第十七章 帶傳動和鏈傳動

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1、第十七章第十七章 帶傳動和鏈傳動帶傳動和鏈傳動內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介 本章包括帶傳動和鏈傳動兩部分內(nèi)容。帶傳動主要介紹帶傳動的分類、工作原理和普通V帶傳動的設(shè)計(jì)。鏈傳動主要介紹鏈輪結(jié)構(gòu)、鏈傳動的運(yùn)動特性、受力分析和滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算，對齒形鏈傳動計(jì)算只作簡單介紹。學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求1、了解帶傳動、鏈傳動的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；2、熟悉普通V帶輪的結(jié)構(gòu)、規(guī)格與基本尺寸； 3、掌握帶傳動的受力分析、應(yīng)力及應(yīng)力分布圖、彈性滑動和打滑的基本概念；4、掌握帶傳動的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、普通V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)選取原則； 5、了解滾子鏈的的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、基本尺寸和鏈輪的主要幾何尺寸；6、掌握滾子鏈傳動

2、的運(yùn)動特性；7、掌握滾子鏈傳動的效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)選取原則； 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)1、帶傳動、鏈傳動的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；2、帶傳動的受力分析、應(yīng)力及應(yīng)力分析、彈性滑動和打滑3、帶傳動的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、普通V帶傳動的參數(shù)選取原則4、滾子鏈傳動的運(yùn)動特性和參數(shù)選取原則第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述概概 述述學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求： 了解帶傳動、鏈傳動的特點(diǎn)和一般應(yīng)用了解帶傳動、鏈傳動的特點(diǎn)和一般應(yīng)用。帶傳動帶傳動鏈傳動鏈傳動 概概 述述帶傳動帶傳動 帶傳動由主動帶輪、從動帶輪和傳動帶組成（圖17-1），其使用的撓性曳引元件是傳動帶，靠帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運(yùn)動和動力 帶傳動使用

3、的撓性曳引元件是傳動帶，傳動帶具有較大彈性，按工作原理，帶傳動分摩擦型普通帶傳動和嚙合型同步帶傳動。 概概 述述圖17-1 概概 述述帶傳動的主要特點(diǎn)是帶傳動的主要特點(diǎn)是：、有緩沖和吸振作用；、運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲??；、結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；、可通過增減帶長以適應(yīng)不同的中心距要求；、普通帶傳動過載時(shí)帶會在帶輪上打滑，對其他機(jī)件有保護(hù)作用；、傳動帶的壽命較短；、傳遞相同圓周力時(shí)，外廓尺寸和作用在軸上的載荷比嚙合傳動大；、帶與帶輪接觸面間有相對滑動，不能保證準(zhǔn)確的傳動比。 概概 述述 目前，帶傳動所能傳遞的最大功率為700kW，工作速度一般為530m/s，采用特種帶的高速帶傳動可達(dá)60m/s，超高速帶傳

4、動可達(dá)100m/s。帶傳動的傳動比一般不大于7，個(gè)別情況可到10。鏈傳動鏈傳動 鏈傳動使用的撓性曳引元件是傳動鏈，通過鏈輪的輪齒與鏈條的鏈節(jié)相互嚙合實(shí)現(xiàn)傳動 鏈傳動。依據(jù)鏈條結(jié)構(gòu)的不同，有套筒鏈傳動、滾子鏈傳動和齒形鏈傳動。 概概 述述鏈傳動的特點(diǎn)鏈傳動的特點(diǎn)：、平均傳動比準(zhǔn)確，并可用于較大的中心距；、傳動效率較高，最高可達(dá)98；、不需張緊力，作用在軸上的載荷較?。?、容易實(shí)現(xiàn)多軸傳動；、能在惡劣環(huán)境（高溫、多灰塵等）下工作；、瞬時(shí)傳動比不等于常數(shù)，鏈的瞬時(shí)速度是變化的，故傳動平穩(wěn)性較差，速度高時(shí)噪聲較大。 概概 述述 鏈傳動主要用于兩軸中心距較大的動力和運(yùn)動的傳遞，廣泛用在農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起

5、重、運(yùn)輸、石油和化工等行業(yè)。 通常，滾子鏈傳動的功率小于100kW，鏈速小于15m/s。優(yōu)質(zhì)滾子鏈傳動的功率最高可達(dá)5000kW，鏈速可達(dá)35m/s。高速齒形鏈可達(dá)40m/s。 第二節(jié)第二節(jié) 帶帶 傳傳 動動 帶傳動帶傳動學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求： 了解帶傳動的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；了解帶傳動的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；熟悉普通熟悉普通V V帶輪的結(jié)構(gòu)、規(guī)格與基本尺寸；掌握帶帶輪的結(jié)構(gòu)、規(guī)格與基本尺寸；掌握帶傳動的受力分析、應(yīng)力及應(yīng)力分布圖、彈性滑動傳動的受力分析、應(yīng)力及應(yīng)力分布圖、彈性滑動和打滑的基本概念；掌握帶傳動的失效形式、設(shè)和打滑的基本概念；掌握帶傳動的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、普通計(jì)準(zhǔn)則

