撓性傳動第一節(jié)帶傳動概述第三節(jié)V帶傳動的工作能力計(jì)算第四節(jié)V帶傳動的張緊、使用與維護(hù)第五節(jié)其他帶傳動簡介第六節(jié)鏈傳動簡介第二節(jié)帶傳動的失效分析和計(jì)算準(zhǔn)則特點(diǎn)：都是通過撓性曳引元件，在兩個或多個傳動輪之間傳遞運(yùn)動和動力。適合于中心距較大的場合。包括：帶傳動和鏈傳動。

因此，帶傳動和鏈傳動在機(jī)械傳動裝置中得到廣泛應(yīng)用。與其它傳動比較，裝置簡單，成本低廉。第一節(jié)帶傳動概述

一、帶傳動的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用二、V帶及V帶輪3一、帶傳動的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用

1n2n12

組成：主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的撓性傳動帶。帶傳動的類型：摩擦型帶傳動（主要類型）同步帶傳動主動輪從動輪傳動帶n2n1312摩擦型帶傳動的工作原理：

帶緊套在兩個帶輪上，帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生壓力；

當(dāng)主動輪回轉(zhuǎn)時，依靠帶與帶輪接觸面間的摩擦力拖動從動輪一起回轉(zhuǎn)，以傳遞運(yùn)動和動力。F0F0F0F0

依靠帶上的齒與帶輪輪齒的相互嚙合傳遞運(yùn)動和動力，屬嚙合型帶傳動。同步帶傳動的工作原理：工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)（同步帶）大理石切割機(jī)（平帶）應(yīng)用實(shí)例：拖拉機(jī)（普通V帶）汽車發(fā)動機(jī)（同步帶）汽車發(fā)動機(jī)（多楔帶）平帶傳動V帶傳動多楔帶傳動圓帶傳動各類摩擦型帶傳動特點(diǎn)和應(yīng)用見表6－1。摩擦型帶傳動的主要類型：抗拉體①

適用于兩軸中心距較大的傳動；摩擦型帶傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是：

②

傳動帶是彈性體，可緩沖、吸振，傳動平穩(wěn)、噪聲??；

③

結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)方便，成本低廉；

④

過載時，帶在帶輪上打滑，可防止其它零件損壞，起安全保護(hù)作用。摩擦型帶傳動的主要缺點(diǎn)是：①

傳動外廓尺寸較大；②

帶在帶輪上有彈性滑動，瞬時傳動比不恒定，且傳動效率低，帶的壽命較短；③

因需要張緊，對軸的壓力大；④

不宜用于高溫、易燃、易爆的場所。應(yīng)用場合：

帶傳動多用于機(jī)械中要求傳動平穩(wěn)、傳動比要求不嚴(yán)格、中心距較大、傳遞功率不大的高速級傳動中。V帶傳動應(yīng)用最廣，本章將重點(diǎn)介紹。二、V帶及V帶輪1.V帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)普通V帶窄V帶齒形V帶聯(lián)組V帶大楔角V帶寬V帶標(biāo)準(zhǔn)普通V帶的構(gòu)造：是無接頭的環(huán)形帶。組成：頂膠、抗拉體、底膠、包布。包布——V帶的保護(hù)層，用膠帆布制成。

頂膠和底膠——均用彈性較好的橡膠制成，在膠帶彎曲時分別承受拉伸和壓縮作用?？估w——承受載荷的主體。兩種結(jié)構(gòu)形式：

簾布芯V帶——制造較方便，抗拉強(qiáng)度較高，多用于大載荷場合；

繩芯V帶——柔韌性較好，抗彎強(qiáng)度高，宜用于轉(zhuǎn)速較高，載荷不大和帶輪較小的場合。

目前普遍采用化學(xué)纖維作為抗拉體材料，以提高帶的承載能力。V帶工作時變形分析：

頂膠層伸長，橫向收縮；底膠層縮短，橫向伸展；兩者之間的中性層保持長度和寬度不變。節(jié)面——V帶保持長度和寬度不變的中性層。節(jié)寬bp——中性層的寬度。基準(zhǔn)長度Ld——中性層的長度。V帶的相對高度——V帶橫截面的高度h與節(jié)寬bp的比（h/bp）。普通V帶的相對高度約為0.7；窄V帶的相對高度約為0.9。

近年來，窄V帶在國外迅速發(fā)展，在我國的應(yīng)用也越來越廣泛。

普通V帶的帶型分為Y、Z、A、B、C、D、E七種，窄V帶的帶型分為SPZ、SPA、SPB、SPC四種。

窄V帶是用合成纖維繩作抗拉體，與普通V帶相比，當(dāng)高度相同時，窄V帶的寬度約縮小1/3，而承載能力可提高1.5~2.5倍，適用于傳遞動力大而又要求裝置緊湊的場合。部分帶型的截面尺寸見表6-2?；鶞?zhǔn)長度系列見表6-3。V帶的標(biāo)記通常壓印在V帶外表面上。標(biāo)記示例：帶型為A型、基準(zhǔn)長度Ld=1400mm的普通V型帶，標(biāo)記為A1400

GB/T11544-19972．V帶輪的結(jié)構(gòu)和材料帶輪組成：輪緣、輪轂和輪輻三部分。帶輪材料：

常用鑄鐵（HT150或HT200），允許的最大圓周速度為25m/s；

速度更高或重要場合，可采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接；小功率時可用鑄鋁或塑料，以減輕帶輪重量。V帶輪

