第4章 带传动和链传动

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,4,章 带传动和链传动,带传动是利用张紧在带轮上的传动带与带轮的摩擦或啮合来传递运动和动力的。链传动属于具有中间挠性元件的啮合传动。链传动与摩擦带传动相比，链传动的传动比准确，传动效率稍高，能在恶劣环境下工作。,4.1,带传动,4.2,链传动,4.3 V,带传动的认识和使用,4,1,1,带传动类型、特点和应用,1,带传动的类型,带传动是由主动带轮、从动带轮和传动带所组成，分为摩擦带传动和啮合带传动两大类。按带横截面的形状，带传动可分为平带传动、,V,带传动、圆带传动和同步带传动等。其中平带传动、,V,带传动、圆带传动为摩擦带传动，同步带传动为啮合带传动。,4,1,1,带传动类型、特点和应用,2,带传动的特点和应用,（,1,）传动带有弹性，能缓冲、吸振，传动较平稳，噪音小；,（,2,）摩擦带传动在过载时带在带轮上的打滑，可防止损坏其他零件，起安全保护作用。但不能保证准确的传动比。,（,3,）结构简单，制造成本低，适用于两轴中心距较大的传动。,（,4,）传动效率低，外廓尺寸大，对轴和轴承压力大，寿命短，不适合高温易燃场合。,带传动广泛应用在工程机械、矿山机械、化工机械、交通机械等。带传动常用于中小功率的传动；摩擦带传动的工作速度一般在,5,25 m,s,之间，啮合带传动的工作速度可达,50m,s,；摩擦带传动的传动比一般不大于,7,，啮合带传动的传动比可达,10,。,4,1,2,平带传动,1,平带传动的形式及使用特点,平带的横截面为扁矩形，工作时，带的环形内表面与轮缘接触，结构简单，带轮易制造，成本较低，且平带较薄，挠曲性好，适于高速传动，又因平带的柔性较好，故又适于平行轴的交叉传动和相错轴的半交叉传动，其传动形式有三种，即：开口传动、交叉传动和半交叉传动。平带传动形式和有关参数计算如表所示。,传动简图,开口式,交叉式,半交叉式,小带轮包角,胶带几何长度,4,1,2,平带传动,通常使用的平带是橡胶帆布带，另外还有皮革带、棉布带等。平带的接头一般应用图示的几种方法。经胶合和缝合的接头，传动时冲击小，传动速度可以高一些。铰链带扣的接头传递的功率较大，但速度不能太高，否则会引起强烈的冲击和振动。当速度超过,30m,s,时，可采用轻而薄的高速传动带，通常是用涤纶纤维绳作强力层，外面用耐油橡胶粘合而成的无接头的环形带。,4,1,2,平带传动,2,平带传动的主要参数,（,1,）传动比,带轮的转速与其直径成反比，。通常平带传动采用的传动比为 ,5,。,（,2,）带轮的包角,(),，就是带与带轮接触面的弧长所对应的中心角。包角越小，接触面的弧就越短，接触面之间所产生的摩擦力总和也就越小。所以必须保证要有足够大的包角，一般要求包角,120,。由于大带轮的包角总比小带轮的包角大，所以只要验算小带轮的包角是否符合要求即可。,（,3,）平带的几何长度 平带的几何长度可按公式来计算，这样计算出的长度称为计算长度，在实际使用中，还必须考虑胶带装在带轮上的张紧量、悬垂量（中心距较大时）和胶带的接头量。,4,1,3 V,带传动,1.,普通,V,带,（,1,）,V,带的结构 普通,V,带是无接头的环形带，截面形状为等腰梯形，两侧面为工作面，夹角。,V,带分为帘布结构和线绳结构两种。,V,带由顶胶层,1,、抗拉层,2,、底胶层,3,和包布层,4,组成。顶胶层和底胶层均为橡胶；包布层由几层橡胶布组成，是带的保护层。帘布结构抗拉强度高，制造方便，一般场合采用帘布结构；而线绳结构比较柔软，适用于转速较高、带轮直径较小场合。,（,2,）,V,带的型号,V,带已标准化，按截面高度与节宽比值不同，,V,带又可分为普通,V,带、窄,V,带、半宽,V,带和宽,V,带等多种形式。普通,V,带按截面尺寸由小到大分别为,Y,、,Z,、,A,、,B,、,C,、,D,、,E,七种型号，其中,E,型截面积最大，其传递功率也最大，生产现场中使用最多的是,A,、,B,、,C,三种型号。