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第5章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型及功能 5 1帶傳動(dòng)5 2鏈傳動(dòng) 1 5 1帶傳動(dòng) 5 1 1帶傳動(dòng)1 帶傳動(dòng)的工作原理如圖5 1所示 帶傳動(dòng)一般是由主動(dòng)輪 從動(dòng)輪 緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶及機(jī)架組成 帶傳動(dòng)是常用的機(jī)械傳動(dòng)形式 帶傳動(dòng)是依靠撓性傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的 它的主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩和改變轉(zhuǎn)速 2 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比帶傳動(dòng)的i就是帶輪角速度之比 或帶輪的轉(zhuǎn)速之比 用公式表示為 下一頁 返回 2 5 1帶傳動(dòng) 主動(dòng)輪的角速度 rad s 從動(dòng)輪的角速度 rad s 3 帶傳動(dòng)的類型 1 按傳動(dòng)原理分 摩擦帶傳動(dòng) 靠傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動(dòng) 如V帶傳動(dòng) 平帶傳動(dòng)等 嚙合帶傳動(dòng) 靠帶內(nèi)側(cè)凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng) 如同步帶傳動(dòng) 2 按用途分 傳動(dòng)帶 傳遞動(dòng)力用 本章僅討論傳動(dòng)帶 輸送帶 輸送物品用 上一頁 下一頁 返回 3 5 1帶傳動(dòng) 3 按傳動(dòng)帶的截面形狀分 平帶 平帶的截面形狀為矩形 內(nèi)表面為工作面 如圖5 1 a v帶 截面形狀為梯形 兩側(cè)面為工作表面 如圖5 1 b 多楔帶 它是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動(dòng)帶 可傳遞很大的功率 圓形帶 橫截面為圓形 只用于小功率傳動(dòng) 如圖5 1 c 齒形帶 如同步帶 如圖5 1 d 本書著重講帶傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛的平帶傳動(dòng)和V帶傳動(dòng) 上一頁 下一頁 返回 4 5 1帶傳動(dòng) 5 1 2平帶傳動(dòng)和v帶傳動(dòng)1 平帶傳動(dòng)平帶傳動(dòng)是由平帶和帶輪組成的摩擦傳動(dòng) 帶的工作面與帶輪的輪緣表面接觸 1 平帶傳動(dòng)的形式 開口傳動(dòng) 開口傳動(dòng)是帶輪兩軸線平行 兩輪寬的對(duì)稱平面重合 轉(zhuǎn)向相同的帶傳動(dòng) 圖5 2 這種形式在平帶傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛 交叉?zhèn)鲃?dòng) 交叉?zhèn)鲃?dòng)是帶輪兩軸線平行 兩輪寬的對(duì)稱平面重合 轉(zhuǎn)向相反的帶傳動(dòng) 圖5 3 這種形式在平帶傳動(dòng)中應(yīng)用也較廣泛 上一頁 下一頁 返回 5 5 1帶傳動(dòng) 半交叉?zhèn)鲃?dòng) 半交叉?zhèn)鲃?dòng)是帶輪兩軸線在空間交錯(cuò)的帶傳動(dòng) 交錯(cuò)角度通常為90 圖5 4 角度傳動(dòng) 角度傳動(dòng)是帶輪兩軸線相交的帶傳動(dòng) 圖5 5 2 平帶傳動(dòng)的主要參數(shù) 包角a 帶與帶輪接觸弧所對(duì)的圓心角即為包角a 包角的大小反映帶與帶輪輪緣表面間接觸弧的長短 包角越小 接觸弧長越短 接觸面間所產(chǎn)生的摩擦力總和也就越小 為了提高平帶傳動(dòng)的承載能力 包角就不能太小 一般要求包角 由于大帶輪上的包角總是比小帶輪上的包角大 因此只須驗(yàn)算小帶輪上的包角是否滿足要求即可 上一頁 下一頁 返回 6 5 1帶傳動(dòng) 小帶輪包角的計(jì)算方法如下 開口傳動(dòng) 交叉?zhèn)鲃?dòng) 半交叉?zhèn)鲃?dòng) 式中 帶輪直徑 mm 大帶輪直徑 mm a 中心距 mm 上一頁 下一頁 