模塊8-帶傳動和鏈傳動

模塊8帶傳動和鏈傳動

學習情境1帶傳動簡介學習情境2普通V帶及V帶輪學習情境3帶傳動的工作分析學習情境4普通V帶傳動的設計計算學習情境5鏈傳動簡介

【知識目標】掌握帶傳動、鏈傳動的運動特點及其使用和維護；掌握帶傳動的基本設計計算方法。模塊8帶傳動和鏈傳動

【技能目標】根據機構（部件）要實現的運動，選擇帶傳動的類型；能夠設計簡單的帶傳動，并采取相應措施使其不失效。模塊8帶傳動和鏈傳動

學習情境1帶傳動簡介帶傳動的類型及應用如圖8-1所示為摩擦型帶傳動簡圖，類型如圖8-2所示。

帶傳動的類型及應用1.摩擦型帶傳動

摩擦型帶傳動中，根據撓性帶截面形狀不同，可分為：平帶傳動（矩形截面）、V帶傳動（梯形截面）等，如圖8-3所示。帶傳動的類型及應用2.嚙合型帶傳動嚙合傳動型是指同步帶傳動，同步帶內周有一定形狀的齒，如圖8-4所示。帶傳動的特點帶傳動的主要優(yōu)點是：（1）適用于中心距較大的場合；（2）帶是撓性物，可以緩沖、吸振，噪音小，傳動平穩(wěn)；（3）當過載時，帶與帶輪之間會產生打滑，保護其他零部件免受損壞；（4）結構簡單，制造與維護方便，成本低。帶傳動的特點帶傳動有如下缺點：（1）外廓尺寸太大；（2）帶在帶輪上有相對滑動，傳動比不恒定；（3）傳動效率較低，壽命較短；（4）常需要張緊裝置，支承帶輪的軸和軸承受力較大；（5）不宜用于高溫、易燃等場所。8.2.1普通V帶的結構和尺寸1.普通V帶的結構普通V帶是楔角為40°，相對高度h／bp≈0．7的梯形截面環(huán)形帶，V帶通常制成沒有接頭的環(huán)形，其截面形狀為等腰梯形。其結構如圖8-5所示學習情境2普通V帶及V帶輪8.2.1普通V帶的結構和尺寸

2.普通V帶的尺寸V帶的尺寸已經標準化，其標準有截面尺寸和V帶基準長度。1)截面尺寸8.2.1普通V帶的結構和尺寸

2.普通V帶的尺寸2)V帶基準長度當V帶彎曲時,帶的頂膠層將伸長,而底膠層將縮短,只有在兩層之間的抗拉體內節(jié)線處帶長保持不變,因此沿節(jié)線量得的帶長即為V帶的基準長度Ld,在帶傳動的幾何計算中,應把基準長度Ld作為V帶的計算長度。各種型號普通V帶的基準長度及長度系數KL見表8-2。

8.2.2V帶輪1.V帶輪的結構和尺寸帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。輪緣是帶輪的工作部分，制有梯形輪槽。輪轂是帶輪與軸的聯接部分，輪緣與輪轂則用輪輻（腹板）聯接成一整體。V帶輪按腹板結構的不同分為幾種型式，如圖8-6所示。

8.2.2V帶輪2.V帶輪的材料對帶輪的主要要求是質量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面要仔細加工，以減少帶的磨損。轉速高時要進行動平衡。對于鑄造和焊接帶輪的內應力要小。帶輪的常用材料為灰鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等，其中灰鑄鐵應用最廣，常用的牌號為HT150或HT200。當帶輪圓周速度v＜25m/s時，可用球墨鑄鐵或鑄鋼；小功率傳動時，可用鑄鋁或塑料。8.2.3帶傳動的張緊與維護1.調節(jié)中心距；2.利用張緊輪8.2.3帶傳動的張緊與維護3.帶傳動的維護1）帶傳動裝置外面應加防護罩，以保證安全，防止帶與酸堿或油接觸而被腐蝕，也不宜曝曬。2)應定期檢查V帶，若發(fā)現一根松弛或損壞則應全部更換。3)切忌在有易燃、易爆氣體的環(huán)境中使用帶傳動，以免發(fā)生危險。8.2.3帶傳動的張緊與維護3.帶傳動的維護4)帶傳動不需潤滑，禁止往帶上加潤滑油或潤滑脂，應及時清理帶輪槽內及傳動帶上的油污。5)帶傳動的工作溫度不應超過60℃。6)如果傳動裝置要閑置一段時間后再用，應將傳動帶放松。7)存放時，應懸掛在架子上或平放在貨架之上，以免受壓變形。

