帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí).ppt

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1、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí) 通過(guò)中間撓性件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 ,適用于兩軸中心距較大場(chǎng)合 帶傳動(dòng)： 組成：帶和帶輪 類(lèi)型：摩擦式帶傳動(dòng) 嚙合式帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)： 組成：鏈條和鏈輪 類(lèi)型：嚙合式 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 5 1 帶傳動(dòng)的類(lèi)型和應(yīng)用 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

2、 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)） 。 3、傳動(dòng)特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 1）有過(guò)載保護(hù)作用（過(guò)載打滑 ) 2）有緩沖吸振作用， 運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)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(jiǎn)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(chǎng)合 6）效率低。 二、帶傳動(dòng)的類(lèi)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

3、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) 2.類(lèi)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(jiǎn)單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的場(chǎng)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。 在相同的張緊力作用下， V帶可比

4、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)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。 (3）多楔帶：它是在平帶基體上由多根 V帶組成的傳動(dòng)帶?？蓚鬟f 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(chǎng)合。 （ 4）圓形帶： 橫截面為圓形。只用于小功率傳動(dòng)。 2)嚙合式帶傳動(dòng)

5、 同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，具有的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)滑動(dòng)，能保證固定 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(chǎng)合 .(強(qiáng)力層為鋼絲繩 ,變形小 ; 帶輪為漸開(kāi)線齒形 ) 3)帶傳動(dòng)傳動(dòng)形式 開(kāi) 口 傳 動(dòng) 交 叉 傳 動(dòng) 半 交 叉 傳 動(dòng) V帶有普通 V帶、窄 V帶、寬 V帶、汽車(chē) 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(wú)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) (制造方便 ,抗拉強(qiáng)度高

6、)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(chǎng)合 )。 5 2 V帶與 V帶輪 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(zhǎng)度 帶節(jié)面長(zhǎng)度 (V帶在帶輪上張 緊后，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度 Ld 。 ) 節(jié)

7、面 當(dāng) V帶受彎曲時(shí)， 長(zhǎng)度不變的中性層。 4.帶的標(biāo)記 : Z1400 GB11544-89 帶型 基準(zhǔn)長(zhǎng)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。 2.結(jié)構(gòu) : (1).輪的結(jié)構(gòu) : (2).輪槽尺寸 : 注意帶的楔角為什么大于帶輪輪槽楔角 ? 二、帶

8、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 50 150），能用于高速傳動(dòng)（ v=35 45m/s）。效率高（達(dá) 92 96）、結(jié)構(gòu)緊湊、疲勞壽命長(zhǎng)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(chǎng)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 3.帶輪的標(biāo)記 :

9、 帶輪 A 3 100 P GB10412-89 名稱(chēng) 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) 5 3 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(zhǎng)度不變，根據(jù)線彈性假設(shè)： F1 F0 F0 F2； 或： F1 F2 2F0； 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 Fe P/v，則顯然有 Fe Ff。 帶傳動(dòng)的最大有效拉力 F

10、max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(shuō)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 :Fe Ff F1 F2； 因此有： F1 F0 Fe 2； F2 F0 Fe 2； 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。 )3.57(601 8 0 121 a DD 打滑

11、 : 若帶的工作載荷加大，有效圓周力達(dá)到臨界值 Fmax后，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。 帶傳動(dòng)在工作過(guò)程中帶上的應(yīng)力有： 分析詳見(jiàn) 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。 為了不使帶所受到的彎曲應(yīng)力過(guò)大，應(yīng)限制帶輪的最小直徑。 槽 型 Z A B C SPZ SPA SPA SPC ddmin/mm 50 75 125 200 63 90 1

12、40 224 工作時(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： 11m a x cb 帶的許用拉應(yīng)力 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(chēng)為彈性滑動(dòng)。 （演示 ） 5 4 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比 %100 1 21 v vv 12 )1( vv 或 )/(60 00 111 smndv )/(6 00 0222 smndv 其中： 因此，傳動(dòng)比為

