1、機械設(shè)計基礎(chǔ)機械設(shè)計基礎(chǔ)主講：張換高第十三章第十三章 帶傳動和鏈傳動帶傳動和鏈傳動帶傳動的類型和應(yīng)用帶傳動的類型和應(yīng)用帶傳動的受力分析帶的應(yīng)力分析帶傳動的彈性滑動和傳動比普通V帶傳動計算鏈傳動類型及應(yīng)用滾子鏈傳動設(shè)計帶傳動和鏈傳動都是通過中間撓性件傳遞運動和動力的，帶傳動和鏈傳動都是通過中間撓性件傳遞運動和動力的，適用于兩軸中心距較大的場合。適用于兩軸中心距較大的場合。本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：13-1 13-1 帶傳動的類型和應(yīng)用帶傳動的類型和應(yīng)用固聯(lián)于主動軸上的帶輪1(主動輪)；固聯(lián)于從動軸上的帶輪3(從動輪)；緊套在兩輪上的傳動帶2。嚙合傳動：當主動輪轉(zhuǎn)動時，由于帶和帶輪間的嚙合，便拖

2、動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞動力（同步帶傳動）。 1帶傳動的組成2傳 動 原 理摩擦傳動：當主動輪轉(zhuǎn)動時，由于帶和帶輪間的摩擦力，便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞動力（平帶和帶傳動）。3帶傳動的特點（1）適用于中心距較大的傳動；（2）帶可以緩沖減振；（3）過載打滑可防止損壞其它零件；（4）結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用維護方便。缺點：缺點：優(yōu)點：優(yōu)點：（1）傳動的外廓尺寸較大；（2）需要張緊裝置或定期張緊；（3）不能保證固定不變的傳動比；（4）壽命較短（5）傳動效率低。帶傳動的類型和應(yīng)用帶傳動的類型和應(yīng)用4帶傳動的類型平帶傳動，結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的場合應(yīng)用較多。在一般機械傳動中，應(yīng)用

3、最廣的帶傳動是帶傳動，在同樣的張緊力下，帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。多楔帶傳動兼有平帶傳動和帶傳動的優(yōu)點，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。同步帶傳動是一種嚙合傳動，具有的優(yōu)點是：無滑動，能保證固定的傳動比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。傳動帶類型傳動帶類型5 5傳動帶的類型傳動帶的類型帶采用基準寬度制，即用帶的基準線的位置帶采用基準寬度制，即用帶的基準線的位置和基準寬度來確定帶在輪槽中的位置和輪槽的尺寸。和基準寬度來確定帶在輪槽中的位置和輪槽的尺寸。傳傳動動帶帶平平 帶帶 帶帶同步帶同步帶普通平帶普通平帶片基平帶片基平帶普通帶普通帶窄帶窄帶齒形帶齒形帶寬

4、帶寬帶多楔帶多楔帶特殊截面帶特殊截面帶圓帶圓帶帶傳動的應(yīng)用帶傳動的應(yīng)用在各類機械中應(yīng)用廣泛，但摩擦式帶傳動不適用于對傳動比有精確要求的場合。通常用于傳遞中小功率，傳遞功率一般不大于50KW，目前V帶應(yīng)用最廣，一般帶速v=525m/s，傳動比i 7，傳動效率0.90.95。6帶傳動的應(yīng)用汽車發(fā)動機（同步帶）汽車發(fā)動機（同步帶）汽車發(fā)動機（多楔帶）汽車發(fā)動機（多楔帶）拖拉機（拖拉機（V帶）帶）機器人機器人關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)同步帶同步帶大理石切大理石切割機割機（平帶）（平帶）（1）包角 ：帶與帶輪接觸弧所對的中心角。帶傳動基本參數(shù)帶傳動基本參數(shù)d2ADCBd11a2 較小時： sin =(d2-d1)/ 2a

5、，代入上式得： (d2-d1) / a 或或 180 (d2-d1) 57.3/ a +用于大帶輪，用于小帶輪（2） 帶長L：L=2acos +(d1+d2)/2+(d2-d1)addddaL4)()(2221221 （3）中心距a：由上式得： 21222121)(8)(2)(281ddddLddLa 7.帶傳動基本參數(shù)帶傳動基本參數(shù)2 很小時，cos 1 22 (泰勒公式）， (d2-d1)/ 2a，代入上式得：帶傳動的張緊帶傳動的張緊8.帶傳動的張緊帶傳動的張緊 根據(jù)帶的摩擦傳動原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；根據(jù)帶的摩擦傳動原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；張緊的目的張緊的目的 運