6、、普通V V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)選取帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)選取原則。原則。帶傳動帶傳動普通帶傳動的類型普通帶傳動的類型普通帶傳動的計(jì)算基礎(chǔ)普通帶傳動的計(jì)算基礎(chǔ)普通普通V V帶傳動設(shè)計(jì)帶傳動設(shè)計(jì)普通帶傳動的張緊裝置普通帶傳動的張緊裝置同步帶傳動（簡介）同步帶傳動（簡介）帶傳動帶傳動普通帶傳動的類型：普通帶傳動的類型： 根據(jù)傳動帶的截面形狀，摩擦型帶傳動可分為： 、平帶傳動 、V帶傳動 、圓帶傳動 V帶傳動又可分為： 、普通V帶傳動 、窄V帶傳動 、聯(lián)組V帶傳動 、多楔帶傳動 、大楔角V帶傳動 、寬V帶傳動等帶傳動帶傳動 根據(jù)帶傳動的布置形式可分為 、開口傳動（圖17-5）、 、交叉?zhèn)鲃?/p>

7、 、半交叉?zhèn)鲃樱▓D17-1）。普通普通V V帶傳動帶傳動窄窄V V帶傳動帶傳動聯(lián)組聯(lián)組V V帶傳動帶傳動多楔帶傳動多楔帶傳動帶傳動帶傳動普通普通V V帶傳動：帶傳動： V帶以其兩側(cè)面與輪槽接觸（圖17-2a），由于楔形槽可以增大法向壓力，在初拉力相同的條件下，V帶傳動產(chǎn)生的摩擦力較平帶傳動（圖17-2b）大，可傳遞更大的載荷。 圖中，F(xiàn)Q為帶對帶輪的壓緊力；FN為平帶輪對帶的反力；FNV為V帶輪側(cè)面對帶的反力；為帶與帶輪間的摩擦因數(shù)；為帶輪的槽楔角，普通V帶為32、34、36或40。由力的平衡條件可知：2cos2sin22cos2sin22cos2sin2QNVNVNVNVQFFFFFF帶傳動

8、帶傳動圖17-2帶傳動帶傳動 由此得V帶傳動的摩擦力為： 式中， 為V帶與帶輪間的摩擦力。 V帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦因數(shù)v為 對于普通V帶，若取0.3，則平均V0.511.7。該結(jié)果表明，在其他條件相同的情況下，V帶傳動較平帶傳動的工作能力提高了很多。QvQNVVFFFF2cos2sin2VF2cos2sinv帶傳動帶傳動窄窄V V帶傳動：帶傳動： 窄V帶傳動是近年來國際上普遍應(yīng)用的一種V帶傳動。帶的承載層采用合成纖維繩或鋼絲繩。普通V帶高與節(jié)寬比為0.7，窄V帶高與節(jié)寬比為0.9（圖17-3）。窄V帶有SPZ、SPA、SPB和SPC四種型號，其結(jié)構(gòu)和有關(guān)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。 窄V帶承載能力高，滯后損

9、失少。窄V帶傳動的最高允許速度可達(dá)4050m/s，適用于大功率且結(jié)構(gòu)要求緊湊的傳動。帶傳動帶傳動17-3帶傳動帶傳動聯(lián)組聯(lián)組V V帶傳動：帶傳動： 其特點(diǎn)是幾條相同的V帶在頂面聯(lián)成一體的V帶（圖17-4a）。它克服了普通V帶二帶間的受力不均勻，減少了各單根帶傳動的橫向振動，因而使帶的壽命提高。其缺點(diǎn)是要求較高的制造和安裝精度。多楔帶傳動多楔帶傳動 其特點(diǎn)是在平帶的基體下做出很多縱向楔（圖17-4b），帶輪也做出相應(yīng)的環(huán)形輪槽?？蓚鬟f較大的功率。由于多楔帶輕而薄，工作時(shí)彎曲應(yīng)力和離心應(yīng)力都小，可使用較小的帶輪，減小了傳動的尺寸。由于多楔帶有較大的橫向剛度，可用于有沖擊載荷的傳動。其缺點(diǎn)是制造和安

10、裝精度要求較高。帶傳動帶傳動17-4帶傳動帶傳動17-5帶傳動帶傳動普通帶傳動的計(jì)算基礎(chǔ)普通帶傳動的計(jì)算基礎(chǔ) 帶傳動中的作用力帶傳動中的作用力 帶的應(yīng)力帶的應(yīng)力 彈性滑動和打滑彈性滑動和打滑帶傳動帶傳動帶傳動中的作用力：帶傳動中的作用力： 帶傳動帶呈環(huán)形，并以一定的初拉力（ ）套在一對帶輪上（帶傳動圖17-6a），使帶和帶輪相互壓緊。帶在工作前 其兩邊拉力均為 （圖17-6a）， 稱為初拉力初拉力。 工作時(shí) 由于要克服工作阻力，帶在繞上主動輪的一邊被進(jìn)一步拉緊，其拉力 大到 ， 稱為緊邊拉力緊邊拉力；帶的另一邊被放松，其拉力由 減小到 ， 稱為松邊拉力松邊拉力（圖17-6b）。 帶的兩邊拉力之

11、差，稱為帶傳動的有效拉力有效拉力F，即： F (17-1) 0F1F1F0F0F0F0F2F2F2F1F0F帶傳動帶傳動17-6帶傳動帶傳動 有效拉力F與帶傳動傳遞的功率P及帶速v的關(guān)系為： P PFvFv （17-2） 該式說明，帶速一定時(shí)，有效拉力越大，則帶傳動傳遞的功率也越大，即帶傳動的工作能力越強(qiáng)。 帶的有效拉力等于帶輪接觸弧上摩擦力的總和。在一定條件下，摩擦力有一極限值，當(dāng)需要傳遞的有效拉力超過該值時(shí)，帶就會在輪面上打滑。打滑打滑是帶傳動的主要失效形式之一。 帶工作時(shí)松緊邊拉力不等，但總長度不變，故緊邊增加的長度與松邊減少的長度相等，假設(shè)帶的材料服從胡克定律，則緊邊增加的拉力與松邊減

