第8章帶傳動(dòng)

1)

按傳動(dòng)原理分8.1帶傳動(dòng)的類型、結(jié)構(gòu)和主要尺寸8.1.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

1.帶傳動(dòng)的分類摩擦型帶傳動(dòng)n1n2傳動(dòng)帶從動(dòng)輪主動(dòng)輪(1)摩擦型帶傳動(dòng)8.1帶傳動(dòng)的類型、結(jié)構(gòu)和主要尺寸8.1.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

1.帶傳動(dòng)的分類(1)摩擦型帶傳動(dòng)(2)嚙合型帶傳動(dòng)1)

按傳動(dòng)原理分8.1帶傳動(dòng)的類型、結(jié)構(gòu)和主要尺寸8.1.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

1.帶傳動(dòng)的分類平帶(1)平帶1)

按傳動(dòng)原理分2)

按帶的截面形狀分V帶8.1帶傳動(dòng)的類型、結(jié)構(gòu)和主要尺寸8.1.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

1.帶傳動(dòng)的分類(1)平帶1)

按傳動(dòng)原理分2)

按帶的截面形狀分(2)V帶8.1帶傳動(dòng)的類型、結(jié)構(gòu)和主要尺寸8.1.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

1.帶傳動(dòng)的分類多楔帶(1)平帶1)

按傳動(dòng)原理分2)

按帶的截面形狀分(2)V帶(3)多楔帶(4)圓帶帶傳動(dòng)的應(yīng)用大理石切割機(jī)中的平帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的應(yīng)用手扶拖拉機(jī)中的普通V帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的應(yīng)用

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的同步帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的應(yīng)用

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的多楔帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的同步帶傳動(dòng)平帶傳動(dòng)的布置形式常用的平帶包括有接頭的膠帆布帶、皮革帶、編織帶等，因此轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)，不適合用于高速。高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需采用無接頭的環(huán)形帶。FQFNFQFNFNφFf=FNf=FQf

V帶是沒有接頭的環(huán)狀帶，其橫截面為梯形，兩側(cè)面為工作面，帶輪上有相應(yīng)的輪槽與之匹配。在同等條件下V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。缺點(diǎn)是磨損較快，價(jià)格較貴，傳動(dòng)效率較低且只能用于開口傳動(dòng)。類型傳遞功率P/kW傳動(dòng)比圓周速度v/(m/s)傳動(dòng)效率平帶傳動(dòng)≤40≤55-30≈0.96V帶傳動(dòng)≤75≤75-25≈0.95平帶傳動(dòng)和V帶傳動(dòng)的常用范圍

2.帶傳動(dòng)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小、緩沖、吸振、過載保護(hù)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低，尤其適用于兩軸中心距較大的場合。

缺點(diǎn)

外廓尺寸大，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，效率低(彈性滑動(dòng))，不宜用于高溫、易燃易爆的場合。

應(yīng)用在多級(jí)傳動(dòng)中，帶傳動(dòng)常被放在高速級(jí)。一般情況下，傳遞功率P

75kW，帶速v

5~25m/s，傳動(dòng)比i

7。

嚙合型帶傳動(dòng)則兼有摩擦型帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，帶與帶輪之間無彈性滑動(dòng)，可以保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率可達(dá)0.98~0.99，因此廣泛應(yīng)用于家用電器、計(jì)算機(jī)、儀器及機(jī)床等機(jī)械中。8.1.2V帶和V帶輪1.V帶V帶的結(jié)構(gòu)頂膠包布承載層底膠1)等腰梯形;2)底面不和帶輪接觸;3)兩側(cè)面為工作面。4)普通V帶按截面基本尺寸由小至大分為Y、Z、A、B、C、D、E等七種型。bbph

型號(hào)Z

ABCDEF頂寬b10131722323850節(jié)寬bp

8.5111419273242

高度h6810.513.51923.530

楔角φ每米質(zhì)量q（kq/m）0.060.010.170.300.620.901.5240?在V帶輪上，與所配用V帶的節(jié)面寬度相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑稱為基準(zhǔn)直徑d。dV帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度稱為基準(zhǔn)長度Ld