6、轉(zhuǎn)一定時間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力，必須重新張緊，才能運轉(zhuǎn)一定時間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力，必須重新張緊，才能正常工作。正常工作。常見的張緊裝置有常見的張緊裝置有定期張緊裝置、自動張緊裝置、張緊輪張緊裝置定期張緊裝置、自動張緊裝置、張緊輪張緊裝置。一、定期張緊裝置一、定期張緊裝置滑道式張緊裝置滑道式張緊裝置擺架式張緊裝置擺架式張緊裝置帶傳動的張緊帶傳動的張緊三、采用張緊輪張緊裝置張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。 二、自動張緊裝置13-213-2帶傳動的受力分析帶傳動的受力分析

7、一、受力分析設(shè)帶的總長度不變，根據(jù)線彈性假設(shè)：F1F0F0F2；或：F1 F22F0；記傳動帶與小帶輪或大帶輪間總摩擦力為Ff，其值由帶傳動的功率P和帶速v決定。 帶傳動尚未工作時，傳動帶中的預(yù)緊力為F0。 帶傳動工作時，一邊拉緊，一邊放松，記緊邊拉力為F1和松邊拉力為F2。 定義由負載所決定的傳動帶的有效拉力為FP/v，則顯然有FFf。 尚未工作狀態(tài) 工作狀態(tài) 緊邊緊邊松邊松邊帶傳動受力分析帶傳動受力分析在F0一定的情況下，帶傳動的最大有效拉力Fec有多大？由歐拉公式可知： feFF 21/1120 ffeceeFF歐拉公式給出的是帶傳動在極限狀態(tài)下各力之間的關(guān)系，或者說是給出了一個具體的帶

8、傳動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 注意：歐拉公式不可用于非極限狀態(tài)下的受力分析！注意：歐拉公式不可用于非極限狀態(tài)下的受力分析！由歐拉公式確定，即：取繞在主動輪上的傳動帶為研究對象 ，總摩擦力Ff和兩邊拉力F1、F2對軸心的力矩代數(shù)和T=0, 可得：FFfF1F2；因此有：F1F0F2；F2F0F2；當已知帶傳遞的載荷時，可根據(jù)歐拉公式確定應(yīng)保證的最小初拉力F0。又F1 F22F0帶傳動受力分析對于平帶傳動，對于平帶傳動，f 就是帶與帶輪間的摩擦系數(shù)，對于就是帶與帶輪間的摩擦系數(shù)，對于V帶傳動帶傳動,在初拉力

9、在初拉力相等的情況下，產(chǎn)生的法向正壓力不同，因而產(chǎn)生的極限摩擦力也不同相等的情況下，產(chǎn)生的法向正壓力不同，因而產(chǎn)生的極限摩擦力也不同，如果把摩擦力的增長看作是摩擦系數(shù)的增加，對于，如果把摩擦力的增長看作是摩擦系數(shù)的增加，對于V帶傳動當量摩擦帶傳動當量摩擦系數(shù)系數(shù))( 2sin為為帶帶的的楔楔角角 fff 由歐拉公式由歐拉公式及及FF1F2 得：得：)11(11112121 ffffeFFFFeFFeeFF feFF 21/因此，在相同條件下，因此，在相同條件下，V帶能夠傳遞較大功率，或者說，傳遞相同功帶能夠傳遞較大功率，或者說，傳遞相同功率，率，V帶所需初拉力較小。帶所需初拉力較小。13-3

10、13-3 帶的應(yīng)力分析帶的應(yīng)力分析帶傳動在工作過程中帶上的應(yīng)力有（設(shè)帶的橫截面積A）：一、帶傳動的應(yīng)力分析 拉應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力1F1 /A；松邊拉應(yīng)力2F2 /A ； 離心應(yīng)力：帶沿輪緣圓周運動時的離心力在帶中產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力； 彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。Fc=qv2 c=qv2/A b=2yE/dq為單位長度帶的質(zhì)量（為單位長度帶的質(zhì)量（kg/m),v為帶速（為帶速（m/s) y為帶的中性層到最外層的垂直距離（為帶的中性層到最外層的垂直距離（mm),E為帶的彈性模量（為帶的彈性模量（MPa）,d為帶輪直徑（為帶輪直徑（mm） 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

11、。槽 型ZABCSPZSPASPASPCddmin/mm 50751252006390140224帶的應(yīng)力分析帶的應(yīng)力分析一、帶傳動的應(yīng)力分布離心拉力離心拉力c緊邊拉力和松邊拉力緊邊拉力和松邊拉力1 、 2彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力b最大應(yīng)力最大應(yīng)力max發(fā)生在緊邊與小帶輪的接觸點上。發(fā)生在緊邊與小帶輪的接觸點上。max= 1 + b1 + c 1F1 /A2F2 /Ac=qv2/Ab=2yE/d13-4 13-4 帶傳動的彈性滑動和傳動比帶傳動的彈性滑動和傳動比一、帶傳動的運動分析帶傳動在工作時，從緊邊到松邊，傳動帶所受的拉力是變化的，因此帶的彈性變形也是變化的。帶傳動中因帶的彈性變形變化所導(dǎo)致的帶與