12、少的拉力相等。即： 2001FFFF帶傳動帶傳動或 (17-3)F1 和F2的關(guān)系可用下式表示： (17-4) 式中，為包角，即帶與帶輪接觸弧所對應(yīng)的中心角；e為自然對數(shù)的底。 若帶速v10m/s，則通?？珊雎噪x心力qv2，此時(shí)上式簡化為F1/F2e，即為著名的歐拉公式歐拉公式。 0212FFFeqvFqvF2221帶傳動帶傳動 聯(lián)立式（17-1）和式（17-4），可得緊邊拉力F1和松邊拉力F2為 (17-5) (17-6) 將式（17-5）和式（17-6）帶入式（17-3）可得反映帶傳動工作能力的最大有效拉力Fmax，即 (17-7)211qveFeF221qveFF121)(220maxe

13、qvFF帶傳動帶傳動該式說明：1）最大有效拉力與初拉力 成正比?？刂瞥趵鲃拥脑O(shè)計(jì)和使用是很重要的。 過小不能傳遞所需載荷，而且容易顫動； 過大使帶的磨損加劇，壽命縮短。2）最大有效拉力隨包角、摩擦因數(shù)（與帶、帶輪的材料及工況有關(guān)）的增大而增大。通常設(shè)計(jì)時(shí)要求120。3）離心力qv2使最大有效拉力減小。上述各公式是按平帶傳動推導(dǎo)的，用于V帶傳動時(shí)，應(yīng)將各式中的摩擦因數(shù)用當(dāng)量摩擦因數(shù)v代替。0F0F0F帶傳動帶傳動式(17-4)推導(dǎo)如下：取一微段帶dl（圖17-7），帶上各力的平衡條件為：沿垂直方向 式中dF為緊邊拉力增量；dFN為帶輪給微段帶的正壓力；q為帶的線質(zhì)量。?。郝匀ザA無窮小量

14、，上式為 (a) RvlqFFFFN2dd2dsin)d(2dsinddRl 2d2dsinddd2qvFFN帶傳動帶傳動17-7帶傳動帶傳動沿水平方向式中，為帶與帶輪間的摩擦因數(shù)。取 11，得 (b) 由式(a)、(b)得 (c) 在摩擦力的極限狀態(tài)即將要打滑時(shí)，積分式(c)，得 (17-）0d2dcos2dcos)d(NFFFFNFFddd)(d2qvFFdd0212 qvFFFFeqvFqvF22212dcos帶傳動帶傳動帶的應(yīng)力帶的應(yīng)力1緊邊拉應(yīng)力 和松邊拉應(yīng)力 由緊邊拉力 和松邊拉力 引起 (17-8)式中，A為帶的截面積。2彎曲應(yīng)力b 傳動帶繞帶傳動經(jīng)帶輪時(shí)產(chǎn)生，該應(yīng)力可近似按下式

15、確定 (17-9)式中，E為帶的彈性模量；h為帶的高度；d為帶輪的直徑。AFAF2211,dhEb121F2F帶傳動帶傳動3離心拉應(yīng)力c 由帶的離心拉力Fc （Fcqv2）產(chǎn)生 (17-10) 圖17-8給出了帶的應(yīng)力分布情況。由圖可知，帶在工作過程中，其應(yīng)力是不斷變化的。最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊進(jìn)入小帶輪處（圖中b點(diǎn)）。 帶的最大應(yīng)力為max： (17-11)式中b1為帶繞經(jīng)小帶輪時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。 AqvAFcc2 11maxb帶傳動帶傳動17-8帶傳動帶傳動彈性滑動和打滑彈性滑動和打滑1. . 彈性滑動彈性滑動 由于帶是彈性體，受力不同時(shí)伸長量不等，使帶傳動在工作中發(fā)生彈性滑動。如圖17-9所

16、示，帶自b點(diǎn)繞上主動輪時(shí)，帶的速度與主動輪的速度相等，當(dāng)帶由b點(diǎn)轉(zhuǎn)到c點(diǎn)時(shí)，帶的拉力由F1逐漸減小到F2，與此同時(shí)，帶的單位長度的伸長量也隨之逐漸減小，從而使帶沿帶輪表面相對退縮（由c向b方向），這種現(xiàn)象稱為彈性滑動。同理，在從動輪上產(chǎn)生帶相對帶輪表面相對伸長的彈性滑動（由e 向f方向）。b、c點(diǎn)與小帶輪包角1對應(yīng)；e、f點(diǎn)與大帶輪包角2對應(yīng)。帶傳動帶傳動17-9帶傳動帶傳動 由于帶傳動工作時(shí)，緊邊和松邊的拉力不等，所以彈性滑動是不可避免的。 彈性滑動除造成功率損失和帶的磨損外，還導(dǎo)致從動輪的圓周速度 低于主動輪的圓周速度 ，其降低程度用滑動率表示 考慮彈性滑動影響的傳動比為 (17-12)

17、式中， 、 為主、從動輪轉(zhuǎn)速； 、 為主、從動輪直徑。121vvv)1(1221ddnni1v2v1n2n1d2d帶傳動帶傳動 滑動率一般可取1%2%，粗略計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)。2. 打滑打滑 彈性滑動并不是發(fā)生在全部接觸弧上，而是只發(fā)生在帶離開帶輪一側(cè)的部分弧段上（圖17-9中 和 ），稱該弧段為動弧，無彈性滑動的弧為靜弧（圖17-9中 和 ），兩段弧所對應(yīng)的中心角分別稱為動角和靜角。 帶傳動不傳遞載荷時(shí)，動角為零。隨著載荷的增加，動角逐漸增大，而靜角則之間減小。當(dāng)動角增大到1時(shí)達(dá)到極限狀態(tài)（靜角為零），由于過載使帶傳動的有效拉力F達(dá)到最大值，帶將開始打滑。cb fe bbee帶傳動帶傳動由于帶

