-1997）（2）V帶的型號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T11544-1997）按截面尺寸的大小，普通V帶分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)。其截面尺寸越大，承載能力越大。各種型號(hào)帶的截面尺寸見表11-2。輪槽基準(zhǔn)寬度bp相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑稱為基準(zhǔn)直徑dd。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(zhǎng)度稱為基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，見表11-2。（3）V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度輪槽基準(zhǔn)寬度bp（見表11-2）相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑成為基準(zhǔn)直徑Dd。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(zhǎng)度稱為基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld。（4）V帶的標(biāo)記普通V帶的標(biāo)記由型號(hào)、基準(zhǔn)長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)三部分組成。如B1600GB/T11544-1997表示基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1600mm的B型普通V帶。V帶的標(biāo)記及制造年月和生產(chǎn)廠名通常印在帶的頂面。2.V帶輪（1）帶輪材料帶輪常用材料有灰鑄鐵、鑄鋼、鋁合金或工程塑料，以灰鑄鐵應(yīng)用最為廣泛。（2）帶輪結(jié)構(gòu)帶輪的結(jié)構(gòu)一般由輪緣、輪轂、輪輻等部分組成，如圖11-3所示。圖11-3帶輪結(jié)構(gòu)1—輪緣2—輪輻3—輪轂根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同，常用V帶輪有實(shí)心式、腹板式、孔板式和輪輻式四種形式，如圖11-4所示。

實(shí)心式腹板式孔板式輪輻式1.2V帶傳動(dòng)的受力情況和主要參數(shù)在帶以一定的初拉力緊套在兩個(gè)帶輪上時(shí)，帶兩邊的拉力相等。帶工作時(shí)，由于摩擦力的作用，下邊（主動(dòng)邊）被拉緊，上邊（從動(dòng)邊）被放松。緊邊拉力和松邊拉力的差就是帶傳動(dòng)傳遞的圓周力，稱為有效拉力。有效拉力和初拉力、包角α1和摩擦因數(shù)有關(guān)。圖11-5V帶傳動(dòng)工作情況2.V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)名稱對(duì)傳動(dòng)的影響一般取值范圍小帶輪包角α1包角α1越大，帶和帶輪間在整個(gè)接觸弧上的摩擦力總和增加，從而可提高帶傳動(dòng)能力α1≥120o帶輪基準(zhǔn)直徑dd帶輪直徑越大，傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸就越大；帶輪直徑越小，結(jié)構(gòu)就越緊湊，但帶繞過帶輪使得彎曲就越厲害，影響的使用壽命與帶型號(hào)相對(duì)應(yīng)的最小基準(zhǔn)直徑系列見表26-3傳動(dòng)比i傳動(dòng)比越大，兩帶輪直徑差越大，小帶輪的包角就越小，帶傳動(dòng)能力就會(huì)下降帶的線速度υ速度越大，帶作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力越大，削弱帶的傳動(dòng)能力。傳遞功率一定時(shí)，速度太低，易引起打滑υ=5～25m/s中心距a中心距越小，在一定速度下，相同時(shí)間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)就越多，帶的壽命降低。中心距過大，運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生劇烈抖動(dòng)0.7(dd1+dd2)≤a≤2(dd1+dd2)V帶根數(shù)z根數(shù)多，傳遞功率大，但根數(shù)過多會(huì)影響每根帶受力的均勻性z≤10表11-3V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)1.3帶傳動(dòng)的張緊由于傳動(dòng)帶的材料不是完全的彈性體，因而帶在工作一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生塑性伸長(zhǎng)而松弛，使張緊力降低。為了保證帶傳動(dòng)正常工作，必須采用適當(dāng)?shù)膹埦o裝置。表11-5為帶傳動(dòng)常用的幾種張緊裝置。張緊方法示意圖說明調(diào)整中心距法擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓3，電動(dòng)機(jī)1可沿滑軌2移動(dòng)，使帶張緊。適用于兩帶輪中心線處于水平位置的傳動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿上的螺母3，使擺架2向所需要的方向擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)帶的張緊。適用于兩代輪中心線處于鉛垂或近似鉛垂位置的傳動(dòng)張緊輪法利用張緊輪進(jìn)行張緊，張緊輪置于松邊內(nèi)側(cè)盡量靠近大帶輪的位置表11-5帶傳動(dòng)常用的幾種張緊裝置1.4新型帶傳動(dòng)1.同步帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)的工作時(shí)，帶的凸輪與帶輪上的帶槽進(jìn)行嚙合傳動(dòng)，帶與帶輪間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而保證了同步。同步帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有：無滑動(dòng)；預(yù)緊力?。辉试S的線速度較高；帶的柔性好。主要缺點(diǎn)是制造和安裝精度高，成本高。同步帶傳動(dòng)主要用于如汽車、錄音機(jī)、數(shù)控機(jī)床等要求傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)精度高的場(chǎng)合，如圖11-6所示。（a）同步帶截面及同步帶帶輪（b）轎車發(fā)動(dòng)機(jī)圖11-6同步帶傳動(dòng)2.高速帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)帶速υ>30m/s，高速軸轉(zhuǎn)速n=10000-50000r/min的帶傳動(dòng)屬于高速帶傳動(dòng)。它主要用于增速以驅(qū)動(dòng)機(jī)床、粉碎機(jī)、離心機(jī)及其它機(jī)器。傳動(dòng)要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、傳動(dòng)可靠并具有一定的壽命。高速帶常采用重量輕、薄而均勻、撓曲性好的環(huán)形平帶。為了防止帶從帶輪上滑落，大、小帶輪輪緣表面都應(yīng)加工出凸度，制成鼓形面或雙錐面。在輪緣表面常開環(huán)形槽。