輪緣上制有輪槽，各部分尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化。

帶輪輪槽的基準(zhǔn)寬度bd，與V帶的截面寬度bp相等，即bd=bp。

各種型號的V帶楔角θ均為40°。但帶彎曲時截面變形使θ變小，當(dāng)V帶截型相同時，帶輪直徑越小，θ變得越小。為保證帶與帶輪槽兩側(cè)工作面緊貼，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：V帶輪槽角φ＜V帶楔角θ

故V帶輪槽角φ的值按基準(zhǔn)直徑dd的大小來規(guī)定，分別為32°、34°、36°、38°。V帶輪輪緣帶輪的基準(zhǔn)圓——輪槽基準(zhǔn)寬度所在圓?；鶞?zhǔn)直徑dd——帶輪的基準(zhǔn)圓的直徑。

輪輻是輪緣與輪轂的聯(lián)接部分。鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)形式按輪輻結(jié)構(gòu)分為：實(shí)心式daddBL帶輪的結(jié)構(gòu)斜度1：25S2drdkd1dddaBSL實(shí)心式腹板式帶輪的結(jié)構(gòu)S1斜度1：25SS2drdkd1dddaLBS2實(shí)心式腹板式孔板式帶輪的結(jié)構(gòu)h2drdkd1a1L斜度1：25dddaBh1

帶輪結(jié)構(gòu)形式的選擇及其它結(jié)構(gòu)尺寸可查閱機(jī)械工程手冊。實(shí)心式腹板式孔板式帶輪的結(jié)構(gòu)橢圓輪輻式返回第二節(jié)帶傳動的失效分析和計(jì)算準(zhǔn)則一、帶傳動的受力分析二、帶傳動的彈性滑動與傳動比三、帶的應(yīng)力分析四、帶傳動的計(jì)算準(zhǔn)則一、帶傳動的受力分析

安裝帶傳動時，傳動帶以一定的預(yù)緊力F0張緊在帶輪上。帶傳動未工作時：傳動帶兩邊的拉力均等于F0。帶傳動工作時：帶兩邊的拉力不再相等。分析：

主動輪以轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)動，帶與帶輪的接觸面間便產(chǎn)生摩擦力F?。

帶作用在從動輪上的摩擦力驅(qū)動從動輪以轉(zhuǎn)速n2轉(zhuǎn)動；主動輪作用在帶上的摩擦力F?驅(qū)動帶運(yùn)動；從動輪對帶的摩擦力F?與帶的運(yùn)動方向相反。結(jié)果：繞進(jìn)主動輪的一邊被拉緊，拉力由F0增至F1——緊邊

設(shè)帶工作時的總長度不變，則緊邊拉力的增量F1－F0等于松邊拉力的減少量F0－F2，即：繞出主動輪的一邊被放松，拉力由F0減至F2——松邊F1+F2=2F0

可以證明，帶傳動的有效拉力F力等于帶與帶輪接觸面上各點(diǎn)摩擦力的總和F?，即：F=F1－F2=F?

綜合上述二式，有：

可見，帶兩邊的拉力F1和F2的大小取決于預(yù)緊力F0和帶傳動的有效拉力F。P——帶傳動傳遞的功率，kW；υ——帶速，m/s。帶傳遞的有效拉力為帶傳動的有效拉力F——帶兩邊的拉力差F1－F2。上式表明：當(dāng)傳遞的功率P一定時，有效拉力F與υ成反比。

當(dāng)帶速υ一定時，有效拉力F隨傳遞的功率P增大而增大。

打滑導(dǎo)致帶磨損嚴(yán)重，從動輪轉(zhuǎn)速急劇下降，帶傳動失效。

因此，帶傳動的承載能力受到帶與帶輪間極限摩擦力的限制。

若F增大到超過帶與帶輪接觸面上摩擦力的極限值Ffmax時，帶將沿輪面產(chǎn)生顯著的相對滑動——打滑。

故常將帶傳動置于機(jī)械傳動系統(tǒng)的高速級，以減小有效拉力。分析：影響帶傳動承載能力的因素有哪些？

最大有效拉力Fmax——帶與帶輪間的摩擦力達(dá)到極限值時的有效拉力。此時，帶傳動即將打滑時。

極限狀態(tài)下，緊邊拉力F1與松邊拉力F2之間的關(guān)系可表示為F1/F2=efα

式中：

?——摩擦因數(shù)(對于V帶，用當(dāng)量摩擦因數(shù)?υ代替?)；

α——帶輪包角(rad)（帶與帶輪接觸處所對應(yīng)的中心角）；e——自然對數(shù)的底，e≈2.718。由此可得出帶傳動的最大有效拉力Fmax為帶在正常傳動情況下，必須使F＜Fmax。結(jié)論：

預(yù)緊力F0、包角α、摩擦因數(shù)?越大，帶傳動的最大有效拉力Fmax越大，帶傳動的承載能力也越高。F0過大時，將使帶的摩損加劇，過快松馳，縮短帶的工作壽命，且軸和軸承受力增加，故預(yù)緊力F0大小應(yīng)適當(dāng)。預(yù)緊力F0、包角α、摩擦因數(shù)?的影響：