18、在小輪上的包角較小，所以打滑總是在小輪上發(fā)生。 打滑是由于載荷過大引起的，它會造成帶的嚴(yán)重磨損并使帶的運(yùn)動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，故正常使用中帶傳動不應(yīng)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。帶傳動帶傳動普通普通V帶傳動設(shè)計(jì)帶傳動設(shè)計(jì)普通普通V帶和帶輪帶和帶輪帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇帶傳動帶傳動普通普通V V帶和帶輪帶和帶輪1.普通V帶結(jié)構(gòu) 普通V帶由頂膠、承載層、底膠和包布組成（圖17-10）。承載層是膠簾布或繩芯。繩芯結(jié)構(gòu)的柔韌性好，適用于轉(zhuǎn)速較高和帶輪直徑較小的場合。 按截面尺寸普通V帶分為：Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。各型號的截面尺寸和線質(zhì)量見表17-12帶輪 表17

19、-2給出了普通V帶帶輪的輪緣尺寸。V帶彎曲時(shí)兩側(cè)面夾角小于40，槽楔角 也應(yīng)減小帶帶傳動傳動17-10帶傳動帶傳動帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則帶傳動的主要失效形式： 打滑 帶的疲勞破壞帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為： 在保證不打滑的條件下，帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。 帶的疲勞強(qiáng)度條件為 (17-13)式中，為根據(jù)疲勞壽命決定的帶的許用應(yīng)力。 11maxb帶傳動帶傳動 在式（17-7）中，利用式（17-8）、（17-10）的關(guān)系，并帶入疲勞強(qiáng)度條件和當(dāng)量摩擦因數(shù) ，可得V帶傳動的最大有效拉力Fmax為將該式帶入式（17-2），即得傳動不打滑時(shí)單根V帶所允許傳遞的功率為 (17-14)式中的可由實(shí)驗(yàn)確定

20、。 由式（17-14）求得的功率P1稱為單根V帶的基本額定功率，各種型號V帶的P1值見表17-3。AeFvcb11)(1maxAvePvcb11)(11v帶傳動帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇1. 計(jì)算功率 (17-15) 式中， 為工況系數(shù)，見表17-4；P為傳遞功率。2. 帶的型號 帶的型號可根據(jù)計(jì)算功率 和小帶輪轉(zhuǎn)速 由圖17-11選取。在兩種型號相鄰的區(qū)域，可兩種型號同時(shí)計(jì)算，然后根據(jù)使用條件擇優(yōu)選取。3. 帶輪基準(zhǔn)直徑 帶輪直徑愈小，傳動所占空間愈小，但彎曲應(yīng)力愈大，帶越易疲勞。表17-5列出了最小帶輪基準(zhǔn)直徑。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使小帶輪基準(zhǔn)直徑 dmin， PKPAcddAKcP

21、1ddcP1n帶傳動帶傳動大帶輪基準(zhǔn)直徑 (17-16) 、 通常按表17-6推薦的直徑系列圓整。4. 帶速v 普通V帶質(zhì)量較大。帶速太高時(shí)，會因離心慣性力過大而降低傳動能力；帶速過低，則在傳遞相同功率的條件下所需有效拉力F較大，要求帶的根數(shù)較多。一般v530m/s。帶速的計(jì)算公式為 (17-17)5. 中心距a 和帶的基準(zhǔn)長度 帶傳動的中心距不宜過大，否則工作中將因載荷變化引起帶的顫動。中心距也不宜過小，因?yàn)橹行木嘤?211d2dnnddd1dd2d11dndv dL帶傳動帶傳動小，帶的長度愈短，在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)愈多，會加速帶的疲勞。一般初定中心距 為 (17-18)

22、初選 后，根據(jù)帶傳動的幾何關(guān)系，按下式初算帶的基準(zhǔn)長度 (17-19) 根據(jù) ，按表17-9選取接近的基準(zhǔn)長度，然后再按下式計(jì)算實(shí)際中心距a (17-20)0a)(2)(7 . 02d1d02d1dddadd0adL021d2d2d1d04)()(22addddaLddL8)( 8)(2)(221d2d22d1d2d1ddddddLddLad帶傳動帶傳動 在使用中，V帶傳動的中心距一般需要調(diào)整，所以a可采用下式近似計(jì)算 (17-21)6. 小帶輪上的包角 包角是影響帶傳動工作能力的重要參數(shù)之一。包角大，帶的承載能力高；反之，則易打滑。在V帶傳動中，一般小帶輪上的包角 不宜小于120，個(gè)別情況下

23、可小到90。 的計(jì)算式為 （） (17-22)2dd0LLaa1113.571801d2d1add帶傳動帶傳動7. 帶的根數(shù)z V帶根數(shù)z可由下式計(jì)算 z (17-23) 式中， 為單根普通V帶的基本額定功率，見表17-3； 為考慮i 1時(shí)額定功率的增量，見表17-7；K為包角修正系數(shù)，見表17-8； 為帶長修正系數(shù)，見表17-9。8. 初拉力 既保證傳動功率，又不出現(xiàn)打滑的單根V帶所需初拉力 可由下式計(jì)算LcKKPPP)(111p1pLK0F0F帶傳動帶傳動 (17-24) 無自動張緊的帶傳動，使用新帶時(shí)的初拉力應(yīng)為上式 的1.5倍。初拉力一般可以通過在兩帶輪切點(diǎn)間跨距的中點(diǎn)M，加一個(gè)垂直于