返回 7 5 1帶傳動(dòng) 帶長L 平帶的帶長是指帶的內(nèi)周長度 其計(jì)算方法如下 開口傳動(dòng) 交叉?zhèn)鲃?dòng) 半交叉?zhèn)鲃?dòng) 在實(shí)際使用中 按上式計(jì)算所得帶長還須考慮平帶在帶輪上的張緊量 懸垂量 中心距較大時(shí) 和平帶的接頭量 上一頁 下一頁 返回 8 5 1帶傳動(dòng) 傳動(dòng)比 傳動(dòng)比i在不考慮傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)時(shí) 平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比可用從動(dòng)輪和主動(dòng)輪直徑之比計(jì)算 即受小帶輪的包角和帶傳動(dòng)外廓尺寸的限制 平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 3 平帶的類型和接頭方式平帶的主要類型有 帆布芯平帶 皮革平帶 編織平帶和復(fù)合平帶等 其中使用最為廣泛的是以帆布芯平帶 以帆布為抗拉體的平帶 接頭方式常用的有 膠合 縫合 鉸鏈帶扣等 圖5 6 鉸鏈帶扣式接頭傳遞的功率較大 但傳動(dòng)速度不能太高 以免引起強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng) 經(jīng)膠合或縫合的接頭 傳動(dòng)時(shí)沖擊小 傳動(dòng)速度可以提高一些 上一頁 下一頁 返回 9 5 1帶傳動(dòng) 2 V帶傳動(dòng)V帶是橫截面為V型的傳動(dòng)帶 V帶安裝在相應(yīng)的輪槽內(nèi) 僅與輪槽的兩側(cè)接觸 而不與槽底接觸 1 V帶的類型V帶是橫截面為等腰梯形或近似為等腰梯形的傳動(dòng)帶 其工作面為側(cè)面 根據(jù)功用的不同分 普通V帶 窄V帶 寬V帶 汽車V帶 大楔角V帶等 2 普通V帶輪的材料普通V帶輪的材料通常是根據(jù)帶速 來選擇的 帶速小于25m s的時(shí)候 采用灰鑄鐵HT150 帶速 時(shí) 采用灰鑄鐵HT200 帶速更高時(shí)采用鑄鋼 傳動(dòng)功率小或?yàn)榱藴p小質(zhì)量時(shí) 可以采用鋁合金或非金屬 下一頁 返回 10 5 1帶傳動(dòng) 3 V帶的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)V帶其橫截面結(jié)構(gòu)如圖5 7所示 都制成無接頭的環(huán)形帶 V帶的結(jié)構(gòu)分為簾布結(jié)構(gòu)和線繩結(jié)構(gòu)兩種 圖5 7 兩種結(jié)構(gòu)均由伸張層 強(qiáng)力層 壓縮層和包布層組成 伸張層和壓縮層在V帶與帶輪接觸作時(shí)因彎曲而分別被伸張和壓縮 這兩層材質(zhì)一般為膠料 4 普通V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)普通V帶分Y Z A B C D E七種型號(hào) 其截面形狀如圖5 8所示 各型號(hào)普通V帶的截面尺寸見表5 1 Y型V帶的截面積最小 E型V帶的截面積最大 V帶的截面積越大 其傳遞的功率越大 上一頁 下一頁 返回 11 5 1帶傳動(dòng) 3 普通V帶的安裝使用及維護(hù)按照設(shè)計(jì)要求選取不同的帶型 基準(zhǔn)長度和根數(shù) 新舊不可以混用 會(huì)造成各帶受力不均勻 安裝帶輪時(shí) 兩輪的軸線應(yīng)平行 端面與中心垂直 且兩帶輪在軸上不得晃動(dòng) 否則會(huì)使帶側(cè)面過早磨損 圖5 9 V帶傳動(dòng)的中心距應(yīng)適當(dāng) 中心距越大 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)也越大 傳動(dòng)時(shí)還會(huì)引起V帶顫動(dòng) 中心距太小 小帶輪上包角也越小 使摩擦力減小而影響傳遞的有效拉力 此外 由于單位時(shí)間內(nèi)帶在帶輪上撓曲次數(shù)增多 使V帶容易疲勞 影響V帶的壽命 上一頁 下一頁 返回 12 5 1帶傳動(dòng) V帶頂面和帶輪輪槽頂面取齊 如圖5 10 a 所示 新安裝時(shí)V帶頂面可略高出 這樣V帶和輪槽的工作面之間可充分接觸 如高出輪槽頂面太多 圖5 10 b 則工作面的實(shí)際接觸面積減小 使傳動(dòng)能力降低 如低于輪槽頂面過多 圖5 10 c 會(huì)使V帶底面與輪槽底面接觸 從而導(dǎo)致V帶傳動(dòng)因兩側(cè)工作面接觸不良而使摩擦力銳減甚至喪失 