由于大帶輪的包角α2總大于小帶輪包角α1，故帶傳動的最大有效拉力Fmax與小帶輪包角α1有關(guān)，通常應(yīng)使α1≥120°（至少90°）。

摩擦因數(shù)?與帶和帶輪材料、接觸表面狀況、工作環(huán)境條件有關(guān)，?越大，F(xiàn)max也越大。

應(yīng)該注意，若將輪槽表面加工粗糙些來增大f值是不合理的。二、帶傳動的彈性滑動與傳動比

帶受到拉力后要產(chǎn)生彈性變形。帶傳動工作時緊邊和松邊的拉力不同，導(dǎo)致彈性變形也不同。彈性滑動現(xiàn)象分析：F2F2F1F1從動輪

n2主動輪

n1

帶繞在主動輪上從緊邊點(diǎn)A到松邊點(diǎn)B的過程中，帶所受拉力逐漸減小，帶的彈性變形也逐漸減小而收縮，帶的運(yùn)動滯后于帶輪，即帶與主動輪輪緣之間發(fā)生微量的相對滑動——彈性滑動。

同理，帶繞在從動輪上也發(fā)生彈性滑動現(xiàn)象，不過是帶的運(yùn)動超前于帶輪。主動輪一側(cè)：帶速小于主動輪的圓周速度υ1；從動輪一側(cè)：帶速大于從動輪的圓周速度υ2。

即從動輪的圓周速度υ2低于主動輪的圓周速度υ1。其降低程度用滑動率ε來表示：

由于彈性滑動的存在，導(dǎo)致主動輪和從動輪的圓周速度不相等，即考慮彈性滑動影響的傳動比公式為：式中：

n1——小帶輪的轉(zhuǎn)速，r/min；n2——大帶輪的轉(zhuǎn)速，r/min；dd1——小帶輪基準(zhǔn)直徑，mm；dd2——大帶輪基準(zhǔn)直徑，mm；

滑動率ε≈1～2%，其值甚微，在一般計(jì)算中可不予考慮。是引起帶傳動的傳動比不恒定的原因；還引起帶的磨損和溫度升高，降低傳動效率。彈性滑動和打滑的比較：彈性滑動的影響：是兩個不同的概念。彈性滑動——是帶與帶輪間局部的相對滑動現(xiàn)象。

因帶兩邊的拉力差使帶兩邊的彈性變形不等所引起，是帶傳動正常工作時不可避免的物理現(xiàn)象；打滑——是帶與帶輪間全面的相對滑動現(xiàn)象。因過載而引起，是可以避免的。三、帶的應(yīng)力分析帶傳動工作時，帶中的應(yīng)力有：（1）拉應(yīng)力式中：A——帶的截面面積，mm2。拉應(yīng)力由帶的拉力所產(chǎn)生。其值為帶在繞過從動輪時，拉應(yīng)力則由σ2逐漸增加為σ1。帶在繞過主動輪時，拉應(yīng)力由σ1逐漸降為σ2；σ1與σ2不相等：（2）彎曲應(yīng)力帶繞過帶輪時，因彎曲變形而產(chǎn)生彎曲應(yīng)力σb。其值為式中：E——帶的彈性模量，MPa；h——帶的橫截面高度，mm，其值參見表6-2；dd——帶輪的基準(zhǔn)直徑，mm，其值參見表6-4。

帶繞在小帶輪上時的彎曲應(yīng)力σb1大于繞在大帶輪上時的彎曲應(yīng)力σb2。

為避免彎曲應(yīng)力過大，帶輪直徑不能過小。部分型號V帶輪的最小直徑ddmin參見表6-4。（3）離心應(yīng)力

當(dāng)帶繞過帶輪時，隨帶輪輪緣作圓周運(yùn)動，帶本身的質(zhì)量將引起離心力σc。其值為

σc=qυ2/A

式中：

q——每米帶長的質(zhì)量，kg/m，參見表6-2。

離心應(yīng)力σc存在于全部帶長的各個截面上。最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊開始繞上小帶輪處，其值為

σmax≈σ1+σb1+σc

當(dāng)帶的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定值時，出現(xiàn)如脫層、松散、撕裂或拉斷等現(xiàn)象——疲勞破壞。

帶工作時的應(yīng)力分布情況表明，傳動帶各截面上的應(yīng)力均隨其運(yùn)行位置作周期性變化。四、帶傳動的計(jì)算準(zhǔn)則帶傳動的主要失效形式：過載打滑和疲勞破壞。

帶傳動的工作能力計(jì)算準(zhǔn)則為：在保證不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。V帶即將打滑時的最大有效拉力為：或

σ1≤[σ]-σb1-σc

式中，[σ]——帶的許用應(yīng)力，MPa。

綜合上兩式，帶傳動既不打滑又有一定疲勞壽命時單根V帶所能傳遞的功率為

在載荷平穩(wěn)、包角α1=180°（i=1）、帶長Ld為特定長度的條件下，由實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)，單根普通V帶和窄V帶的基本額定功率P1見表6-5。

σmax=σ1+σb1+σc≤[σ]為保證帶傳動具有足夠的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)使返回第三節(jié)V帶傳動的工作能力計(jì)算原始數(shù)據(jù)一般為：

傳遞的功率P、小帶輪轉(zhuǎn)速n1、傳動比i（或大帶輪轉(zhuǎn)速n2）；傳動用途、工作條件及傳動位置要求等。要確定的主要內(nèi)容是：

帶的型號、長度、根數(shù)；帶輪的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸；傳動中心距及作用在軸上的力等。1．計(jì)算功率Pd（kW）Pd=KAP式中：P——傳遞的功率，kW；

普通V帶及窄V帶傳動工作能力計(jì)算方法和步驟如下：KA——工作情況系數(shù)。根據(jù)傳遞的功率，并考慮載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時間長短等因素的影響而確定，查表6-7。3．小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1（mm）根據(jù)帶型參考表6-4選取，dd1≥ddmin。