12、帶輪之間的相對運動，稱為彈性滑動。若帶的工作載荷進一步加大，有效圓周力達到臨界值Fec后，則帶與帶輪間會發(fā)生顯著的相對滑動，即產(chǎn)生打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動輪轉(zhuǎn)速急速降低，帶傳動失效，這種情況應(yīng)當避免。V帶傳動滑動率0.010.02，一般可以忽略。彈性滑動導(dǎo)致：從動輪的圓周速度v2主動輪的圓周速度v1，速度降低的程度可用滑動率來表示： 彈性滑動演示彈性滑動演示下一頁下一頁%100121 vvv 12)1(vv 或)/(100060111smndv )/(100060222smndv 其中：因此，傳動比為：)1 (1221 ddnni2112)1(ddnn 帶的彈性滑動帶的彈性滑動當帶從緊

13、邊剛要繞上主動輪時，帶所受的力為緊邊拉力當帶從緊邊剛要繞上主動輪時，帶所受的力為緊邊拉力F F1 1，此時帶的線速度，此時帶的線速度v v和主和主動輪圓周速度動輪圓周速度v v1 1是相等的，隨著帶在主動輪上的前進，帶所受拉力由緊邊拉力是相等的，隨著帶在主動輪上的前進，帶所受拉力由緊邊拉力F F1 1逐漸減低到松邊拉力逐漸減低到松邊拉力F F2 2，帶的彈性變形也就隨之減小，因而帶沿著帶輪的運動是，帶的彈性變形也就隨之減小，因而帶沿著帶輪的運動是一面前進，一面向后收縮，所以帶的速度逐漸低于主動輪圓周速度，這就說明了一面前進，一面向后收縮，所以帶的速度逐漸低于主動輪圓周速度，這就說明了帶在繞經(jīng)主

14、動輪緣的過程中，在帶與主動輪輪緣之間發(fā)生了相對滑動。帶在繞經(jīng)主動輪緣的過程中，在帶與主動輪輪緣之間發(fā)生了相對滑動。相對滑動也發(fā)生在從動輪上，但情況相反，當帶繞過從動輪時，帶所受拉力由松相對滑動也發(fā)生在從動輪上，但情況相反，當帶繞過從動輪時，帶所受拉力由松邊拉力邊拉力F F2 2逐漸增大到緊邊拉力逐漸增大到緊邊拉力F F1 1 ，帶的彈性變形隨之增大，因而帶沿著帶輪的運，帶的彈性變形隨之增大，因而帶沿著帶輪的運動是一面前進，一面向前伸長，所以帶的速度動是一面前進，一面向前伸長，所以帶的速度v v逐漸高于從動輪圓周速度逐漸高于從動輪圓周速度v v2 2. .帶傳動的彈性滑動是帶傳動正常工作時的固有

15、特性。帶傳動的彈性滑動是帶傳動正常工作時的固有特性。返回返回13-513-5普通普通V V帶傳動的計算帶傳動的計算一帶規(guī)格bdbh節(jié)線節(jié)線:當帶受縱向彎曲時，在帶中保持原長度不變的當帶受縱向彎曲時，在帶中保持原長度不變的 任一條周線稱為節(jié)線。全部節(jié)線組成節(jié)面。帶的節(jié)面寬度稱為節(jié)寬任一條周線稱為節(jié)線。全部節(jié)線組成節(jié)面。帶的節(jié)面寬度稱為節(jié)寬,用用bd表示。表示。楔角楔角40，相對高度，相對高度h/bd0.7的的V帶為普通帶為普通V帶，普通帶，普通V帶已經(jīng)標準化，分為帶已經(jīng)標準化，分為7種型號。（其截面尺寸和每米質(zhì)量見種型號。（其截面尺寸和每米質(zhì)量見P201表表13-1）Y Z A B C D E帶

16、的截面尺寸帶的截面尺寸小小大大帶輪基準直徑帶輪基準直徑:在在V帶輪上與帶輪上與V帶節(jié)面寬度相對應(yīng)的帶輪直徑稱為基準直徑帶節(jié)面寬度相對應(yīng)的帶輪直徑稱為基準直徑,用用d表示。表示。帶的基準長度：帶的基準長度：V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準直徑上的周線長度帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準直徑上的周線長度 稱為基準長度。用稱為基準長度。用Ld 表示（表示（P202表表13-2）包布包布頂膠頂膠抗拉體抗拉體底膠底膠普通普通V V帶傳動的計算帶傳動的計算二帶傳動的設(shè)計準則帶傳動的主要失效形式是打滑和傳動帶的疲勞破壞。三單根V帶的許用功率帶傳動的承載能力取決于傳動帶的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、長度，帶傳動的轉(zhuǎn)速、包角