帶傳動的受力分析學習情境3帶傳動的工作分析帶傳動的受力分析由于摩擦式帶傳動是靠摩擦工作的，在初拉力F0一定的情況下，傳動帶與帶輪接觸面之間的摩擦力總和有一個極限值。當傳動過載時，傳動所需要的有效拉力超過傳動帶與輪面間的極限摩擦力，傳動帶與帶輪之間將發(fā)生明顯的全面的相對滑動，這種現象稱為打滑。打滑是一種對傳動有害的現象，它不僅造成傳動帶的嚴重磨損，而且使得從動輪不能正常轉動，甚至完全不動，致使傳動失效。因此，為了保證帶傳動的正常工作，應當避免出現打滑現象。8.3.2帶傳動的應力分析1.由緊邊和松邊拉力產生的應力；2.離心應力；3.由帶的彎曲產生的彎曲應力帶傳動的彈性滑動傳動比I由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動，稱為彈性滑動。帶傳動的彈性滑動傳動比I需要注意的是：彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是可以避免的。而彈性滑動是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可以避免的。學習情境4普通V帶傳動的設計計算設計準則和單根V帶的功率1.設計準則帶傳動的主要失效形式是打滑和帶的疲勞斷裂。因此，帶傳動的設計準則為：在保證不打滑的條件下，帶有一定的疲勞強度。

2.單根V帶的功率為了便于設計和計算，基本額定功率P0和額定功率增量ΔP0的值見表8-5、表8-6。其他型號V帶的基本額定功率P0和額定功率增量ΔP0的值可查相關的設計手冊或標準。8.4.2設計計算的一般步驟和方法在設計V帶傳動時，一般來說，原始數據和已知條件有：原動機的類型、帶傳動的用途和工作條件、所需傳遞的功率、小帶輪和大帶輪的轉速或傳動比、對傳動的位置以及外廓尺寸的要求等。V帶傳動設計計算的內容包括傳動帶和帶輪兩部分。傳動帶設計計算的主要內容是：選擇傳動帶的型號，確定傳動帶的基準長度和根數，計算傳動的中心距和壓軸力等。

8.4.2設計計算的一般步驟和方法1.確定設計功率PC設計功率是根據需要傳遞的名義功率再考慮載荷性質、原動機類型和每天連續(xù)工作的時間長短等因素而確定的，表達式如下。PC=KAP

式中:P為所需傳遞的名義功率，單位kW；KA為工作情況系數，按表8-8選取。8.4.2設計計算的一般步驟和方法2.選擇帶型V帶的帶型可根據設計功率PC和小帶輪轉速n1由圖8-11選取。

8.4.2設計計算的一般步驟和方法3．確定帶輪的基準直徑并驗算帶速小帶輪的基準直徑dd1是一個重要的參數。小帶輪的基準直徑小，在一定的傳動比下，大帶輪的基準直徑相應地也小，則帶傳動的外廓尺寸小，結構緊湊、重量輕。但帶輪直徑愈小,傳動所占空間愈小，但彎曲應力愈大，帶愈易疲勞。普通V帶輪的最小基準直徑見表8-4。設計時,應使小帶輪基準直徑dd1≥ddmin。8.4.2設計計算的一般步驟和方法4.確定中心距和帶長當中心距較小時，傳動較為緊湊，但帶長也減小，在單位時間內帶繞過帶輪的次數增多，即帶內應力循環(huán)次數增加，會降低帶的壽命。而中心距過大時則傳動的外廓尺寸大，且高速時容易引起帶的顫動，影響正常工作。一般推薦按下式初步確定中心距a0，即0.7(dd1＋dd2)＜a0＜2(dd1＋dd2)8.4.2設計計算的一般步驟和方法5.驗算小帶輪上的包角α1包角是影響帶傳動工作能力的主要參數之一。包角大,帶的承載能力高；反之易打滑。在V帶傳動中,一般小帶輪上的包角α1不宜小于120°,個別情況下可小到90°,否則應增大中心距或減小傳動比,也可以加張緊輪。α1的計算公式為6.確定V帶根數z