為提高V帶的壽命，在結(jié)構(gòu)允許的條件下，宜選較大dd1值。

根據(jù)Pd和n1確定，普通V帶查圖6-8；窄V帶查圖6-9。n1——小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min。2．確定帶型普通V帶υmax=25~30；窄V帶υmax=35~40；一般以υ≈20m/s為宜。υ＞υmax時，離心力過大，即應(yīng)減小dd1；4．驗(yàn)算帶速υ（m/s）

υ＜5m/s時，表示所選dd1過小，將使有效拉力F過大，即所需帶的根數(shù)較多，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)尺寸增大，載荷分布不均現(xiàn)象嚴(yán)重。dd2=idd1(1－ε)dd2按表6-4取標(biāo)準(zhǔn)值。5．大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2（mm）ε≈0.01~0.02；對轉(zhuǎn)速要求不高時，ε可以忽略。0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)或按結(jié)構(gòu)要求定。6．初定中心距a0（mm）a0過小，帶較短，在一定速度下，單位時間內(nèi)帶繞過帶輪次數(shù)較多，易疲勞。同時，將引起包角減小，降低傳動能力，故應(yīng)使中心距有一定的尺寸保證。a0過大，帶較長，速度較高時易引起帶的顫動；由表6-3中選取與Ld0相近的V帶的基準(zhǔn)長度Ld

。7．所需要的基準(zhǔn)長度Ld0（mm）8．實(shí)際中心距a（mm）amin——安裝所需的最小中心距，mm；

考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償預(yù)緊力（如帶伸長而松馳后的張緊）的需要，中心距一般應(yīng)能調(diào)整。amax——張緊或補(bǔ)償伸長所需的最大中心距，mm。如α1較小，應(yīng)增大中心距a或用張緊輪。9．小帶輪包角α1（°）10．V帶根數(shù)z

考慮i≠1時，dd2＞dd1，σb2＜σb1，應(yīng)力狀況略有改善，傳動能力有所提高，則：

i≠1時額定功率的增量ΔP1查表6-8或表6-9。單根V帶的基本額定功率P1查表6-5?？紤]帶長不為特定長度時對傳動能力的影響，則：帶長修正系數(shù)KL查表6-11?？紤]α1≠180°時對傳動能力的影響，則：包角修正系數(shù)Kα查表6-10。

為使各根V帶受力均勻，應(yīng)限制帶的根數(shù)。若不符合要求，應(yīng)改選帶型，重新計(jì)算。q——V帶每米長的質(zhì)量，kg/m，查表6-2。

式中其余各符號意義同前，由于新帶容易松馳，故對非自動張緊的帶傳動，安裝新帶時的預(yù)緊力應(yīng)為1.5F0。11．單根V帶的預(yù)緊力F0（N）12．作用在帶輪軸上的壓力(即壓軸力)FQ（N）FQmax——考慮新帶初預(yù)緊力為1.5F0時的壓軸力?！纠?-1】解：

現(xiàn)有一只舊的五槽B型V帶輪，基準(zhǔn)直徑dd1=140mm和一臺舊的電動機(jī)，額定功率P=7.5kW，轉(zhuǎn)速n1=970r/min。需用來改裝一臺混沙機(jī)，混沙機(jī)轉(zhuǎn)速n2在330r/min左右，要求中心距a在600mm左右，每天工作16小時。試分析計(jì)算該V帶傳動是否可用。1．計(jì)算傳動比i

由表6-6取ε=0.02，則從動輪基準(zhǔn)直徑為：2．確定從動輪基準(zhǔn)直徑dd2dd2=idd1(1－ε)=2.939×140(1－0.02)mm≈403mm根據(jù)表6-4，取dd2=400mm。實(shí)際傳動比：從動輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速：從動輪轉(zhuǎn)速符合要求。

轉(zhuǎn)速誤差，在允許值范圍內(nèi)。腳本中無表6－6？帶的速度合適。3．驗(yàn)算帶速υ4．確定普通V帶的基準(zhǔn)長度Ld0和傳動中心距a根據(jù)中心距要求，初步確定a0=600mm。帶所需的基準(zhǔn)長度查表6-3選取Ld=2000mm。計(jì)算實(shí)際中心距可滿足中心距要求。即主動輪上的包角合適。5．驗(yàn)算小帶輪包角α1

6．計(jì)算普通V帶的根數(shù)z

根據(jù)dd1=140mm和n1=970r/min，由表6-5用內(nèi)插法得單根B型V帶的基本額定功率P1=2.11kW；

根據(jù)n1=970r/min和i=2.92，由表6-8用內(nèi)插法得B型V帶額定功率的增量ΔP1=0.297kW；

根據(jù)α=153.5°,查表6-10用內(nèi)插法得包角修正系數(shù)Kα=0.927；

根據(jù)Ld=2000mm，查表6-11，得帶長修正系數(shù)KL=0.98，則由以上分析計(jì)算可知，五槽B型V帶傳動可用。返回第四節(jié)V帶傳動的張緊、使用與維護(hù)一、張緊方法及預(yù)緊力F0的控制二、V帶傳動的使用與維護(hù)1．張緊方法一、張緊方法及預(yù)緊力F0的控制