17、和載荷特性等因素。帶傳動的設(shè)計準則：在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。為了保證帶傳動不出現(xiàn)打滑，可得單根普通為了保證帶傳動不出現(xiàn)打滑，可得單根普通V帶能夠傳遞的功率為：帶能夠傳遞的功率為：1000)11(1000)11(110veAveFPff 1000)11)(011maxAvePfcbcbcb 普通普通V V帶傳動的計算帶傳動的計算單根V帶的許用功率單根V帶的基本額定功率P0是根據(jù)特定的實驗和分析確定的。(表13-3)實驗條件：傳動比i=1、包角180、特定長度Ld、平穩(wěn)的工作載荷。（P0）帶傳動的實際工作條件往往實驗條件不同，因此應(yīng)對實

18、驗得出的帶傳動的實際工作條件往往實驗條件不同，因此應(yīng)對實驗得出的P0進行修正。進行修正。修正后即得實際工作條件下，單根普通修正后即得實際工作條件下，單根普通v帶所能傳遞的功率，稱為帶所能傳遞的功率，稱為許用功率。許用功率。LKKPPP )(000 式中：P0 功率增量，是考慮傳動比i1時，大帶輪上的彎曲應(yīng)力較小，因此在壽命相同的情況下，則增大傳遞的功率。（見P204表13-4）K 包角修正系數(shù)，考慮1 180時傳動性能的降低 (K 1) (見表13-5)KL 帶長修正系數(shù)，考慮帶長不為實驗長度時對傳動能力的影響（表13-2）V V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算四帶傳動的設(shè)計步驟設(shè)計的原始數(shù)據(jù)為：

19、功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動比i），傳動位置要求及工作條件等。設(shè)計內(nèi)容：確定帶的類型和截型、長度L、根數(shù)Z、傳動中心距a、帶輪基準直徑及其它結(jié)構(gòu)尺寸等。傳動的額定功率P,計算功率Pc=KAP。KA為工作情況系數(shù)（查表13-6），然后用Pc和小帶輪轉(zhuǎn)速n1通過圖13-15（P205）查帶的型號。例1：已知:帶式運輸機的普通V帶傳動，電動機輸出功率P7.5KW，小帶輪安裝在電動機軸上，轉(zhuǎn)速n1 1440r/min，傳動比i=2.5，三班制工作，求V帶傳動（本步只選帶的類型）1. 1. 選取選取V V帶的型號帶的型號解：查表解：查表13-6，可得，可得KA1.3，因此，因此Pc=KAP1.37.5

20、9.75KW，查圖查圖13-15，可得應(yīng)采用，可得應(yīng)采用A型或型或B型帶。型帶。V V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算2. 確定帶輪基準直徑確定帶輪基準直徑d1、d2為使帶傳動尺寸緊湊，應(yīng)將小帶輪基準直徑取得小些。但同時為了避免帶所受彎曲應(yīng)力過大而導(dǎo)致帶的壽命降低，應(yīng)對小帶輪的最小基準直徑進行限制，小帶輪的基準直徑應(yīng)大于或等于所選帶型號的許用最小直徑dmin， 即d1 dmin ，（ dmin查表13-7）然后按照V帶輪的基準直徑系列（表13-7的注）選取小帶輪基準直徑。然后計算大帶輪直徑。大帶輪直徑計算出來后，應(yīng)按照帶輪的基準直徑系列進行圓整。)1()1(12121221 dnndddnni帶速

21、越高，離心拉應(yīng)力越大，帶的疲勞壽命越低；帶速過低，帶傳遞的功率一定時有效拉力F增大。一般應(yīng)使v在525m/s范圍內(nèi)。3. 驗算帶速驗算帶速v v10006011 ndv V V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算4 4確定中心距確定中心距a a和帶的基準長度和帶的基準長度L Ld dv當d1、d2一定時，中心距a，小帶輪包角 1， Ld ，帶的工作能力，系統(tǒng)尺寸，當a過大時，在高速傳動時易引起帶的顫動；v當d1、d2一定時，中心距a，小帶輪包角 1 ， Ld ，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，帶的壽命。一般設(shè)計V帶傳動時，推薦采用下式初選中心距a0。即0.7（ d1 d2 ） a0 2（ d1 d2 ）然后按照下式初定

22、V帶的基準長度L0：021221004)()(22addddaL 查表13-2選取接近的基準長度Ld，再按下式近似計算所需中心距。aa0+(LdL0）2考慮帶傳動的安裝、調(diào)整和V帶張緊的需要，應(yīng)給中心距留有調(diào)整余量，其變動范圍為：（a0.015 Ld ）（a+0.03 Ld)V V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算5 5驗算小帶輪上的包角驗算小帶輪上的包角1 1主動帶輪上的包角1應(yīng)滿足: 1203 .57180121add 初拉力是帶傳動正常工作的必要條件，初拉力不足，帶容易打滑；初拉力過大，降低帶的壽命，也增大軸和軸承的負擔。單根普通V帶合宜的初拉力可按下式計算：6 6計算計算V V帶根數(shù)帶根數(shù)z