8.4.2設計計算的一般步驟和方法7.計算初拉力和壓軸力為保證傳動正常工作，單根V帶所需的初拉力可按下式計算壓軸力計算公式為8.4.2設計計算的一般步驟和方法

8.確定帶輪的結構和尺寸包括以下內容：確定結構類型、結構尺寸、輪槽尺寸、材料，畫出帶輪工程圖樣。帶傳動的安裝與維護1.傳動安裝要求1)兩帶輪軸線應相互平行，兩輪相對應的V帶型槽應對齊,其誤差不得超過20′，如圖8-13所示。帶傳動的安裝與維護1.傳動安裝要求2)安裝V帶時，應先縮小中心距，將V帶套入槽中后，再調整增大中心距并予以張緊，不應將帶硬往帶輪上撬，以免損壞帶的工作表面和降低帶的彈性。3)V帶在輪槽中應有正確的位置，帶的頂面應與帶輪外緣平齊，底面與帶輪槽底面間應有一定間隙，以保證帶兩側工作面與輪槽全部貼合。4)用多根V帶傳動時，為避免載荷分布不均，V帶的配組代號應相同，不同廠家生產的V帶、新舊V帶不能同組使用。帶傳動的安裝與維護2.帶傳動維護要求1)為了便于帶的裝卸,帶輪應布置在軸的外伸端；要加防護罩,以免發(fā)生意外事故；要保護工作環(huán)境,防止酸、堿、油等沾污傳動帶,防止日光暴曬。2)切忌在有易燃易爆氣體的環(huán)境中(如煤礦井下)使用帶傳動,以免發(fā)生危險。3)定期檢查,如有一根帶松弛或損壞,應及時并全部更換新帶。學習情境5鏈傳動簡介8.5.1鏈傳動的組成與工作原理鏈傳動是由裝在平行軸上的主、從動鏈輪和繞在鏈輪上的環(huán)形鏈條所組成，如圖8-14所示，以鏈作中間撓性件，靠鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。8.5.2鏈傳動的類型與應用按用途的不同，鏈傳動可分為傳動鏈、起重鏈和牽引鏈。起重鏈和牽引鏈用于起重機械和運輸機械，傳動鏈主要用于一般機械，其中傳動鏈最常用。傳動鏈的種類很多，主要有滾子鏈(圖8-15)和齒形鏈(圖8-16)兩種。

8.5.2鏈傳動的類型與應用鏈傳動主要用于平均傳動比要求準確，且兩軸相距較遠，工作條件惡劣，不宜采用帶傳動和齒輪傳動的場合。廣泛用于礦山機械、冶金機械、起重運輸機械及機床、汽車、摩托車、自行車等機械傳動中。通常傳遞功率P≤100kW，傳動比i≤8，鏈速v≤15m/s，效率約為0.95～0.98。鏈傳動的失效形式鏈傳動的失效形式主要有以下幾種：1)鏈板疲勞破壞鏈在松邊拉力和緊邊拉力的反復作用下，經過一定的循環(huán)次數，鏈板會發(fā)生疲勞破壞。正常潤滑條件下，鏈板疲勞強度是限定鏈傳動承載能力的主要因素。2)滾子、套筒的沖擊疲勞破壞鏈傳動的嚙入沖擊首先由滾子和套筒承受。在反復多次的沖擊下，經過一定循環(huán)次數，滾子、套筒可能會發(fā)生沖擊疲勞破壞。這種失效形式多發(fā)生于中、高速閉式鏈傳動中。鏈傳動的失效形式3)銷軸與套筒的膠合潤滑不當或速度過高時，銷軸和套筒的工作表面會發(fā)生膠合。膠合限定了鏈傳動的極限轉速。4)鏈條鉸鏈磨損鉸鏈磨損后鏈節(jié)變長，容易引起跳齒或脫鏈。開式傳動、環(huán)境條件惡劣或潤滑密封不良時，極易引起鉸鏈磨損，從而急劇降低鏈條的使用壽命。5)過載拉斷。這種拉斷常發(fā)生于低速重載的傳動中。8.5.4鏈傳動的張緊張緊最常用的方法是通過移動鏈輪的位置以增大兩輪的中心距。結束內容總結模塊8帶傳動和鏈傳動。學習情境2普通V帶及V帶輪。如圖8-1所示為摩擦型帶傳動簡圖，類型如圖8-2所示。摩擦型帶傳動中，根據撓性帶截面形狀不同，可分為：平帶傳動（矩形截面）、V帶傳動（梯形截面）等，如圖8-3所示。（2）帶在帶輪上有相對滑動，傳動比不