傳動帶在工作一段時間后，會因?yàn)樗苄宰冃魏湍p而松馳，使預(yù)緊力F0減小，傳動能力下降。為保證帶傳動正常工作，必須及時張緊。常用的張緊方法及其特點(diǎn)見表6-12。擺架式張緊裝置a帶傳動的張緊方法：（1）調(diào)整中心距滑道式張緊裝置a調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘張緊輪自動張緊裝置銷軸帶傳動的張緊方法：（1）調(diào)整中心距（2）采用張緊輪（3）自動張緊2．預(yù)緊力F0的控制

在帶傳動中，預(yù)緊力F0的控制方法是：

在帶與帶輪切點(diǎn)跨距t的中點(diǎn)，加一垂直帶邊的載荷G，使每100mm跨長產(chǎn)生1.6mm撓度（即撓角為1.8°）。G值可由下式計(jì)算式中：ΔF0——預(yù)緊力的修正值（N），其值見表6-13。二、V帶傳動的安裝與維護(hù)（1）為便于裝拆無接頭的環(huán)形V帶，帶輪宜懸臂裝于軸端；在水平或接近水平的同向傳動中，一般應(yīng)使帶的緊邊在下，松邊在上，以便借帶的自重加大帶輪包角。（2）安裝時兩帶輪軸線必須平行，輪槽應(yīng)對正，以避免帶扭曲和磨損加劇。（3）安裝時應(yīng)縮小中心距，松開張緊輪，將帶套入槽中后再調(diào)整到合適的張緊程度。不要將帶強(qiáng)行撬入，以免帶被損壞。（5）帶避免與酸、堿、油類等接觸，也不宜在陽光下曝曬，以免老化變質(zhì)。（6）帶傳動應(yīng)裝設(shè)防護(hù)罩，并保證通風(fēng)良好和運(yùn)轉(zhuǎn)時帶不擦碰防護(hù)罩。（4）多根V帶傳動時，為避免受載不勻，應(yīng)采用配組帶。若其中一根帶松馳或損壞，應(yīng)全部同時更換，以免加速新帶破壞?？墒褂玫呐f帶經(jīng)測量，實(shí)際長度相同的可組合使用。返回第五節(jié)其他帶傳動簡介一、同步帶傳動二、高速帶傳動同步帶傳動綜合了帶傳動和鏈傳動的優(yōu)點(diǎn)。一、同步帶傳動節(jié)線pb節(jié)距

同步帶構(gòu)造：

同步帶為工作面上帶齒的環(huán)狀帶，以綱絲繩、玻璃纖維繩或合成纖維繩為強(qiáng)力層，基體為氯丁橡膠和聚酯橡膠兩種。節(jié)線——強(qiáng)力層的中心線。公稱長度——節(jié)線長度Lp。

節(jié)距pb——相鄰兩齒對稱中心線間沿節(jié)線度量的距離。節(jié)園

工作時，帶的凸齒與帶輪外緣上的齒槽進(jìn)行嚙合傳動，帶與帶輪間無相對滑動，能保證兩輪圓周速度同步。與V帶傳動相比，同步帶傳動的優(yōu)點(diǎn)是：同步帶傳動特點(diǎn)：①

工作時無滑動，傳動比恒定；傳動效率高，可達(dá)0.98；②

帶的柔性好，故帶輪直徑可較小，結(jié)構(gòu)緊湊；③

帶薄而輕，強(qiáng)度高，帶速可達(dá)50m/s，傳動比可達(dá)10，傳遞功率可達(dá)300kW；④

幾乎不需要張緊力，故壓軸力小；⑤

維護(hù)保養(yǎng)方便，能在高溫、灰塵、積水及腐蝕介質(zhì)中工作。對制造、安裝要求高，且價格較高。應(yīng)用場合：其主要缺點(diǎn)是：

主要用于要求傳動比準(zhǔn)確的中、小功率傳動，如電子計(jì)算機(jī)、放映機(jī)、錄音機(jī)、數(shù)控機(jī)床等。同步帶有兩類：梯形齒主要用于各種中、小功率機(jī)械；圓弧齒主要用于重型機(jī)械。梯形齒同步帶有周節(jié)制和模數(shù)制兩種：

周節(jié)制梯形齒同步帶已有國家標(biāo)準(zhǔn)；圓弧齒同步帶傳動只有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)電工業(yè)中已較廣泛的應(yīng)用。二、高速帶傳動

——帶速υ＞30m/s、高速軸轉(zhuǎn)速n1=10000～50000r/min的帶傳動。應(yīng)用：主要用于增速，其增速比為2～4，有時可達(dá)8。常用于驅(qū)動高速機(jī)床、粉碎機(jī)、離心機(jī)等。高速帶的構(gòu)造：采用質(zhì)量輕、厚度薄而均勻、撓曲性好的環(huán)形平帶，如錦綸編織帶、薄型強(qiáng)力錦綸帶、高速環(huán)形膠帶等。

高速帶輪的構(gòu)造：質(zhì)量輕且分布對稱均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)時空氣阻力小，常采用鋼或鋁合金制造。

為防止帶從輪上脫落，帶輪輪緣應(yīng)加工出凸度，制成鼓形面或雙錐面。

為防止運(yùn)轉(zhuǎn)時帶與輪緣表面間形成空氣層而降低摩擦系數(shù)，輪緣表面常開出環(huán)形槽。

帶輪的各個面均進(jìn)行精加工，輪緣工作表面粗糙度Ra值不大于3.2μm，并要求進(jìn)行動平衡試驗(yàn)，以保證高速帶傳動運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動可靠。返回第六節(jié)鏈傳動簡介一、鏈傳動的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用二、滾子鏈及鏈輪三、鏈傳動的運(yùn)動特性四、鏈傳動的受力分析與失效分析五、鏈傳動的使用與維護(hù)鏈傳動的組成：主動輪、從動輪和繞在兩輪上的鏈條。傳動原理：靠鏈條與鏈輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動和動力。一、鏈傳動的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用①