23、 zLccKKPPPPPz )(000 V帶根數(shù)z必須為整數(shù)，為了使每根V帶受力均勻，通常z10。7 7計算初拉力計算初拉力F F0 02015 . 2500qvKzvPFc NV V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算8 8計算作用在軸上的載荷計算作用在軸上的載荷F FQ Q為了設(shè)計支承帶輪的軸和軸承，需要確定帶傳動作用在軸上的載荷FQ ， FQ一般用下式作近似計算2sin210 zFFQ 總的計算步驟總的計算步驟8 8計算作用在軸上的載荷計算作用在軸上的載荷F FQ Q5 5驗算小帶輪上的包角驗算小帶輪上的包角1 16 6計算計算V V帶根數(shù)帶根數(shù)z z (P(P0 0表表13-3,P13-3,P

24、表表13-413-4，K K表表13-5,)13-5,)，K KL L表表13-2,)13-2,)7 7計算初拉力計算初拉力F F0 04 4確定中心距確定中心距a a和帶的基準長度和帶的基準長度L Ld d ( (表表13-2)13-2)2. 2. 確定帶輪基準直徑確定帶輪基準直徑d d1 1、d d2 2( (表表13-7)13-7)3. 3. 驗算帶速驗算帶速v v1. 1. 選取選取V V帶的型號帶的型號( (小帶輪轉(zhuǎn)速和功率小帶輪轉(zhuǎn)速和功率, ,圖圖13-15)13-15)V V帶傳動設(shè)計舉例帶傳動設(shè)計舉例例1：已知:帶式運輸機的普通V帶傳動，電動機輸出功率P=7.5KW，小帶輪安裝

25、在電動機軸上，轉(zhuǎn)速n1 =1440r/min，傳動比i=2.5，三班制工作，求V帶傳動解解: (: (1)1)選取選取V V帶的型號帶的型號查表查表13-6，可得，可得KA1.3，因此，因此Pc=KAP1.37.59.75KW，查圖查圖13-15，可得應(yīng)采用，可得應(yīng)采用A型或型或B型帶。選擇型帶。選擇A型帶。型帶。（2 2）確定帶輪基準直徑）確定帶輪基準直徑d d1 1、d d2 2查圖查圖13-15和表和表13-7注，取注，取d d1 1 140mm計算和設(shè)計步驟計算和設(shè)計步驟設(shè)計結(jié)果設(shè)計結(jié)果選擇選擇A型帶。型帶。Pc= 9.75KWKA1.3d d1 1 140mmmmdnnd343)02

26、. 01(1405 . 2)1(1212 查表查表13-7注，取注，取d d2 2 355mm,大帶輪轉(zhuǎn)速誤差大帶輪轉(zhuǎn)速誤差3.85，在誤差允許范圍內(nèi)。在誤差允許范圍內(nèi)。（3 3）驗算帶速）驗算帶速smsmndv/25/6 .10100060144014010006011 d d2 2 355mmv v10.6m/sV V帶傳動設(shè)計舉例帶傳動設(shè)計舉例初取中心距：初取中心距：a0=1.5(d1+d2)=1.5(140+355)=742.5mm取取a0=750mm。符合。符合0.7（d1 d2） a0 2（d1 d2）條件）條件帶長：帶長：計算和設(shè)計步驟計算和設(shè)計步驟設(shè)計結(jié)果設(shè)計結(jié)果Ld2240m

27、ma724mm查表查表13-2，選用取，選用取L Ld d 2240mm，實際中心距：，實際中心距：aa0+(LdL0)2750(2240-2292)2=724mm(4)(4)確定中心距確定中心距a a和帶的基準長度和帶的基準長度L Ld dmmaddddaL22927504)140355()355140(275024)()(22202122100 (5)(5)驗算小帶輪上的包角驗算小帶輪上的包角1 1 1201633.577241403551803.57180121add 1163V V帶傳動設(shè)計舉例帶傳動設(shè)計舉例計算和設(shè)計步驟計算和設(shè)計步驟設(shè)計結(jié)果設(shè)計結(jié)果F0= 195.68N(6)(6)

28、計算計算V V帶根數(shù)帶根數(shù)z zLccKKPPPPPz )(000 由由n1=1440r/min，d1=140mm,查表查表13-3得：得： P02.28KW由傳動比由傳動比i=2.5,查表查表13-4得：得： P00.17KW 由由1163查表查表13-5得得 K0.96；查表；查表13-2得得KL1.069 . 306. 196. 0)17. 028. 2(75. 90 PPzc取取z 4z 4（7 7）計算初拉力）計算初拉力F F0 0NqvKzvPFc68.1956 .101 . 0196. 05 . 26 .10475. 950015 . 2500220 查表查表13-113-1得得