,4,1,3 V,带传动,V,带绕在带轮上产生弯曲，顶胶层受拉伸长，底胶层受压缩短，其中必有一处既不受拉也不受压，周长不变。在,V,带中这种保持原长度不变的任一条周线称为节线,(,图,a),，由全部节线构成的面称为节面,(,图,b),，节面宽度称为节宽。,在,V,带轮上，与所配用,V,带节面处于同一位置的槽形轮廓宽度称为基准宽度。基准宽度处的带轮直径称为基准直径。,V,带在规定张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度。,V,带的型号和基准长度都压印在胶带的外表面上，以供识别和选用，例如“,B2500”,即表示,B,型,V,带，基准长度为,2500 mm,。,4,1,3 V,带传动,（,3,）,V,带的使用特点,V,带与平带传动一样，都是依靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的。但,V,带是利用带和带轮梯形槽面之间的摩擦力来传递动力的，所以传递能力比平带大，一般在相同条件下，可增大三倍。因此，在同样条件下，,V,带传动的结构较平带传动紧凑，故一般机械传动中广泛使用,V,带传动。但,V,带传动的效率低于平带传动，且价格较贵，寿命较短。,V,带传动多采用开口式，它的传动比、带轮包角、基准长度计算均与开口平带相同。,2,V,带带轮,（,1,）带轮材料 带轮常采用灰铸铁制造。当带轮圆周速度 时，常用,HT150,或,HT200,制造。转速较高时，用铸钢或轻合金，以减轻重量。低速转动 和小功率传动时，常采用木材和工程塑料。,（,2,）带轮结构,V,带轮通常由轮缘、轮辐和轮毂组成。带轮的外圈是轮缘，在轮缘上有梯形槽，与轴配合的部分称为轮毂，连接轮毂与轮缘的部分称为轮辐。带轮的结构形式有四种，分别为实心式、腹板式、孔板式和轮辐式结构。一般当 （为轴的直径）时，采用实心式；时，采用腹板式；时，采用孔板式；时，采用轮辐式。,4,1,3 V,带传动,V,带带轮结构,V,带轮的轮辐结构,（,3,）带轮直径系列 可从表,4.4,中选用。,表,4.4,V,带轮的最小基准直径,及基准直径系列（摘自,GB/T13575-1992,）,V,带轮槽型,Y,Z,A,B,C,D,E,20,50,75,125,200,355,500,基准直径系列,20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 71 75 80 85 90 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 265 280 315 355 375 400 425 450 475 500 530 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1600 2000 2500,表,V,带轮的最小基准直径及基准直径系列（摘自,GB/T13575-1992,）,4,1,3 V,带传动,（,4,）带轮的沟槽尺寸 胶带绕带轮时会弯曲，此时胶带节面外侧受拉伸长，其横向相应收缩；内侧受压缩短，其横向扩张，其结果将使,V,带的横截面变形，楔角比弯曲前的,40,标准值减小，为保证弯曲变形后的胶带两侧仍能与带轮贴合，应将轮槽角制成比,40,略小些。带轮直径越小，带弯曲变形越厉害，轮槽角应越小。,3.V,带传动的选用,对于,V,带传动的选用，主要是确定使用,V,带的型号、长度、根数，对于两带轮的基准直径，中心距等也都要选用恰当，使,V,带不产生过大的弯曲应力，速度、包角等在允许的范围内。,V,带传动的选用方法，一般可按以下几个步骤进行。,（,1,）确定计算功率,（,2,）确定型号，根据计算功率和主动轮转速，查带选型图。,4,1,3 V,带传动,（,3,）选用带轮基准直径 ，要符合基准直径系列及最小基准直径允许值要求。,（,4,）验算,V,带速度 （）,（,5,）初定中心距，初算基准长度,（,6,）按标准选取基准长度，计算实际中心距。