24、兩輪上部外公切線的載荷G（圖17-12），使帶產(chǎn)生撓度y為1.6/100（即撓角為1.8）來控制。G 值見表17-10。9. 作用在軸上的載荷 帶作用在軸上的載荷 可近似按下式計(jì)算（圖17-13） (17-25)2015.2500qvKvzPFcQFQF2sin210zFFQ0F帶帶傳動傳動 17-12帶傳動帶傳動普通帶傳動的張緊裝置普通帶傳動的張緊裝置 由于帶工作一段時(shí)間后會發(fā)生松弛現(xiàn)象，造成初拉力 減小，傳動能力降低，此時(shí)帶需重新張緊。 帶的張緊裝置分為定期張緊裝置和自動張緊裝置兩類。1定期張緊裝置 當(dāng)中心距可調(diào)時(shí)，可利用滑軌和調(diào)節(jié)螺釘（圖 17-14a）、擺動架和調(diào)節(jié)螺桿（圖17-14b

25、）進(jìn)行定 期張緊； 當(dāng)中心距不可調(diào)時(shí)，可利用張緊輪裝置（圖17- 14c）。 為避免反向彎曲應(yīng)力降低帶的壽命并防止包角0F1帶帶傳動傳動17-14帶傳動帶傳動過小，應(yīng)將張緊輪置于松邊內(nèi)側(cè)靠近大帶輪處。2自動張緊裝置 利用浮動架（圖17-15a）及浮動齒輪（圖17-15b）等裝置可實(shí)現(xiàn)自動張緊。浮動齒輪是根據(jù)負(fù)載大小自動調(diào)節(jié)張緊力大小的裝置。該裝置的帶輪與浮動齒輪2制成一體，帶輪可通過系桿H繞電動機(jī)上的齒輪1擺動。傳動時(shí)，電動機(jī)通過齒輪1和2帶動帶輪，作用在齒輪2齒面上的法向力使帶輪沿方向擺動，從而使帶張緊。若帶傳動的功率增大，該力則增大，帶的拉力也隨之增大；反之，拉力則減小。帶帶傳動傳動17-

26、15帶傳動帶傳動同步帶傳動（簡介同步帶傳動（簡介） 同步帶和帶輪是靠嚙合傳動的（圖17-16），因而帶與帶輪之間無相對滑動。 同步帶以鋼絲繩或玻璃纖維繩為承載層，氯丁橡膠或聚氨酯為基體。由于承載層強(qiáng)度高，受載后變形極小，能保持齒形帶的帶節(jié)距 不變，因而能保持準(zhǔn)確的傳動比。 這種帶傳動適用的速度范圍廣（最高可達(dá)40m/s），傳動比大（可達(dá)10），效率高（可達(dá)98%）。其主要缺點(diǎn)是：制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴(yán)格。bp 帶帶傳動傳動17-16第三節(jié)第三節(jié) 鏈傳動鏈傳動 鏈傳動鏈傳動學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求1、了解滾子鏈的的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、基本尺寸和鏈輪的主要幾何尺寸；2、掌握滾子鏈傳動的運(yùn)動特性；3

27、、掌握滾子鏈傳動的效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)選取原則； 鏈傳動是屬于具有撓性件的嚙合傳動，由主動鏈輪1、鏈和從動鏈輪2組成（圖17-17）。 滾子鏈應(yīng)用最廣，本章重點(diǎn)介紹滾子鏈傳動。 鏈傳動鏈傳動17-17 鏈傳動鏈傳動鏈與鏈輪鏈與鏈輪鏈傳動的運(yùn)動特性鏈傳動的運(yùn)動特性鏈傳動的受力分析鏈傳動的受力分析 滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算鏈傳動的合理布置和潤滑鏈傳動的合理布置和潤滑 鏈傳動鏈傳動鏈與鏈輪鏈與鏈輪（一）、滾子鏈的結(jié)構(gòu)與尺寸1滾子鏈的結(jié)構(gòu) 內(nèi)鏈板 1 外鏈板 2滾子鏈由 銷 軸 3 組成（圖17-18） 套 筒 4 滾 子 5 外鏈板與銷軸、內(nèi)鏈板與套筒之間采用過盈配合

28、 銷軸與套筒之間為間隙配合以適應(yīng)鏈條進(jìn)入或退出鏈輪時(shí)的屈伸。 滾子與套筒間采用間隙配合，以使鏈與鏈輪在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，滾子與輪齒為滾動摩擦，減少輪與 鏈傳動鏈傳動17-18 鏈傳動鏈傳動輪齒的磨損。 內(nèi)外鏈板均為8字形，這樣既可保證鏈板各橫截面等強(qiáng)度，又可減輕鏈的質(zhì)量。2滾子鏈主要尺寸、鏈節(jié)距p 鏈條相鄰兩個(gè)鉸鏈副理論中心之間的距離（圖17-18）。是鏈條的基本特性參數(shù)，p愈大，鏈的各部分尺寸也愈大，承載能力也愈高。、排數(shù) 滾子鏈有單排和多排（圖17-19）。 采用多排滾子鏈可減小節(jié)距。排數(shù)愈多承載能力愈 高，但由制造與安裝誤差引起的各排鏈?zhǔn)茌d不均勻 現(xiàn)象愈嚴(yán)重。一般鏈的排數(shù)不超過4排。 鏈