。φbp

2.V帶輪（1）帶輪的材料帶輪的常用材料是灰鑄鐵，如HT150、HT200。轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可用鑄鋼或鋼板焊接；小功率時(shí)可用鑄造鋁合金或工程塑料。V帶輪的組成（2）帶輪的結(jié)構(gòu)輪緣輪輻輪轂帶輪的材料：常用鑄鐵，有時(shí)也采用鋼或塑料和木材。帶輪的結(jié)構(gòu)實(shí)心式----直徑小；d0dHL實(shí)心式腹板式----中等直徑；dh=(1.8-2)dsd0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+σ)Hσ見圖13-8s=(0.2-0.3)Bs1≥1.5ss2≥0.5s腹板式一帶輪的結(jié)構(gòu)實(shí)心式----直徑??；S1斜度1：25SS2drdkdhddaLBS2輪輻式----d>350mm；腹板式----中等直徑；帶輪的結(jié)構(gòu)

實(shí)心式----直徑小；h2=0.8h1a1=0.4h1

a2=0.8a1

f1≥0.2h1

f2≥0.2h2PnA3h1=290P功率n轉(zhuǎn)速A輪幅數(shù)h2drdkdha1L斜度1：25ddaBh18.1.3V帶傳動(dòng)的主要幾何尺寸

主要幾何參數(shù)

中心距a、帶長Ld、包角

和帶輪直徑d等。O1O2

1

2

ad2d18.1.3V帶傳動(dòng)的主要幾何尺寸

近似關(guān)系

O1O2

1

2

ad2d18.1.3V帶傳動(dòng)的主要幾何尺寸

近似關(guān)系

O1O2

1

2

ad2d1F0F0F0F08.2帶傳動(dòng)的受力分析和運(yùn)動(dòng)特性8.2.1帶傳動(dòng)的受力分析

未工作時(shí)，帶的拉力處處相等，等于初拉力F0。O2O1F18.2帶傳動(dòng)的受力分析和運(yùn)動(dòng)特性O(shè)2O1n1n2

工作時(shí)，由于帶與帶輪接觸面間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力不再相等。F2F2F1主動(dòng)輪從動(dòng)輪O2O1n1n2

工作時(shí)，由于帶與帶輪接觸面間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力不再相等。8.2帶傳動(dòng)的受力分析和運(yùn)動(dòng)特性松邊緊邊

有效拉力F為：

F

F1

F2F等于摩擦力的總和，是帶傳動(dòng)的有效圓周力。F1O2O1n1n2F2F2F1主動(dòng)輪從動(dòng)輪

帶傳動(dòng)工作時(shí)，從動(dòng)輪上工作阻力矩所產(chǎn)生的圓周阻力F2T2/d2

正常工作時(shí)，有效拉力圓周阻力F

相等。在一定條件下，帶和帶輪接觸面間所能產(chǎn)生F和的最大摩擦力(最大有效圓周力)Fmax

。當(dāng)Fmax

F

時(shí)，帶傳動(dòng)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如所需傳遞的圓周阻力超過這一極限值時(shí)，傳動(dòng)帶將在帶輪上打滑。即將開始打滑時(shí)，緊邊拉力F1和松邊拉力F2之間滿足撓性體摩擦的歐拉公式，即為假設(shè)：工作前后帶的總長度不變，

即緊邊的伸長量等于松邊的縮短量，則其緊邊拉力的增加量應(yīng)等于松邊拉力的減少量：F1

F0

F0

F2

或

F1

F22F0得到帶傳動(dòng)所能傳遞的最大有效圓周力Fmax與F0、

及

f有關(guān)。F0、

、f等愈大，則最大有效圓周力也愈大。其中F0的影響最大，但如F0過大，將使帶的使用壽命縮短。8.2.2傳動(dòng)帶的應(yīng)力分析

傳動(dòng)帶在工作過程中產(chǎn)生的三種應(yīng)力

1.緊邊拉應(yīng)力

1和松邊拉應(yīng)力

22.彎曲應(yīng)力

b3.離心拉應(yīng)力

cO1O2n2n1

c

1

2

2

c

1

c

b1

b2

1

2

max帶傳動(dòng)的應(yīng)力分布

結(jié)論

帶運(yùn)行時(shí)，作用在帶上某點(diǎn)的應(yīng)力是隨它所處位置不同而變化的，所以帶是在變應(yīng)力下工作的，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定數(shù)值后，帶將產(chǎn)生疲勞破壞。在緊邊進(jìn)入主動(dòng)輪處帶的應(yīng)力最大，其值為

max

1

b1

c

8.2.3帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)及傳動(dòng)比

由于帶的彈性變形及緊邊與松邊的拉力差而引起的帶與帶輪之間的滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。

彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)中無法避免的一種正常的物理現(xiàn)象。由于彈性滑動(dòng)的存在，使得帶與帶輪間產(chǎn)生摩擦和磨損；從動(dòng)輪的圓周速度v2低于主動(dòng)輪的圓周速度v1，即產(chǎn)生了速度損失。這種速度損失還隨外載荷的變化而變化，這就使得帶傳動(dòng)不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。通常以滑動(dòng)率

表示速度損失的程度，即

一般

0.01~0.02，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為8.3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)8.3.1帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

失效形式

帶傳動(dòng)靠摩擦力工作。當(dāng)傳遞的圓周阻力超過帶和帶輪接觸面間所能產(chǎn)生的最大摩擦力時(shí)，傳動(dòng)帶將在帶輪上產(chǎn)生打滑而使傳動(dòng)失效。另外，帶在運(yùn)行過程中由于受循環(huán)變應(yīng)力的作用會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞。

帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

在保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下，使傳動(dòng)帶具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使用壽命。傳遞的功率為：單根帶所能傳遞的有效拉力為：為保證帶具有一定的疲勞壽命，應(yīng)使：σmax=σ1+σb+σc

≤[σ]σ1=[σ]

-σb-σc代入得：

在α=π，Ld為特定長度、抗拉體為化學(xué)纖維繩芯結(jié)構(gòu)條件下計(jì)算所得P0稱為單根帶的基本額定功率。8.3.2單根普通V帶所能傳遞的功率

單根普通V帶所能傳遞的功率是指在一定的初拉力作用下，帶傳動(dòng)不發(fā)生打滑且有足夠疲勞壽命時(shí)所能傳遞的最大功率。

●

i1(

180)，特定帶長，載荷平穩(wěn)時(shí)，單根Ｖ帶所能傳遞的基本功率為P1(表8

5)。●當(dāng)i

1時(shí)，V帶繞過從動(dòng)輪時(shí)的彎曲應(yīng)力比i

1時(shí)小，帶的工作能力有所提高，則對(duì)同樣使用壽命的V帶，傳遞的功率增大?P1(表8

5)?！駃不等于1(即

180)，還要引入包角修正系數(shù)K

(表8

6)?！駧чL不等于特定帶長，需引入帶長修正系數(shù)KL(表8

3)。在實(shí)際工況下，單根V帶所能傳遞的額定功率為[P1]

(P1+

P1)K

KLKα

—包角系數(shù)。實(shí)際工作條件與特定條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)P0值加以修正。修正結(jié)果稱為許用功率[P0]KL—長度系數(shù)；?[P0]--功率增量；

包角修正系數(shù)

包角α1180?170?160?150?140?130?120?110?100?90?

Kα1.00.980.950.920.890.860.820.780.740.698.3.3設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

已知條件傳動(dòng)的用途、工作情況和原動(dòng)機(jī)類型；傳遞的功率P；大小帶輪的轉(zhuǎn)速n1和n2；對(duì)傳動(dòng)的尺寸要求。

設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容確定V帶的型號(hào)、長度和根數(shù)；確定帶輪間的中心距；確定帶輪基準(zhǔn)直徑及結(jié)構(gòu)尺寸；計(jì)算作用在軸上的壓力等。

設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

1.確定計(jì)算功率Pc

Pc

KAP

2.選擇V帶型號(hào)(圖815)普通V帶選型圖

設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

1.確定計(jì)算功率Pc

Pc

KAP

2.選擇V帶型號(hào)(圖815)

3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1和d2(表8

8)4.驗(yàn)算帶速

帶速v一般在5~25m/s內(nèi)為宜。

5.確定中心距和V帶基準(zhǔn)長度0.7(d1

d2)

a0

2(d1+d2)

V帶基準(zhǔn)長度

實(shí)際中心距

6.驗(yàn)算小帶輪包角

1

7.確定V帶根數(shù)z

8.確定初拉力F0

9.確定作用在軸上的壓力FQ

1

zF0zF08.3.4V帶傳動(dòng)的張緊裝置

由于傳動(dòng)帶不是完全的彈性體，帶工作一段時(shí)間后，會(huì)因伸長變形而產(chǎn)生松馳現(xiàn)象，使初拉力降低，帶的工作能力也隨之下降。因此，為保證必需的初拉力，應(yīng)經(jīng)常檢查并及時(shí)重新張緊。常用的張緊方法是改變帶傳動(dòng)的中心距?；朗綇埦o裝置擺架式張緊裝置自動(dòng)張緊裝置張緊輪裝置第9章鏈傳動(dòng)9.1概述9.1.1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用