,（,7,）验算小带轮包角,（,8,）确定,V,带根数,4,1,3 V,带传动,4,V,带传动的安装和维护,（,1,）选用的,V,带型号和长度不要搞错，以保证,V,带截面在轮槽中的正确位置。,V,带的外边缘应与带轮的轮缘取齐（新安装时可略高于轮缘）（图,a,）。使,V,带与轮槽的工作面充分接触。如果,V,带的外边缘高出轮缘太多（图,b,），则接触面积减小，会使传动能力降低，如果,V,带陷入轮缘太深（图,c,），则会使,V,带的底面与轮槽的底面接触，从而使,V,带的两工作侧面接触不良，,V,带与带轮之间的摩擦力丧失。,（,2,）安装带轮时，两带轮轴轴线应相互平行，主动轮和从动轮槽必须调整在同一平面内。,4,1,3 V,带传动,（,3,）,V,带的张紧程度调整适当，一般可根据经验来调整，如在中等中心距的情况下，,V,带的张紧程度，以大拇指能按下,15mm,左右为合适,.,（,4,）套装带时不得强行撬入，应先将中心距缩小，将带套在带轮轮槽上后，再慢慢调大中心距，使带张紧。,（,5,）对,V,带传动应定期检查有无松弛和断裂现象，以便及时张紧和更换,V,带；更换时必须使一组,V,带中的各根带的实际长度尽量相等，以使各根,V,带传动时受力均匀，所以要求成组更换。,（,6,）,V,带传动装置必须装安全防护罩，以防止绞伤人，也可防止油、酸、碱和其他杂物飞溅到,V,带上而对,V,带腐蚀和影响传动，另外使用防护罩还可防止,V,带在露天作业下的曝晒和灰尘，避免过早老化。,（,7,）带传动主要失效形式。靠摩擦工作的带传动，当传递的载荷超过带与带轮之间的最大摩擦力时，带传动将出现打滑，这是带传动的主要失效形式之一；另外因为带在传动中，带承受的是变应力。当应力超过极限值时，传动带的局部将出现帘布（或线绳）与橡胶脱离现象，即脱离，以至断裂，丧失传动能力，这种现象称疲劳损坏，它将引起带传动失效，严重的疲劳损坏可导致胶带断裂,。,4,1,4,带传动的张紧装置,带传动的张紧装置可采用调整中心距和使用张紧轮两种方法。,1.,调整中心距,一般利用调整螺钉来调整中心距。在水平传动（或接近水平）时，电动机装在滑槽上，利用调整螺钉调整中心距（图,a,）；图,b,所示为垂直传动。电动机可装在托架座上，利用调整螺钉来调整中心距；也可利用电动机自身的重量下垂，以达到自动张紧的目的（图,c,），这种方法多用在小功率的传动中。,4,1,4,带传动的张紧装置,2.,使用张紧轮,当中心距不能调整时可采用张紧轮装置。图,a,所示，为平带传动时采用的张紧轮装置，它是利用重锤使张紧轮张紧平带，平带传动时的张紧轮应安放在平带松边的外侧，并要靠近小带轮处，这样小带轮的包角得以增大，提高了平带的传动能力。图,b,所示，为,V,带传动时采用的张紧轮装置，对于,V,带传动的张紧轮，其位置应安放在,V,带松边的内侧，这样可使,V,带传动时只受到单方向的弯曲，同时张紧轮应尽量靠近大带轮的一边，这样可使小带轮的包角不至于过分减小。,4,1,5,同步带传动,同步带的工作面有齿，如图所示，带轮的轮缘表面有相应的齿，带与带轮依靠啮合进行传动。因为是啮合传动，带与带轮间没有相对滑动，故称同步带传动。,同步带通常以钢丝绳或玻璃纤维绳为抗拉体，氯丁橡胶或聚氨脂为基体。由于抗拉体受载后变形很小，仍能保持同步带周节不变，传动比恒定。此种带薄而轻，可用于较高速度，传动时线速度可达,50m/s,80m/s,，传动比可达,10,20,，传动效率高（可达,98%,）；缺点是带与带轮的制造工艺复杂，成本较高，安装精度要求较高。,同步带适合于中小功率、传动比要求精确的场合，如数控机床、绘图仪、录像机、打印机、放映机等精密机械。,4,2,链传动,链传动由主动链轮,1,、从动链轮,3,和传动链,2,组成。链传动靠链条与链轮轮齿的啮合来传递平行轴间的运动和动力。,4,2,1,链传动的传动比,链传动中，主动链轮的齿数为,z,1,，转速为,n,1,从动链轮的齿数为,z,2,，转速为,n,2,.,由于是啮合传动,在单位时间里两链轮转过的齿数应相等,即 ；并用 表示传