29、q 0.1kg/m，因此單根，因此單根V帶的初拉力為：帶的初拉力為：V V帶傳動設(shè)計舉例帶傳動設(shè)計舉例計算和設(shè)計步驟計算和設(shè)計步驟設(shè)計結(jié)果設(shè)計結(jié)果FQ= 1548N(8)(8)計算作用在軸上的載荷計算作用在軸上的載荷F FQ QNzFFQ15482163sin68.195422sin210 (9)(9)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（略）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（略）13-6帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計1V帶輪設(shè)計的要求結(jié)構(gòu)工藝性好、無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)量分布均勻。輪槽工作面要精細加工，以減少帶的磨損。各輪槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使帶的載荷分布較為均勻。 2帶輪的材料通常采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150和HT2

30、00。轉(zhuǎn)速較高時宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。 小功率時可用鑄鋁或塑料。 V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有：實心式、 腹板式、 孔板式和 輪輻式。 3結(jié)構(gòu)與尺寸帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是根據(jù)帶輪的基準直徑選擇結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸。帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸通常按經(jīng)驗公式計算確定。（詳細介紹）13-8鏈傳動特點和應(yīng)用傳動的計算鏈傳動特點和應(yīng)用傳動的計算鏈傳動是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。 與帶傳動相比，鏈傳動能保持準確的平均傳動比，徑向壓軸力小，適于低速情況下工作。 與齒輪傳動相比，鏈傳動安裝精度要求較低，成本低廉，可遠距離傳動。 鏈傳動的主要缺點是不能保持恒定的瞬時傳動比，傳動平穩(wěn)性差，

31、工作中有一定沖擊和噪聲。 鏈傳動主要用在要求工作可靠、轉(zhuǎn)速不高，且兩軸相距較遠，以及其它不宜采用齒輪傳動的場合。13-9鏈條和鏈輪鏈條和鏈輪傳動鏈是鏈傳動中的主要元件，傳動鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型。 滾子鏈是由滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成。 內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈聯(lián)接； 滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比，但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過多。一、滾子鏈一、滾子鏈套筒銷軸外鏈板內(nèi)鏈板滾子節(jié)矩節(jié)矩p鏈的結(jié)構(gòu)特點鏈的結(jié)構(gòu)特點鏈條的接頭處的固定形式有：用開口銷固定，多用于大節(jié)距鏈彈簧卡片固

32、定，多用于小節(jié)距鏈設(shè)計時，鏈節(jié)數(shù)以取為偶數(shù)為宜，這樣可避免使用過渡鏈節(jié)，因為過渡鏈節(jié)會使鏈的承載能力下降。滾子鏈的規(guī)格和主要參數(shù)滾子鏈分為滾子鏈分為A、B兩個系列，常用兩個系列，常用A系列系列牌號表示：牌號表示：鏈號鏈號排數(shù)排數(shù)整鏈鏈節(jié)數(shù)整鏈鏈節(jié)數(shù)標準編號標準編號如：如：08A188 GB1243.1-83dgdkdfdadgd鏈輪的參數(shù)和齒形鏈輪的參數(shù)和齒形二、鏈輪二、鏈輪鏈輪是鏈傳動的主要零件，其齒形已經(jīng)標準化。鏈輪設(shè)計的主要內(nèi)容是：鏈輪的基本參數(shù)： 配用鏈條的節(jié)距 p、滾子的最大外徑 d1、排距 pt、齒數(shù)z。 確定鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸； 選擇鏈輪的材料和熱處理方式；鏈輪尺寸計算公式：分度圓

33、直徑：齒頂圓直徑：齒根圓直徑：)/180sin(zpd 1max25. 1dpdda 1min)/6 . 11(dpzdda )(11為滾子直徑為滾子直徑ddddf )/18054. 0(zctgpd 對于三圓弧一直線齒形鏈輪參數(shù)和齒形鏈輪參數(shù)和齒形鏈輪較常用的齒形是一種三圓弧一直線的齒形（如左圖所示）。圖中，齒廓上的a-a、a-b、c-d線段為三段圓弧，半徑依次為 r1、r2和 r3；b-c線段為直線段。 abcdarrr213zo2o1o3180三、鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料三、鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料 小直徑的鏈輪可制成整體式； 中等尺寸的鏈輪可制成孔板式； 大直徑的鏈輪可制成組裝式。 鏈輪的軸向齒廓及尺