帶不宜過松或過緊 帶的張緊程度要適當(dāng) 過松 不能保證足夠的張緊力 傳動(dòng)時(shí)容易打滑 傳動(dòng)能力不能充分發(fā)揮 過緊 帶的張緊力過大 使帶的使用壽命縮短 新帶使用前 最好預(yù)先拉緊一段時(shí)間后再使用 安裝V帶時(shí) 應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊 上一頁 下一頁 返回 13 5 1帶傳動(dòng) 4 平帶傳動(dòng)與V帶傳動(dòng)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單 使用維護(hù)方便 適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)場(chǎng)合 平帶傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)可允許更大的中心距 由于傳動(dòng)帶富有彈性 能緩沖 吸振 所以傳動(dòng)平穩(wěn) 噪聲低 在過載時(shí) 傳動(dòng)帶在帶輪上有打滑 可以防止薄弱零件的損壞 起到安全保護(hù)作用 5 傳動(dòng)帶的張緊傳動(dòng)帶在傳動(dòng)過程中 由于帶長期受到拉力的作用 會(huì)產(chǎn)生永久變形而伸長 帶由張緊變?yōu)樗沙?張緊力逐漸減小 最終導(dǎo)致傳動(dòng)能力降低 甚至無法傳動(dòng) 因此 必須重新將傳動(dòng)帶張緊 常用的張緊方法有兩種 即使用張緊輪和調(diào)整中心距 上一頁 下一頁 返回 14 5 1帶傳動(dòng) 1 張緊輪方式圖5 12所示為平帶傳動(dòng)時(shí)采用的張緊輪裝置 它是利用平衡重錘使張緊輪張緊平帶的 張緊輪是為改變帶輪的包角或控制帶的張緊力而壓在帶上的隨動(dòng)輪 當(dāng)兩帶輪中心距不能調(diào)整時(shí) 可使用張緊輪張緊裝置 圖5 13所示為V帶傳動(dòng)時(shí)采用的張緊輪裝置 V帶傳動(dòng)中使用的張緊輪應(yīng)安放在V帶松邊的內(nèi)側(cè) 張緊輪放在帶外側(cè) 帶在傳動(dòng)時(shí)受雙向彎曲而影響使用壽命 放在帶的內(nèi)側(cè)時(shí) 傳動(dòng)時(shí)帶只受單方向的彎曲 但會(huì)引起小帶輪上包角的減小 影響帶的傳動(dòng)能力 因此 應(yīng)使張緊輪盡量靠近大帶輪處 這樣可使小帶輪上的包角不致減小太多 上一頁 下一頁 返回 15 5 1帶傳動(dòng) 2 調(diào)整中心距方式 定期張緊 帶的定期張緊裝置一般利用調(diào)整螺釘來調(diào)整兩帶輪軸線間的距離 如圖5 14 a 所示 將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)固定在滑座上 旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘使滑座沿滑槽移動(dòng) 將電動(dòng)機(jī)推到所需位置 然后固定 這種張緊方式適用于水平傳動(dòng)或接近水平的傳動(dòng) 圖5 14 b 所示為垂直或接近垂直傳動(dòng)時(shí)采用的定期張緊方式 通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母使托架繞固定軸擺動(dòng) 可以達(dá)到調(diào)整中心距使帶張緊的要求 自動(dòng)張緊 如圖5 15所示 將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)固定在浮動(dòng)的擺架上 利用電動(dòng)機(jī)及擺架的自重 使帶輪隨同電動(dòng)機(jī)繞固定軸擺動(dòng) 自動(dòng)保持張緊力 這種方式常在小功率的傳動(dòng)中使用 上一頁 返回 16 5 2鏈傳動(dòng) 5 2 1鏈傳動(dòng)1 鏈傳動(dòng)的構(gòu)成如圖5 16所示 鏈傳動(dòng)由主動(dòng)鏈輪3 從動(dòng)鏈輪1和繞在兩鏈輪上的封閉鏈條2組成 兩鏈輪分別安裝在相互平行的兩軸上 鏈輪上有特殊齒形的齒 傳動(dòng)時(shí) 靠鏈節(jié)與鏈輪輪齒連續(xù)不斷地嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 鏈傳動(dòng)是由鏈條和具有特殊齒形的鏈輪構(gòu)成的傳遞運(yùn)動(dòng)和 或 動(dòng)力的傳動(dòng) 它是一種具有中間撓性件 