第2節(jié)鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)是一種帶中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。由主動(dòng)鏈輪1、鏈條3、從動(dòng)鏈輪2組成，如圖11-8所示。鏈輪具有特定的齒形，鏈條套裝在主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪上。工作時(shí)，通過鏈條的鏈節(jié)與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。圖11-8鏈傳動(dòng)示意圖1—主動(dòng)鏈輪2—從動(dòng)鏈輪3—鏈條2.1鏈傳動(dòng)類型和特點(diǎn)根據(jù)用途不同，鏈分為傳動(dòng)鏈、起重鏈和牽引鏈三種。傳動(dòng)鏈用于一般機(jī)械中傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)；起重鏈用于起重機(jī)械中提升重物；牽引鏈用于鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)中移動(dòng)重物。按照鏈條結(jié)構(gòu)不同，鏈條主要有滾子鏈和齒形鏈兩種，如圖11-9和11-10所示。其中滾子鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、磨損較輕，故應(yīng)用較廣。圖11-9滾子鏈圖11-10齒形鏈鏈傳動(dòng)具有下列特點(diǎn)：

(1)和帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)有準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，無滑動(dòng)現(xiàn)象，不需要很大的初拉力，對(duì)軸的壓力小。

(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可用于中心距較大的場(chǎng)合，能在高溫、多塵、油污等惡劣條件下工作。

(3)傳動(dòng)平穩(wěn)性差，工作時(shí)有噪聲。2.2滾子鏈和鏈輪1．滾子鏈滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子組成，如圖11-11所示。滾子鏈上相鄰兩銷軸中心的距離稱為節(jié)距，用p表示。滾子與套筒、套筒與銷軸之間均為間隙配合，形成動(dòng)聯(lián)接；內(nèi)鏈板與套筒、外鏈板與銷軸之間通過過盈配合形成內(nèi)、外鏈節(jié)。滾子在鏈輪的齒間滾動(dòng)，鏈的磨損主要發(fā)生在銷軸和套筒的摩擦面上。內(nèi)鏈板套筒滾子外鏈板銷軸圖11-11滾子鏈的組成鏈的接頭處可用開口銷或彈簧卡片固定。開口銷用于大節(jié)距鏈，彈簧卡片用于小節(jié)距鏈。鏈條節(jié)數(shù)常取偶數(shù)，奇數(shù)時(shí)須采用過渡鏈節(jié)。圖11-12滾子鏈的接頭形式(a)開口銷(b)彈簧卡片(c)過渡鏈節(jié)

滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化（GB/T1243-2006），有A、B兩個(gè)系列。A系列用于重載、較高速度和重要的傳動(dòng)；B系列用于一般傳動(dòng)。

2．鏈輪鏈輪結(jié)構(gòu)形式有整體式、孔板式、組合式等，如圖11-12所示。鏈輪材料通常采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼，并經(jīng)過熱處理。

圖11-12鏈輪結(jié)構(gòu)形式(a)整體式(b)孔板式(c)組合式

*2.3鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇(l)鏈輪齒數(shù)z1、z2齒數(shù)過少會(huì)增加鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性，鉸鏈磨損加快，使用壽命降低。齒數(shù)過多會(huì)使尺寸增大，磨損后易引起脫鏈，降低鏈條壽命。所以一般z取值范圍在17～120。(2)傳動(dòng)比i滾子鏈的傳動(dòng)比i=n1/n2=z2/z1，通常小于6，推薦i＝2～3.5。因?yàn)閭鲃?dòng)比過大會(huì)造成鏈齒磨損加快，鏈條容易跳齒，也會(huì)使傳動(dòng)裝置尺寸加大。

(3)鏈節(jié)距p節(jié)距越大傳動(dòng)能力越強(qiáng)，但會(huì)使傳動(dòng)平穩(wěn)性變差，動(dòng)載荷增加。所以對(duì)于重載的鏈傳動(dòng)，應(yīng)選用小節(jié)距多排鏈。(4)中心距a中心距過小，會(huì)使鏈條磨損加快，壽命降低。中心距過大會(huì)引起鏈條松邊顫動(dòng)，運(yùn)動(dòng)不均勻性增強(qiáng)。通常amax≤80p。2.4

鏈傳動(dòng)的布置和維護(hù)1.鏈傳動(dòng)的布置合理地布置、張緊鏈傳動(dòng)，對(duì)鏈傳動(dòng)的工作能力和使用壽命影響較大。鏈傳動(dòng)布置時(shí)，鏈傳動(dòng)的兩軸線應(yīng)平行，兩鏈輪在同一平面內(nèi)。一般宜采用水平或接近水平布置，并使松邊在下。

2.鏈傳動(dòng)的張緊鏈條在使用過程中會(huì)因磨損而逐漸伸長(zhǎng)，為防止松邊垂度過大而引起嚙合不良、松邊顫動(dòng)和跳齒等現(xiàn)象，應(yīng)使鏈張緊。常用張緊方法有調(diào)整中心距、去掉1～2個(gè)鏈節(jié)和用張緊裝置，張緊輪可用鏈輪也可用滾輪。3.鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑

潤(rùn)滑對(duì)鏈傳動(dòng)影響很大，良好的潤(rùn)滑將減少磨損，緩和沖擊，延長(zhǎng)鏈條的使用壽命。常用潤(rùn)滑方式有：(1)人工定期潤(rùn)滑適于低速(υ≤4m/s)、不重要的鏈傳動(dòng)。(2)滴油潤(rùn)滑用油杯通過油管滴入松邊內(nèi)、外鏈板間隙處，適于υ≤10m/s的傳動(dòng)。(3)油浴潤(rùn)滑將松邊的鏈條浸入油池中，浸油深度為6～12mm。(4)飛濺潤(rùn)滑