34、寸應(yīng)符合國標GB1244-85的規(guī)定。 鏈輪的材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強度，由于小鏈輪的工作情況較大鏈輪的惡劣些，故小鏈輪通常采用較好的材料制造。常用材料有碳素鋼（Q235、Q275、45、ZG310-570）、灰鑄鐵（HT200）,重要鏈輪也可采用合金鋼。整體式鏈輪整體式鏈輪 孔板式鏈輪孔板式鏈輪組合式鏈輪組合式鏈輪13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析鏈傳動的運動分析和受力分析一、鏈傳動的速度分析一、鏈傳動的速度分析在鏈傳動中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距 p。鏈的平均速度為：1000601000602211 pnzpnzv鏈傳動的平均傳

35、動比為：1221zznni 鏈條鉸鏈A點的前進分速度 cos211dv 上下運動分速度 sin211dv d2d2/2vBO2d1vd1/2AO1v13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析鏈傳動的運動分析和受力分析一、鏈傳動的速度一、鏈傳動的速度 分析分析在鏈傳動中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上，正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距 p。鏈的平均速度為：1000601000602211 pnzpnzv鏈傳動的平均傳動比為：1221zznni 鏈條鉸鏈A點的前進分速度cos11Rvx上下運動分速度sin11Rvy動畫演示鏈傳動的運動分析和受力分析鏈傳動的運動分析和受力分析二、鏈傳動的運動不均勻

36、性二、鏈傳動的運動不均勻性由上述分析可知，鏈傳動中，鏈條的前進速度和上下抖動速度是周期性變化的，鏈輪的節(jié)距越大，齒數(shù)越少，鏈速的變化就越大。當主動鏈輪勻速轉(zhuǎn)動時，從動鏈輪的角速度以及鏈傳動的瞬時傳動比都是周期性變化的，因此鏈傳動不宜用于對運動精度有較高要求的場合。鏈傳動的不均勻性的特征，是由于圍繞在鏈輪上的鏈條形成了正多邊形這一特點所造成的，故稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)多邊形效應(yīng)。因為從動鏈輪的角速度為： coscoscos221122dddv 所以鏈傳動瞬時傳動比為： coscos1221ddi 變化范圍：變化范圍： （180z1）0 （180z1）變化范圍：變化范圍： （180z2）0 （18

37、0z2）鏈傳動的運動分析和受力分析鏈傳動的運動分析和受力分析三、鏈傳動的動載荷三、鏈傳動的動載荷鏈傳動中的多邊形效應(yīng)造成鏈條和鏈輪都是周期性的變速運動，從而引起動載荷。鏈輪的轉(zhuǎn)速越高、節(jié)距越大、齒數(shù)越少，則傳動的動載荷就越大。鏈節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對速度，也將引起沖擊和動載荷。鏈節(jié)距越大，鏈輪的轉(zhuǎn)速越高，則沖擊越強烈。鏈條前進的加速度引起的動載荷為：c1dmaF從動鏈輪的角加速度引起的動載荷為：tRJFdd222d當鏈節(jié)嚙上鏈輪輪齒的瞬間，作直線運動的鏈節(jié)鉸鏈和以角速度作圓周運動的鏈輪輪齒，將以一定的相對速度突然相互嚙合，從而使鏈條和鏈輪受到?jīng)_擊，并產(chǎn)生附加動載荷。鏈傳動的運動分析和受力分析鏈

38、傳動的運動分析和受力分析四、鏈傳動的受力分析四、鏈傳動的受力分析鏈傳動在安裝時，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力，張緊的目的主要是鏈傳動在安裝時，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力，張緊的目的主要是使松邊不致過松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產(chǎn)生振動、跳齒或脫鏈使松邊不致過松，以免影響鏈條正常退出嚙合和產(chǎn)生振動、跳齒或脫鏈現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 鏈的緊邊拉力為： yc1FFFF 鏈的松邊拉力為： yc2FFF 其中：F為有效圓周力：vPF1000 Fc為離心力引起的拉力：2cqvF 在上述各式中，P 為傳遞的功率（kW)；v為鏈速(m/s)；q為單位長度鏈條的質(zhì)量(kg/m)。Fy為懸垂拉力，與鏈條松邊的垂度和傳動的布置方

39、式有關(guān)。鏈作用在軸上的壓力FQ：FF)3 . 12 . 1(Q qgaKFy yKy為垂度系數(shù)（為垂度系數(shù)（值見值見P216），），a為中心距，為中心距，q每米鏈質(zhì)量，每米鏈質(zhì)量，g為重力加速度為重力加速度13-11、 12 滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇一、失效形式和額定功率一、失效形式和額定功率q鏈板的疲勞破壞。（正常潤滑條件下主要失效形式）q滾子套筒的沖擊疲勞破壞（中、高速閉式鏈傳動）q銷軸與套筒的膠合（潤滑不當或速度過高時）q鏈條鉸鏈的磨損（開式傳動）q過載折斷（低速重載或嚴重過載）1.主要失效形式主要失效形式滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇滾子鏈傳動