鏈條 的嚙合傳動(dòng) 下一頁 返回 17 5 2鏈傳動(dòng) 2 鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比我們可以設(shè)在某鏈傳動(dòng)中 主動(dòng)鏈輪的齒數(shù)為 從動(dòng)鏈輪的齒數(shù)為 主動(dòng)鏈輪每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒 鏈條移動(dòng)一個(gè)鏈節(jié) 從動(dòng)鏈輪被鏈條帶動(dòng)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒 當(dāng)主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速為 從動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速為時(shí) 單位時(shí)間內(nèi)主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)與從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)湘等 即 得鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比鏈節(jié)是組成鏈條的基本結(jié)構(gòu)單元 每個(gè)鏈節(jié)在鏈條的縱向 鏈條的長度方向 含有一個(gè)節(jié)距 節(jié)距是兩相鄰鏈節(jié)鉸鏈副理論中心間的距離 設(shè)計(jì)給定的節(jié)距稱為基本節(jié)距 上一頁 下一頁 返回 18 5 2鏈傳動(dòng) 5 2 2鏈傳動(dòng)的類型鏈傳動(dòng)的類型很多 按用途不同 鏈可分為以下三類 1 輸送鏈用于輸送工件 物品和材料 可直接用于各種機(jī)械上 也可以組成鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)作為一個(gè)單元出現(xiàn) 為了實(shí)現(xiàn)特定的輸送任務(wù) 在鏈條上需要特定的 附件 2 傳動(dòng)鏈應(yīng)用范圍最廣泛 主要用來在一般機(jī)械中傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 也可用于輸送等場(chǎng)合 3 曳引起重鏈 曳引鏈 主要用以傳遞力 起牽引 懸掛物品的作用 兼作緩慢運(yùn)動(dòng) 傳動(dòng)鏈的種類繁多 最常用的是齒形鏈和滾子鏈 本書重點(diǎn)介紹傳動(dòng)鏈中的齒形鏈和滾子鏈 上一頁 下一頁 返回 19 5 2鏈傳動(dòng) 1 齒形鏈齒形鏈由齒形鏈板 導(dǎo)板 套筒和銷軸等組成 如圖5 17所示 根據(jù)導(dǎo)向形式不同分為內(nèi)導(dǎo)式和外導(dǎo)式兩種 齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn) 傳動(dòng)比準(zhǔn)確 噪聲小 又稱無聲鏈 承載能力大 耐沖擊 工作可靠 允許鏈速較高 但齒形鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜 質(zhì)量較大 裝拆較困難 其對(duì)安裝及維護(hù)要求較高 制造和使用成本較高 GB10855 1989對(duì)傳動(dòng)用齒形鏈的基本參數(shù)和尺寸作了具體規(guī)定 共有7個(gè)鏈號(hào) 56種規(guī)格 表5 2列出了齒形鏈各鏈號(hào)及其節(jié)距尺寸 上一頁 下一頁 返回 20 5 2鏈傳動(dòng) 2 滾子鏈滾子鏈又稱為套筒滾子鏈 如圖5 18所示 其由內(nèi)鏈板1 外鏈板2 銷軸3 套筒4和滾子5組成 其中內(nèi)鏈板與套筒采用過盈配合組成的聯(lián)接稱為內(nèi)鏈節(jié) 外鏈板與銷軸之間采用過盈配合組成的聯(lián)接稱為外鏈節(jié) 而滾子與套筒 套筒與銷軸之間均采用間隙配合 聯(lián)接鏈條就是由多個(gè)內(nèi) 外鏈節(jié)依次交替鉸接構(gòu)成 內(nèi) 外鏈節(jié)可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 套筒可繞銷軸自由轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)需要承受較大載荷 傳遞較大功率時(shí) 可使用多排鏈 圖5 19 