沒有彈性滑動和打滑，能保證準(zhǔn)確的平均傳動比，傳動效率較高；②

能在低速、重載下工作；③

在相同功率條件下，鏈傳動結(jié)構(gòu)較緊湊；④

鏈條的張緊力小，作用在軸上的力亦??；⑤

鏈條由金屬制成，能適應(yīng)高溫、多塵、油污、腐蝕等惡劣環(huán)境。與帶傳動相比，鏈傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是：①

瞬時鏈速和瞬時傳動比不恒定，傳動平穩(wěn)性差，工作中有沖擊和噪聲，不宜用于變載，反轉(zhuǎn)以及高速傳動的場合；②

只能傳遞平行軸之間的同向回轉(zhuǎn)運(yùn)動；③

制造費(fèi)用較高。鏈傳動的主要缺點(diǎn)是：應(yīng)用場合：

主要用在要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其它不宜采用齒輪傳動的場合。

還可用于低速重載及極為惡劣的工作條件下。故廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、礦山、起重運(yùn)輸、冶金、建筑、石油、化工和各種車輛等的機(jī)械傳動中。按用途不同，鏈可分為：傳動鏈、輸送鏈和起重鏈。

輸送鏈和起重鏈主要用在運(yùn)輸和起重機(jī)械中，一般機(jī)械傳動中常用的是傳動鏈。傳動鏈分為：齒形鏈和滾子鏈。齒形鏈滾子鏈

齒形鏈又稱無聲鏈，由成組齒形鏈板左右交錯排列，并用鉸鏈聯(lián)接而成。齒形鏈特點(diǎn)：

運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，承受沖擊載荷的能力高。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大，價格高。p直邊直邊O60?

常用于高速或運(yùn)動精度和可靠性要求較高的傳動裝置中。齒形鏈滾子鏈特點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，生產(chǎn)量大，從低速到較高速、從輕載到重載都適用，在傳動鏈中占有主要地位。本章主要介紹滾子鏈傳動。滾子鏈二、滾子鏈及鏈輪滾子鏈的組成：內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子。銷軸滾子外鏈板套筒內(nèi)鏈板1．滾子鏈的結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)此處教本對應(yīng)圖片是否有錯？滾子鏈的結(jié)構(gòu)：滾子套筒銷軸內(nèi)鏈板外鏈板

內(nèi)鏈板與套筒、外鏈板與銷軸分別用過盈配合固聯(lián)；

滾子和套筒、套筒與銷軸分別采用間隙配合，套筒可繞銷軸自由轉(zhuǎn)動。

鏈條工作時，滾子與鏈輪齒廓形成滾動摩擦，以減少磨損。

鏈板一般制成∞字形，以減輕重量并使各截面抗拉強(qiáng)度接近相等。此處教本對應(yīng)圖片是否有錯？

節(jié)距p是鏈條的主要參數(shù)，節(jié)距越大，鏈條各零件的尺寸也越大，所能傳遞的功率也越大。當(dāng)傳遞大功率時，可采用雙排鏈或多排鏈。

用排距pt表示相鄰兩排滾子中線間的距離。為承載均勻，一般不超過4排。p節(jié)距p——相鄰兩滾子中心線的距離。ppt雙排滾子鏈

鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)表示。鏈節(jié)數(shù)最好為偶數(shù)，這樣，將鏈聯(lián)成環(huán)形時，正好是內(nèi)外鏈板相接。大節(jié)距可用開口銷鎖緊，小節(jié)距可用彈簧夾鎖緊。

若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)，則接頭處采用鏈板彎曲的過渡鏈節(jié),它工作時承受附加彎矩作用，應(yīng)盡量避免采用。

滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，分為A、B兩種系列。常用的是A系列，幾種A系列滾子鏈的基本參數(shù)和主要尺寸見表6-14。過渡鏈節(jié)節(jié)距p值=鏈號數(shù)乘以25.4/16(mm)。

滾子鏈的標(biāo)記示例：A系列、節(jié)距為12.7mm、單排、88節(jié)的滾子鏈，標(biāo)記為：08A—1×88GB/T1243—1997

鏈輪齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能順利地嚙入和退出，嚙合時接觸良好，因磨損而節(jié)距增大時不易脫鏈，并便于加工。2．滾子鏈鏈輪滾子鏈鏈輪齒形：

國標(biāo)規(guī)定了滾子鏈鏈輪齒側(cè)圓弧半徑re、滾子定位圓弧半徑ri和滾子定位角α的最大值和最小值。凡在此極限范圍以內(nèi)的各種齒形均可采用。端面齒形：由三圓弧aa、ab、cd和一直線bc組成。d180?Z滾子鏈鏈輪端面齒形r2bdcr3r1aa軸向齒形：圓弧和直線組成。