40、的計算及主要參數(shù)的選擇2.失效形式和額定功率失效形式和額定功率上圖示為潤滑良好的單排鏈的極限功率曲線圖。由圖可見，在中等速度的鏈傳動中，鏈傳動的承載能力主要取決于鏈板的疲勞強度；隨著鏈輪轉(zhuǎn)速的增高，鏈傳動的多邊形效應(yīng)增大，傳動能力主要取決于滾子和套筒的沖擊疲勞強度，轉(zhuǎn)速越高，傳動能力就越低，并會出現(xiàn)鉸鏈膠合現(xiàn)象，使鏈條迅速失效。0由鏈板疲勞強度限定由滾子、套筒沖擊疲勞強度限定由銷軸和套筒膠合限定額定功率P0/kW小鏈輪轉(zhuǎn)速n1 /(r/min)額定功率曲線 常用區(qū)域圖中陰影部分為實際使用區(qū)域，紅線表示的是工況惡劣或潤滑不良時，圖中陰影部分為實際使用區(qū)域，紅線表示的是工況惡劣或潤滑不良時，磨損將

41、很嚴重，其極限功率大幅降低。磨損將很嚴重，其極限功率大幅降低。滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇二、滾子鏈傳動的參數(shù)選擇與計算二、滾子鏈傳動的參數(shù)選擇與計算1鏈輪齒數(shù)通常限制鏈傳動的傳動比i6，推薦的傳動比i23.5。 選擇小鏈輪齒數(shù)Z1 計算大鏈輪齒數(shù)Z2=iZ1。小鏈輪齒數(shù)Z1過少運動不平穩(wěn)嚴重。小鏈輪齒數(shù)Z1過大增大了傳動的尺寸和質(zhì)量 。2確定計算功率 計算功率Pc是根據(jù)傳遞的額定功率P，并考慮工作情況來確定的。PKPAc KA為鏈傳動的工作情況系數(shù)（見表13-13）。為了防止磨損后脫鏈，一般大鏈輪齒數(shù)Z21201180sinzPd 滾子鏈傳動的計算及主要參

42、數(shù)的選擇滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇考慮到鏈傳動的實際工作條件與標準實驗條件的不同，引入修正系數(shù)，鏈所需傳遞的功率按下式確定： mLzA0KKKPKP 式中：Kz為小鏈輪齒數(shù)系數(shù)；KL為鏈長系數(shù)；Km為多排鏈系數(shù)；鏈條節(jié)距 p可根據(jù)功率P0和小鏈輪轉(zhuǎn)速 n1由額定功率曲線選取。見見表表13-11見見表表13-123鏈的節(jié)距 鏈的節(jié)距越大，承載能力就越高，但傳動的多邊形效應(yīng)也要增大，振動沖擊和噪聲也越嚴重。設(shè)計一般盡量選取小節(jié)距的鏈。 滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇鏈條的長度以鏈節(jié)數(shù)Lp來表示，鏈節(jié)數(shù)為：21221p)2(22 zzapzzpaL 計算出的L

43、p應(yīng)圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)，鏈傳動的中心距為： 21222121p)2(8)2()2(4 zzzzLzzLpap5小鏈輪轂孔最大直徑根據(jù)小鏈輪的節(jié)距和齒數(shù)確定鏈輪轂孔的最大直徑dkmax，若dkmax小于安裝鏈輪處的軸徑，則應(yīng)重新選擇鏈傳動的參數(shù)。6低速鏈傳動的靜力強度計算對于鏈速v0.6m/s的低速鏈傳動，因抗拉靜力強度不夠而破壞的可能性很大，故應(yīng)進行抗拉靜力強度計算。詳細說明詳細說明4鏈傳動的中心距和鏈節(jié)數(shù)鏈傳動的中心距過大易引起鏈條的抖動，過小則減小小鏈輪的包角，都會造成不利影響。設(shè)計時一般取中心距a=(3050)p，最大取amax=80p。滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇滾子鏈傳動的計算及主要參數(shù)的選擇1初估鏈速，初取小鏈輪齒數(shù)，計算大鏈輪齒數(shù)（表13-10）2初取中心距a0，計算鏈節(jié)數(shù)，取偶3取KA（表13-13），計算功率Pc4估計鏈傳動的失效形式，取KZ、KL、Km計算P0，5由圖13-33取鏈的型號6計算實際中心距a7驗算鏈速8選擇潤滑方式9計算工作拉力和軸上的載荷10鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計三、滾子鏈傳動的計算步驟三、滾子鏈傳動的計算步驟13-13 鏈傳動的潤滑和布置鏈傳動的潤滑和布置一、鏈傳動的布置一、鏈傳動的布置鏈傳動一般應(yīng)布置在鉛垂面內(nèi)，盡可能避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)。鏈傳動的緊邊在上方或在下方都可以，但