多排鏈相當(dāng)于幾個(gè)普通的單排鏈彼此之間用長銷軸連接而成 上一頁 下一頁 返回 21 5 2鏈傳動(dòng) 表5 3列出了GB T1243 1997規(guī)定的滾子鏈的基本參數(shù)和尺寸 由于國際上幾乎所有國家的鏈節(jié)距均用英制單位 因而在我國的鏈條標(biāo)準(zhǔn)中 節(jié)距也采用英制折算成米制的單位 表中的鏈號(hào)數(shù)乘全25 4 16即為節(jié)距值 后綴為A的傳動(dòng)鏈?zhǔn)窃从诿绹臉?biāo)準(zhǔn) 后綴為B的傳動(dòng)鏈?zhǔn)窃从谟臉?biāo)準(zhǔn) 滾子鏈的標(biāo)記為 鏈號(hào) 排數(shù)x整鏈鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)例如 節(jié)距為15 875mm的A系 雙排 80節(jié)的滾子鏈 其標(biāo)記為 10A 2x80 上一頁 下一頁 返回 22 5 2鏈傳動(dòng) 5 2 3鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)1 鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)鏈傳動(dòng)其兼有齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的特點(diǎn) 它屬于具有中間撓性件的嚙合傳動(dòng) 與齒輪傳動(dòng)和摩擦式帶傳動(dòng)相比 鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是 沒有彈性滑動(dòng) 平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確 傳動(dòng)效率較高 鏈條對(duì)軸的拉力較小 可以在較惡劣的條件下工作 承載能力大 制造與安裝精度要求較低 軸間距較大且結(jié)構(gòu)簡單 2 鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)傳動(dòng)的平穩(wěn)性差 有噪聲 瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定 磨損后易發(fā)生跳齒和脫鏈 急速反向轉(zhuǎn)動(dòng)的性能差 不適用于過小的軸間距和有急速換向的傳動(dòng) 上一頁 返回 23 圖5 1帶傳動(dòng) a 平帶 b V帶 c 圓帶 d 同步帶 返回 24 圖5 2開口傳動(dòng) 返回 25 圖5 3交叉?zhèn)鲃?dòng) 返回 26 圖5 4半交叉?zhèn)鲃?dòng) 返回 27 圖5 5角度傳動(dòng) 返回 28 圖5 6平帶常用的接頭方式 a 皮革平帶的膠合 b 帆布芯平帶的膠合 c 用皮條縫合 d 用腸弦縫合 e 鉸鏈帶扣 返回 29 圖5 7普通V帶的結(jié)構(gòu) a 線繩結(jié)構(gòu) b 簾布結(jié)構(gòu)1 伸張層 2 強(qiáng)力層 3 壓縮層 4 包布層 返回 30 圖5 8普通V帶的截面形狀 返回 31 表5 1普通V帶的截面尺寸 mm 返回 32 圖5 9V帶和帶輪的安裝 a 兩帶輪理想正確位置 b c 帶輪安裝實(shí)際位置的允許誤差角度范圍 返回 33 圖5 10V帶在輪槽中的位置 返回 34 圖5 11V帶的張緊程度 上一頁 下一頁 返回 35 圖5 12平帶傳動(dòng)的張緊輪裝置 1 張緊輪 2 平衡重錘 返回 36 圖5 13V帶傳動(dòng)的張緊輪裝置 返回 37 圖5 14帶的定期張緊裝置 a 水平傳動(dòng) b 垂直傳動(dòng)1 調(diào)整螺打 2 滑槽 3 固定軸 4 托架 5 調(diào)節(jié)螺母 返回 38 圖5 15帶的重力自動(dòng)張緊裝置 1 擺架 2 固定軸 返回 39 圖5 16鏈傳動(dòng) 1 從動(dòng)鏈輪 2 鏈條 3 主動(dòng)鏈輪 返回 40 圖5 17齒形鏈 a 內(nèi)導(dǎo)式 b 外導(dǎo)式1 內(nèi)導(dǎo)板 2 外導(dǎo)板 返回 41 表5 2傳動(dòng)用齒形鏈的鏈號(hào)和節(jié)距 mm 返回 42 圖5 18滾子鏈 1 內(nèi)鏈板 2 外鏈板 3 梢軸 4 套筒 5 滾子 返回 43 圖5 19多排 雙排 鏈 返回 44 圖5 20滾子鏈的連接形式 a 開口梢 b 彈性鎖片 c 過渡鏈節(jié) 上一頁 下一頁 返回 45 表5 3滾子鏈的主要尺寸和極限拉伸載荷 返回 46