29、傳動鏈傳動 17-19 鏈傳動鏈傳動、鏈節(jié)數(shù) 鏈節(jié)數(shù)以偶數(shù)為宜。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇 數(shù)時(shí)，則必須采用一個(gè)過渡鏈節(jié)（圖17-20），過 渡鏈節(jié)的鏈板在工作時(shí)有附加彎矩，故不宜采用。 鏈的接頭形式見 圖17-20。 滾子鏈已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列尺寸、極限拉伸載荷見表17-11。滾子鏈的標(biāo)記為：鏈號排數(shù)整鏈鏈節(jié)數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)編號例如：08A188 GB/T 6069-2002，表示：A系列、節(jié)距12.7mm、單排、88節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)編號為 GB/T 6069-2002的滾子鏈。 鏈傳動鏈傳動17-20 鏈傳動鏈傳動鏈輪：鏈輪的齒形：應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進(jìn)入和退出嚙合；盡量減小嚙合時(shí)鏈節(jié)的沖擊和接觸應(yīng)力；便于加工。1. 鏈

30、輪的齒槽形狀： 鏈輪端面齒形： 常用的端面齒形（圖17-21）是由三段圓弧、和一段直線組成，簡稱為三圓弧一直線齒形（或稱凹齒形）。 因該齒形用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，所以在鏈輪不必繪制斷，只需在圖上注明“齒形按GB/T 6069-2002規(guī)定制造”即可。 鏈傳動鏈傳動17-21 鏈傳動鏈傳動鏈輪的軸向齒形 工作圖上應(yīng)繪制鏈輪的軸向齒形（圖17-22），其 尺寸參閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊。鏈輪主要參數(shù)及計(jì)算 主要參數(shù) 節(jié)距p、齒數(shù)z、分度圓（鏈輪上鏈的 各滾子中心所在的圓）、齒頂圓、齒根圓。 其計(jì)算公式為分度圓直徑 (17-26)齒頂圓直徑 (17-27)zpd180sinzpda180cot54. 0 鏈傳動鏈傳

31、動 17-22 鏈傳動鏈傳動齒根圓直徑 (17-28)式中，dr為滾子外徑。2. 鏈輪材料 鏈輪材料應(yīng)滿足強(qiáng)度和耐磨性要求。鏈輪齒面一般都經(jīng)過熱處理，達(dá)到一定的硬度要求。常用材料見表17-12。 傳動過程中，小鏈輪輪齒的受載次數(shù)比大鏈輪輪齒多，磨損和沖擊比較嚴(yán)重，因此小鏈輪的材料應(yīng)較好，齒面硬度應(yīng)較高。rfddd 鏈傳動鏈傳動鏈傳動的運(yùn)動特性鏈傳動的運(yùn)動特性鏈傳動的運(yùn)動不均勻性（1）鏈傳動的平均傳動比 將鏈與鏈輪的嚙合，視為鏈呈折線包在鏈輪上， 形成一個(gè)局部正多變形。該正多邊形的邊長為鏈節(jié) 距p。鏈輪回轉(zhuǎn)一周，鏈移動的距離為 ，故鏈的平 均速度v為 (17-29) 式中，p為鏈節(jié)距； 、 為主

32、、從動鏈輪的齒數(shù)； 、 為主、從動鏈輪的轉(zhuǎn)速。 由上式可得鏈傳動比的平均傳動比 (17-30) pznpznv22111n2n1z2z1221zznniDz 鏈傳動鏈傳動（2）鏈傳動的運(yùn)動特性 設(shè)鏈的緊邊工作時(shí)處于水平位置。如圖17-23示。 主動鏈輪以等角速度 傳動，其分度圓圓周速度為 ， 鏈水平方向的分速度v （即鏈速） 等于鏈輪圓周速度 水平分量， 鏈垂直方向的分速度 等于鏈輪圓周速度 的垂直分量。即 (17-31)2111dv1v1v1vsin2sincos2cos1111111dvvdvv11v 鏈傳動鏈傳動17-23 鏈傳動鏈傳動 式中，為A點(diǎn)圓周速度與水平線速度的夾角。的變化范圍

33、在 之間， 。 顯然，當(dāng)主動輪勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，鏈速v是變化的，其變化規(guī)律如圖17-24所示，而且每轉(zhuǎn)過一個(gè)鏈節(jié)，鏈速就按此規(guī)律重復(fù)一次。鏈輪齒數(shù)愈少，鏈速不均勻性愈增加。 同樣，從動鏈輪B點(diǎn)速度 為 (17-32)z111360z22122coscoscosdvvv2v 鏈傳動鏈傳動17-24 鏈傳動鏈傳動瞬時(shí)傳動比 為 (17-33) 由上式可知，盡管 為常數(shù)，但 隨、 的變化而變化，瞬時(shí)傳動比 也隨時(shí)間變化，所以鏈傳動工作不平穩(wěn)，只有在 及鏈緊邊長恰好是節(jié)距的整數(shù)倍時(shí)，瞬時(shí)傳動比才是常數(shù)。適當(dāng)選擇參數(shù)可減小鏈傳動的運(yùn)動不均勻性。2鏈傳動的動載荷 鏈和從動鏈輪均作周期性的加、減速運(yùn)動，必然tic