13、： 1 2 2 1 )1( d d n ni 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(lái)表示： 1 2 2 1 d d n ni 理 因帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率 =0.01-0.02,其值不大，可不予考慮。 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(zhǎng)度上 打滑發(fā)生在帶與輪的全部接觸長(zhǎng)度 B.原因：彈性滑動(dòng)：帶兩邊的拉力差，帶的彈性 打滑：過(guò)載 C.結(jié)論：彈性滑動(dòng)不可避免 打滑可避免 一、帶傳動(dòng)的 失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 1.失效形式 1）

14、打滑； 2） 帶的疲勞破壞 另外：磨損靜態(tài)拉斷等 5 5 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 尺寸要求及工作條件等。 設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定帶的型號(hào)、長(zhǎng)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。 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(chēng)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(chēng) 為額定功率，用 P 表示： P =(P1+ P1)KK L 式中

15、: P1為單根 V帶的基本額定功率 ,kW； 查表 5 5 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(zhǎng) 度 Ld，特定使用壽命，傳動(dòng)比 i=1，包角 180，載荷平穩(wěn)）下測(cè) 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 5 6。 K 包角修正系數(shù)，見(jiàn)教 材表 5 7； KL帶長(zhǎng)修正系數(shù) ,見(jiàn)教材表 5 8。 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=K

16、AP P為傳動(dòng)的額定功率 kW； KA為工作情況系數(shù)，查教材表 5 9。 V型帶的根數(shù) Z可按下式確定： Z=PC/ P= PC/(P1+ P1)KK L 一般 Z=， max 10.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 dd1 ddmin。 ddmin值見(jiàn)表 。 帶速 V d d1n1/60 1000 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 。 三、鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

17、 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(rùn)滑方式等。 中、高速鏈傳動(dòng)（ V 0.6m/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 鏈傳動(dòng)的功率 P為： P P0KzKiK Kpt/KA 式中： P名義功率， kW； KA為工作情況系數(shù)，查表 5 15； Kz為小鏈輪系數(shù)，查表 5 16； Ki為傳動(dòng)比系數(shù)，查表 5 17； K 為中心距系數(shù)，查表 5 18； Kpt為多排鏈系數(shù)，查表 5 19. 低

18、速鏈傳動(dòng)（ V 0.60.6m/s） 對(duì)于低速傳動(dòng)，其主要失效形式為 鏈條過(guò)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/KAF 4-8 式中： FQ為極限拉伸載荷，表 5-11。 F為鏈的工作拉力， N。 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(guò)少 運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)嚴(yán)重。 小鏈輪齒數(shù) Z1過(guò)大

19、 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(guò)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(guò)大 從動(dòng)邊垂度過(guò)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) 0 212210 ) 2(2 2 a pzzzz p aL p 圓整取偶數(shù) 計(jì)算理論中心距 )2(8)2()2(4 21222121 zzzzLzzLpa pp 3中心距和鏈節(jié)數(shù) 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

20、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 5 11鏈傳動(dòng)的布置，張緊和潤(rùn)滑 張緊方法： 調(diào)整中心距張緊； 鏈條磨損變長(zhǎng)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(guò)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) 也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。 三 .鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑油推薦采用牌號(hào)為： L-AN32、 L-AN46、 L-AN68等全損耗系統(tǒng)用油。 對(duì)于不便采用潤(rùn)滑油的場(chǎng)合，允許涂抹潤(rùn)滑脂，但應(yīng)定期清洗與涂抹。 良好的潤(rùn)滑可緩和沖擊、減輕磨損、延長(zhǎng)鏈條的使用壽命。 鏈傳動(dòng)中銷(xiāo)軸與套筒之間產(chǎn)生磨損，鏈節(jié)就會(huì)伸長(zhǎng)，這是影響鏈 傳動(dòng)壽命的最主要因素。因而，潤(rùn)滑是延長(zhǎng)鏈傳動(dòng)壽命的最有效的方 法。潤(rùn)滑的作用對(duì)高速重載的鏈傳動(dòng)尤為重要。