在鏈輪工作圖上：不畫端面齒形，而應(yīng)繪出軸向齒形，以便于車削鏈輪毛坯。bg(h)r5gbB2B3ptptr5單排鏈輪軸面齒形多排鏈輪軸面齒形直線r4

分度圓——鏈輪上被節(jié)距等分的圓。分度圓直徑用d表示。

若已知節(jié)距p和齒數(shù)z，鏈輪主要尺寸的計(jì)算式為：

大直徑的鏈輪常制成組合式，組合式鏈輪的齒圈磨損后可以更換。鏈輪常用的結(jié)構(gòu)形式：小直徑鏈輪可制成整體式；中等直徑鏈輪可制成腹板式；整體式腹板式組合式鏈輪的材料：應(yīng)能保證輪齒有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。常用碳素鋼、合金鋼、灰鑄鐵等材料；小功率高速鏈輪也可用夾布膠木。齒面通常應(yīng)熱處理，使其達(dá)到一定硬度。小鏈輪材料常優(yōu)于大鏈輪。鏈輪常用材料及應(yīng)用范圍見表6-15所示。三、鏈傳動的運(yùn)動特性

鏈傳動由剛性鏈節(jié)通過銷軸鉸接而成。當(dāng)鏈條繞在鏈輪上與鏈輪嚙合時，形成折線，可看成是將鏈條繞在正多邊形鏈輪上。

正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距p，邊數(shù)等于鏈輪齒數(shù)z。

鏈輪每轉(zhuǎn)一圈，鏈條轉(zhuǎn)過的長度為zp，則鏈條的速度v為：式中：z1、z2——主、從動鏈輪的齒數(shù)；n1、n2——主、從動輪的轉(zhuǎn)速，r/min；p——鏈節(jié)距，mm。鏈傳動的傳動比i為：上述鏈速υ和傳動比i的結(jié)果僅是平均值。

實(shí)際上，即使主動輪的角速度ω1為常數(shù)，其瞬時鏈速和瞬時傳動比都作周期性變化——鏈傳動的運(yùn)動不均勻性。鏈傳動運(yùn)動不均勻性分析：

設(shè)傳動中緊邊始終處于水平位置。則緊邊的運(yùn)動取決于主動端銷軸A的運(yùn)動。

當(dāng)分度圓半徑為R1的主動鏈輪以角速度ω1等速轉(zhuǎn)動時，銷軸A的軸心沿鏈輪分度圓作等速圓周運(yùn)動。其圓周速度為：

υ1=R1ω1υ1可分解為：

式中：β——銷軸A的圓周速度方向與鏈條前進(jìn)方向的夾角；也是鉸鏈A在主動鏈輪上的位置角。

鏈條向前運(yùn)動的分速度υ和上下橫向運(yùn)動的分速度υ'。其值分別為：位置角β的變化范圍：－180°/z1～+180°/z1υ1可分解為：

式中：β——銷軸A的圓周速度方向與鏈條前進(jìn)方向的夾角；也是鉸鏈A在主動鏈輪上的位置角。

鏈條向前運(yùn)動的分速度υ和上下橫向運(yùn)動的分速度υ'。其值分別為：

當(dāng)β=0°時，

υ=υmax=R1ω1，υ′=υmin=0②

鏈條上下的橫向運(yùn)動也呈周期性變化。①

鏈條在傳動過程中，每轉(zhuǎn)過一個鏈節(jié)，鏈條前進(jìn)的瞬時速度就周期性地變化一次；

同理，鏈節(jié)鉸鏈銷軸在從動輪上的位置角γ呈周期性變化。位置角γ的變化范圍：－180°/z2~+180°/z2

可見：

則從動鏈輪的角速度ω2將隨鏈速υ和位置角γ的變化而變化。由圖可知，ω2為：式中：R2——從動鏈輪分度圓半徑。

可見：因β和γ均隨時間變化，且通常β≠γ，則鏈傳動的瞬時傳動比通常是不恒定的。則鏈傳動的瞬時傳動比為：

鏈傳動的多邊形效應(yīng)——繞在鏈輪上的鏈條形成正多邊形所造成的鏈傳動運(yùn)動不均勻性的特征。多邊形效應(yīng)給鏈傳動帶來的影響：鏈傳動的多邊形效應(yīng)是鏈傳動的固有特性。①

導(dǎo)致鏈條和從動鏈輪上產(chǎn)生動載荷；②

在鏈條嚙入鏈輪的瞬間，引起鏈節(jié)與鏈輪輪齒以一定的相對速度發(fā)生嚙合碰撞，并產(chǎn)生附加動載荷；③

鏈條周期性的橫向運(yùn)動導(dǎo)致鏈條產(chǎn)生顫動，這也是鏈傳動產(chǎn)生動載荷的主要原因之一。綜上分析可知：

鏈輪齒數(shù)z越少，節(jié)距p越大，轉(zhuǎn)速n越高，多邊形效應(yīng)越明顯，動載荷也就越大。

鏈傳動因多邊形效應(yīng)不可避免地產(chǎn)生動載荷，使傳動不平穩(wěn)；四、鏈傳動的受力分析與失效分析1．鏈傳動的受力分析若不計(jì)傳動中的動載荷，作用在鏈上的力有：（1）有效圓周力F作用在鏈條的緊邊上，其值為式中：P——傳遞的功率，kW；

υ——鏈速，m/s。（2）離心拉力Fc

Fc=qυ2

由鏈條隨鏈輪轉(zhuǎn)動時的離心力產(chǎn)生的拉力，作用于整個鏈條上，其值為式中：q——鏈條每米質(zhì)量（表6-14），kg/m。fn1n2F’fF”fαa（3）懸垂拉力Ff

由鏈條松邊垂度引起的拉力Ff′和Ff″，作用在整個鏈條上，其值與松邊垂度及傳動的布置方式有關(guān)。

?——下垂度；Ff′和Ff″的值分別為：式中：a——鏈傳動的中心距，mmKf——垂度系數(shù)（圖6-23）懸垂拉力Ff——Ff′和Ff″中較大者。α——兩輪中心連線與水平面的傾斜角。