34、oscoscos2cos212211121dddvdvit12ti1z2z 鏈傳動鏈傳動引起動載荷，加速度愈大動載荷也愈大。加速度為當(dāng) 時(shí)，其最大加速度為 (17-34) 可見鏈輪轉(zhuǎn)速愈高，鏈節(jié)距愈大，鏈的加速度也愈大，動載荷就愈大。 同理， 變化使鏈產(chǎn)生上、下抖動，也產(chǎn)生動載荷。 另外，鏈節(jié)進(jìn)入鏈輪的瞬時(shí)，鏈節(jié)與鏈輪齒以一sin2ddsin2dd21111dtdtva212180sin22sin22112111211maxpzdda1v 鏈傳動鏈傳動定的相對速度嚙合，鏈與鏈輪將受到?jīng)_擊，并產(chǎn)生附加動載荷。這種現(xiàn)象，隨著鏈輪轉(zhuǎn)速的增加和鏈節(jié)距的加大而加劇，使傳動產(chǎn)生振動和噪聲。 動載荷效應(yīng)使鏈

35、傳動不宜用于高速。鏈傳動的受力分析鏈傳動的受力分析 不考慮動載荷，鏈傳動中的主要作用力有：有效拉力F 式中，P為傳遞功率；v為鏈速。離心拉力FcvPF2cqvF 鏈傳動鏈傳動 式中，q為每米鏈長質(zhì)量。當(dāng)v 7m/s時(shí)Fc可以忽略。懸垂拉力Fy， 水平傳動（圖17-25）時(shí)， 式中，f為鏈條垂度；g為重力加速度；a為中心距； 為垂度系數(shù)。qgaKafqgaaqgafFf8421yafKf81fk 鏈傳動鏈傳動17-25 鏈傳動鏈傳動 當(dāng)兩鏈輪中心連線與水平面一段斜角時(shí)，同樣用上式計(jì)算懸垂拉力，只是給出的 不同。各種傾角下的 值見表17-13。 不考慮動載時(shí)，鏈的緊邊拉力 和松邊拉力 分別為 鏈傳

36、動是嚙合傳動，作用在軸上的載荷 不大，可近似按下式計(jì)算 (17-35) fkfkyc2yc1FFFFFFFQF1F2FFKFAQ2 . 1 鏈傳動鏈傳動式中， 工作情況系數(shù)，平穩(wěn)載荷1.01.2；中等沖擊1.21.4；嚴(yán)重沖擊1.41.7（動力機(jī)平穩(wěn)、單班工作時(shí)取小值，動力機(jī)不平穩(wěn)、三班工作時(shí)取大值）。滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1滾子鏈傳動的主要失效形式（1）鏈板疲勞斷裂。（2）套筒與銷軸及套筒與滾子的接觸表面產(chǎn)生磨損， 導(dǎo)致實(shí)際節(jié)距p逐漸加大，鏈在鏈輪上的位置逐漸 移向齒頂，引起脫鏈?zhǔn)АK 鏈傳動鏈傳動（3）套筒與滾子承受有沖擊載荷，經(jīng)過一定次數(shù)的沖 擊產(chǎn)生沖擊疲勞。（4）

37、高速或潤滑不良的鏈傳動，銷軸與套筒的工作表 面會因溫度過高而膠合。（5）低速重載或有較大瞬時(shí)過載的鏈傳動，鏈條可能 被拉斷。 鏈傳動中，一般鏈輪的壽命遠(yuǎn)大于鏈條的壽命。因此，鏈傳動傳動能力的設(shè)計(jì)主要針對鏈條進(jìn)行。2額定功率曲線 在一定使用壽命和潤滑良好的條件下，鏈傳動各種失效形式限定的額定功功率曲線如圖17-26所示。 鏈傳動鏈傳動17-26 鏈傳動鏈傳動 圖中1為鏈疲勞強(qiáng)度限定曲線，在潤滑良好、中等 速度的鏈傳動中鏈的壽命由該曲線限定； 滾子、套筒沖擊疲勞強(qiáng)度限定的曲線2； 3為銷軸和套筒膠合的限定曲線。3額定功率 圖17-27給出了滾子鏈在特定試驗(yàn)條件下的額定功率曲線。 試驗(yàn)條件為： 19

38、、 120節(jié)； 單排鏈水平布、置載荷平穩(wěn)、工作環(huán)境正常、按推 薦的潤滑方式潤滑；1zpL 鏈傳動鏈傳動17-27 鏈傳動鏈傳動 鏈條因磨損而引起的相對伸長量 3%； 使用壽命15000h。 使用時(shí)與上述條件不同時(shí)，需作適當(dāng)修正。由此得鏈傳動計(jì)算功率 (17-36) 式中，P為傳遞功率； 為小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見表17-14； 為多排鏈排數(shù)系數(shù)，見表17-15； 為鏈長系數(shù)，見表17-4； 為額定功率，見圖17-27。 對于v0.6m/s的低速鏈傳動，為防止過載拉斷，應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度安全因數(shù)應(yīng)滿足下式0PKKkLpzPKPAcPPpKZKLK0P 鏈傳動鏈傳動 (17-37) 式中， 為鏈排

39、數(shù)；Q為單排鏈的極限拉伸載荷，見表17-11。3主要參數(shù)的選擇（1）傳動比 一般傳動比i7，當(dāng) v2m/s且載荷平穩(wěn)時(shí)可10，推薦i23.5。傳動比過大則鏈在小鏈輪上包角過小，將加速輪齒的磨損。（2）鏈輪齒數(shù)z 鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少。齒數(shù)過少，會增加的pZ84yAPFFKQzS 鏈傳動鏈傳動運(yùn)動不均勻性和動載荷；會加大內(nèi)、外鏈板的相對轉(zhuǎn)角，加速了鏈節(jié)與鏈輪齒的磨損。鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將加大。建議在動力傳動中，滾子鏈的小鏈輪齒數(shù)選取如下： 從限制大鏈輪齒數(shù)和減小傳動尺寸考慮，傳動比大的鏈傳動應(yīng)選取較少的鏈輪齒數(shù)。當(dāng)鏈速很低時(shí)，允許最少齒數(shù)為9。 大鏈輪齒數(shù)不宜過多。因鏈節(jié)磨損后，鏈節(jié)距將