鏈傳動(dòng)由主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和繞在兩輪上的封閉鏈條所組成，依靠鏈條與鏈輪齒之間的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。n1n2從動(dòng)鏈輪鏈條主動(dòng)鏈輪

優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，作用在軸上的載荷小，承載能力高，效率較高(

98%)，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比。

缺點(diǎn)

瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，傳動(dòng)不平穩(wěn)，工作時(shí)有沖擊和噪聲，對(duì)安裝精度要求較高

應(yīng)用

兩軸相距較遠(yuǎn)，要求平均傳動(dòng)比不變但對(duì)瞬時(shí)傳動(dòng)比要求不嚴(yán)格，工作環(huán)境惡劣(多油、多塵、高溫)等場合。一般情況下，鏈傳動(dòng)傳遞功率P

100kW，帶速v

15m/s，傳動(dòng)比i

8。9.1.2鏈傳動(dòng)的類型

鏈有多種類型，按用途可分為傳動(dòng)鏈、起重鏈和牽引鏈三種。在一般機(jī)械中，最常用的是傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)鏈有滾子鏈和齒形鏈等類型。滾子鏈齒形鏈9.1.3滾子鏈與鏈輪

1.滾子鏈

內(nèi)鏈板滾子銷軸外鏈板套筒

內(nèi)鏈板與套筒間、外鏈板與銷軸間均為過盈配合，套筒與銷軸間則為間隙配合，工作時(shí)內(nèi)、外鏈節(jié)間可以相對(duì)撓曲，套筒則繞銷軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。滾子活套在套筒外面，嚙合時(shí)滾子沿鏈輪齒廓滾動(dòng)，以減小鏈條與鏈輪輪齒間的磨損。內(nèi)、外鏈板均制成8字形，以使鏈板各橫截面的抗拉強(qiáng)度大致相同，并減輕鏈條的重量及慣性力。

相鄰兩銷軸軸心線間的距離為節(jié)距p，是鏈的主要參數(shù)。p

傳遞功率較大時(shí)，為減小鏈傳動(dòng)的外廓尺寸，減小沖擊、振動(dòng)，可采用小節(jié)距的多排鏈。

鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)表示。鏈節(jié)數(shù)最好取偶數(shù)，以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時(shí)正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接，這時(shí)可采用開口銷或彈簧夾將接頭上的活動(dòng)銷軸固定。

當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，可采用過渡鏈節(jié)連接。鏈條受力后，過渡鏈節(jié)的鏈板除受拉力外，還受附加彎矩，其強(qiáng)度較一般鏈節(jié)低。所以在一般情況下最好不用奇數(shù)鏈節(jié)。過渡鏈節(jié)

滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，分A、B兩個(gè)系列，我國以A系列為主。滾子鏈標(biāo)記示例12A-2100GB/T60692002

表示滾子鏈鏈號(hào)為12A，雙排，鏈節(jié)數(shù)100，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為GB/T60692002的滾子鏈。

2.滾子鏈鏈輪

鏈輪端面齒形

滾子鏈與鏈輪屬非共軛嚙合，故鏈輪的齒槽形狀設(shè)計(jì)具有較大的靈活性。鏈輪輪齒的齒形應(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，且便于加工。

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T60692002規(guī)定了滾子鏈鏈輪的齒形，實(shí)際使用時(shí)允許齒形在一定范圍內(nèi)變化。

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)

齒面圓弧半徑re

齒溝圓弧半徑r1

齒溝角

鏈輪節(jié)距pdrer1

d1p

主要尺寸計(jì)算

分度圓直徑d

360

z

齒頂圓直徑dada

p(0.54cot(180/z))

齒根圓直徑dfdf

d

d1dadfbfra

鏈輪軸向齒形

單排鏈輪軸面齒形rxbababf1bf2bf3ptrapt多排鏈輪軸面齒形

鏈輪常用結(jié)構(gòu)

實(shí)心式鏈輪

鏈輪常用結(jié)構(gòu)

孔板式鏈輪9.1.4鏈傳動(dòng)的布置和張緊

1.鏈傳動(dòng)的布置

布置原則●兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面必須布置在同一垂直平面內(nèi)?！?/p>

兩鏈輪中心連線最好水平，或與水平面成小于45°的傾斜角，盡量避免垂直傳動(dòng)，以免鏈條與下鏈輪嚙合不良或脫離嚙合?！褚话銘?yīng)使鏈的緊邊在上、松邊在下，以防松邊下垂量過大影響鏈輪輪齒發(fā)生干涉，或松邊與緊邊發(fā)生碰撞。布置原則：鏈傳動(dòng)的