可見：鏈條在傳動過程中，緊邊和松邊所受的拉力不相等。n1n2

鏈條緊邊工作拉力F1和鏈條松邊工作拉力F2分別為：后果：鏈條上的每一個鏈節(jié)都承受著交變載荷。F1F1F2F2

鏈傳動的失效通常是因鏈條的失效而引起。鏈條可能的失效形式有：2．鏈傳動的失效形式（1）鏈條疲勞破壞

鏈條在工作時，循環(huán)往復(fù)地從松邊到緊邊運(yùn)動，鏈節(jié)的各元件經(jīng)受變應(yīng)力作用。經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)后，鏈板將會出現(xiàn)疲勞斷裂。

鏈條疲勞破壞是正常潤滑條件下鏈傳動的主要失效形式。

鏈條與鏈輪嚙合時將產(chǎn)生沖擊，速度越高，沖擊越大。另外，鏈條工作時反復(fù)啟動、制動或反轉(zhuǎn)，也將引起沖擊載荷。經(jīng)過多次沖擊，使?jié)L子、套筒和銷軸發(fā)生沖擊破斷。（3）套筒、滾子的沖擊疲勞破壞（2）鏈條鉸鏈的磨損

鏈條在工作時，鉸鏈的銷軸與套筒間在承受較大壓力的情況下相對轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致鉸鏈磨損，使鏈節(jié)增長，動載荷增加，引起脫鏈，甚至使銷軸因磨損而削弱導(dǎo)致斷裂。鏈條鉸鏈磨損是潤滑不良情況下的主要失效形式。

在低速（υ＜0.6m/s）重載或短期過載作用下，鏈條所受拉力超過了鏈條的靜強(qiáng)度時，鏈條將被拉斷。（5）鏈條過載拉斷

各種失效形式都在一定條件下限制著鏈傳動的承載能力。（4）鏈條鉸鏈的膠合

銷軸與套筒的工作表面的局部區(qū)域因高溫高壓而相互粘著，在相對轉(zhuǎn)動中將較弱的金屬撕下而產(chǎn)生溝紋——膠合。

膠合在一定程度上限制了鏈輪的極限轉(zhuǎn)速，是潤滑不良或速度過高時的主要失效形式。曲線1——鉸鏈磨損破壞限定的極限功率；在正常潤滑條件下：曲線2——鏈板疲勞破壞限定的極限功率；

曲線3——套筒、滾子沖擊疲勞破壞限定的極限功率曲線；曲線4——銷軸與套筒膠合所限定的極限功率；

曲線5——鏈傳動所能傳遞的額定功率曲線。它在各極限功率曲線范圍內(nèi)，是分析計(jì)算鏈傳動時使用的曲線。通過實(shí)驗(yàn)作出的單排鏈的極限功率曲線。若潤滑不良或工作環(huán)境惡劣情況下：

虛線6——因磨損很嚴(yán)重大幅度下降的極限功率。這種情況下，鏈傳動潛在的工作能力未發(fā)揮，應(yīng)該避免。

有關(guān)鏈傳動的分析計(jì)算方法和步驟可參閱機(jī)械工程手冊。五、鏈傳動的使用與維護(hù)1．鏈傳動的布置（1）兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一鉛垂平面內(nèi)，否則將引起脫鏈或不正常磨損。鏈傳動的合理布置應(yīng)從以下幾方面考慮：（2）兩鏈輪中心連線最好成水平，或與水平面成60°以下的傾角。

當(dāng)兩鏈輪中心連線成垂直布置時，鏈的下垂量集中在下端，將減少下鏈輪的有效嚙合齒數(shù)，降低承載能力。應(yīng)采用措施：①中心距可調(diào)；②張緊裝置；③上下輪左右錯開。鏈傳動的布置鏈傳動的布置（3）在下述情況下盡量，盡量使松邊在下面，以免松邊垂度過大時出現(xiàn)鏈與輪齒鉤住或兩鏈邊相碰。當(dāng)a＜30p、i＞2且兩輪軸線不在同一水平面上時；當(dāng)a＞60p、i＜1.5且兩輪軸線在同一水平面上時；

若a=（30~50）p、i=2~3時，兩輪中心連線最好成水平，或與水平面成60°以下的傾角。松邊在上面或在下面均可，但在下面較好。2．鏈傳動的張緊

鏈傳動應(yīng)適當(dāng)張緊，以避免鏈條松邊垂度過大而產(chǎn)生嚙合不良和振動過大。常用的張緊方法有：①

調(diào)整中心距；②

中心距不可調(diào)時，采用張緊裝置或?qū)⒛p變長后的鏈條拆掉1~2個鏈節(jié)。常用的張緊裝置有：

彈簧力

重力調(diào)整位置

調(diào)整位置

利用張緊輪靠彈簧或掛重自動張緊的裝置。

張緊輪可以是鏈輪或帶檔邊的輥輪，一般布置在鏈條松邊并根據(jù)需要確定其位置。利用托板靠螺旋定期張緊的裝置。適合中心距較大的場合。3．鏈傳動的潤滑

良好的潤滑可以緩和沖擊、減小摩擦和磨損，延長鏈條的使用壽命，并發(fā)揮其傳動能力。潤滑方式的選擇見圖6-27。潤滑方法：人工定期潤滑滴油潤滑油浴或飛濺潤滑壓力噴油潤滑