40、2523m/s82119m/s831715m/s36 . 0111zvzvzv 鏈傳動鏈傳動由P 增至P+P，而分度圓直徑將由d 增至d+d，鏈輪齒數(shù)愈多，分度圓直徑增量dP/sin(180/z)愈大，鏈愈容易移向齒頂而脫鏈。（見圖17-28） 鏈輪最多齒數(shù)限制為 120。為使鏈和鏈輪磨損均勻，鏈節(jié)數(shù)選用偶數(shù)，建議鏈輪齒數(shù)選用質(zhì)數(shù)或不能整除鏈節(jié)數(shù)的數(shù)。 （3）鏈速v 鏈速應(yīng)不超過12m/s，否則會出現(xiàn)過大的動載荷。對高精度的鏈傳動，鏈節(jié)距較小，鏈輪齒數(shù)較多，用合金鋼制造的鏈條，鏈速允許到2030m/s。（4）鏈節(jié)距P maxZ 鏈傳動鏈傳動17-28 鏈傳動鏈傳動 鏈節(jié)距越大，雖然使鏈的拉曳能

41、力愈大，但鏈速不均勻性及振動、噪聲也越大。故承載能力足夠時(shí)宜選用小節(jié)距的單排鏈，高速重載時(shí)，可選小節(jié)距多排鏈。一般載荷大、中心距小、傳動比大時(shí)，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動比小時(shí)選大節(jié)距單排鏈。（5） 中心距和鏈長 當(dāng)鏈速不變時(shí)，中心距小、鏈節(jié)數(shù)少的傳動，在單位時(shí)間內(nèi)同一鏈節(jié)的屈伸次數(shù)勢必增多，因此會加速鏈的磨損。中心距太大，會引起從動邊垂度過大，傳動時(shí)造成松邊顫動，使傳動不平穩(wěn)。若中心距不受其它條件限制，一般可取a(3050)p，最大中心距 鏈傳動鏈傳動 80p，最小中心距受小鏈輪包角的限制，通常取 (17-38)鏈的長度常用鏈節(jié)數(shù) 表示 (17-39) 式中，a為鏈傳動的中心

42、距。 鏈節(jié)數(shù)必須為整數(shù)，最好為偶數(shù)。 用下式可以求出實(shí)際中心距maxapizaipizai)1(33.04)1(2.041min1min當(dāng)pLapzzpazzLp21221222 鏈傳動鏈傳動 (17-40)鏈傳動的合理布置和潤滑鏈傳動的合理布置和潤滑1.鏈傳動的合理布置 鏈傳動的合理布置應(yīng)該考慮以下幾方面的問題。 首先兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一平面內(nèi)，否則易使 鏈條脫落，或不正常磨損。 其次兩鏈輪的連心線最好在水平面內(nèi)，若需要傾斜 布置時(shí)，傾角也應(yīng)避免大于45（圖17-29a）。應(yīng)避免垂直布置（圖17-29b），因?yàn)檫^大的下垂量會影2122212128224zzzzLzzLpapp 鏈傳動鏈傳

43、動17-29 鏈傳動鏈傳動 響鏈輪與鏈條的正確嚙合，降低傳動能力。 鏈傳動最好緊邊在上、松邊在下，以防松邊下垂量 過大使鏈條與鏈輪輪齒發(fā)生干涉（圖17-29c）或松邊 與緊邊相碰。2.鏈傳動的張緊裝置張緊的主要目 保證鏈條有穩(wěn)定的從動邊拉力以控制松邊的垂度，使嚙合良好，防止鏈條過大的振動。 當(dāng)兩輪的連心線傾斜角大于60時(shí)，通常應(yīng)該設(shè)有張緊裝置。張緊方法常用移動鏈輪增大中心距； 鏈傳動鏈傳動當(dāng)中心距不可調(diào)時(shí)，可用張緊輪定期或自動張緊（圖17-30a、b）。 張緊輪應(yīng)裝在靠近小鏈輪的松邊上。 張緊輪可為有齒與無齒兩種。其分度圓直徑要與小鏈輪分度圓直徑相近。無齒的張緊輪可以用酚醛層壓布板制成，寬度應(yīng)比鏈寬約寬5mm。還可用壓板、托板張緊（圖17-30c），特別是中心距大的鏈傳動，用托板控制垂度更合理。3.鏈傳動的潤滑 鏈傳動的良好潤滑能緩和沖擊、減小摩擦、減輕磨損，不良的潤滑就會降低鏈傳動使用壽命。 鏈傳動鏈傳動17-30 鏈傳動鏈傳動 鏈傳動的潤滑方法可根據(jù)圖17-31選取。 潤滑時(shí)應(yīng)設(shè)法在鏈傳動關(guān)節(jié)的縫隙中注入潤滑油，并應(yīng)均勻分布在鏈寬上。潤滑油應(yīng)加在松邊，因?yàn)殒湽?jié)處于松弛狀態(tài)時(shí)潤滑油容易進(jìn)入摩擦面。 鏈傳動鏈傳動17-31