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1、機 械 基 礎(chǔ) 第 6章 其 他 常 用 機 構(gòu) 學 習 目 的 與 要 求主 要 內(nèi) 容 ： 本 章 主 要 介 紹 凸 輪 機 構(gòu) 、 棘 輪 機 構(gòu) 、 槽 輪 機 構(gòu) 、 不 完 全 齒輪 機 構(gòu) 和 螺 旋 機 構(gòu) 的 工 作 原 理 、 類 型 和 應(yīng) 用 。學 習 目 的 與 要 求 ： 了 解 凸 輪 機 構(gòu) 、 棘 輪 機 構(gòu) 、 槽 輪 機 構(gòu) 、 不 完 全 齒 輪機 構(gòu) 和 螺 旋 機 構(gòu) 的 工 作 原 理 、 結(jié) 構(gòu) 、 類 型 和 在 生 產(chǎn) 實 踐 中 的 應(yīng) 用 。在 機 械 中 ， 特 別 在 各 種 自 動 和 半 自 動 機 械 中 ， 除 了 前 面

2、討 論 過 的 平 面連 桿 機 構(gòu) 外 ， 還 經(jīng) 常 會 遇 到 諸 如 凸 輪 機 構(gòu) 、 棘 輪 機 構(gòu) 、 槽 輪 機 構(gòu) 、 不完 全 齒 輪 機 構(gòu) 、 螺 旋 機 構(gòu) 等 各 種 類 型 繁 多 、 功 能 各 異 的 機 構(gòu) 。 本 章 將著 重 介 紹 這 些 常 用 機 構(gòu) 的 工 作 原 理 、 類 型 特 點 及 應(yīng) 用 場 合 。 6.1凸 輪 機 構(gòu) 的 類 型 和 應(yīng) 用凸 輪 機 構(gòu) 運 動 簡 圖 如 圖 6-1所 示 ， 是 由 凸 輪 1、 從 動 件 2和 機 架 3組 成的 高 副 機 構(gòu) 。 凸 輪 機 構(gòu) 按 其 運 動 形 式 ， 分 為 平

3、面 凸 輪 機 構(gòu) 和 空 間 凸輪 機 構(gòu) 兩 種 。1.凸 輪 機 構(gòu) 的 應(yīng) 用 及 特 點凸 輪 機 構(gòu) 應(yīng) 用 廣 泛 ， 尤 其 在 機 器 的 控 制 機 構(gòu) 中 應(yīng) 用 更 廣 。 下 面 試 舉其 中 幾 例 。圖 6-2所 示 為 用 于 內(nèi) 燃 機 配 氣 的 凸 輪 機 構(gòu) 。 盤 形 凸 輪 1等 速 回 轉(zhuǎn) 時 ，由 于 其 輪 廓 向 徑 不 同 ， 迫 使 從 動 件 (氣 門 挺 桿 )上 、 下 移 動 ， 從 而 控制 氣 門 4的 啟 閉 ， 以 滿 足 配 氣 時 間 和 氣 門 挺 桿 運 動 規(guī) 律 的 要 求 。 圖 6-3所 示 為 繞 線 機

4、 的 引 線 機 構(gòu) 。 當 繞 線 軸 3快 速 轉(zhuǎn) 動 時 ， 通 過 蝸 桿傳 動 帶 動 盤 形 凸 輪 1緩 緩 轉(zhuǎn) 動 ， 通 過 尖 頂 A使 引 線 桿 (從 動 件 )2往 復 擺動 ， 從 而 使 線 均 勻 地 卷 繞 在 線 軸 上 。圖 6-4所 示 為 沖 床 的 自 動 截 料 機 構(gòu) 。 凸 輪 1(為 板 框 形 結(jié) 構(gòu) )沿 著 導 軌(機 架 )2上 、 下 移 動 ， 其 上 的 溝 槽 經(jīng) 滾 子 3帶 動 截 料 刀 (從 動 件 )4左 、右 移 動 ， 從 而 完 成 截 料 和 退 刀 的 動 作 。 圖 6-5所 示 為 機 床 自 動 進

5、給 機 構(gòu) 。 圓 柱 凸 輪 1等 速 轉(zhuǎn) 動 時 ， 其 上 的 溝槽 經(jīng) 滾 子 迫 使 扇 形 齒 輪 (從 動 件 )2按 一 定 的 運 動 規(guī) 律 往 復 擺 動 ， 通過 齒 輪 齒 條 機 構(gòu) ， 控 制 刀 架 3左 、 右 移 動 ， 從 而 完 成 進 刀 、 退 刀 和停 歇 的 動 作 。 該 凸 輪 機 構(gòu) 的 運 動 不 是 在 同 一 平 面 內(nèi) 完 成 的 ， 所 以 它屬 于 空 間 凸 輪 機 構(gòu) 。圖 6-6所 示 為 自 動 車 床 中 的 凸 輪 組 ， 它 由 兩 個 凸 輪 機 構(gòu) 組 成 ， 用 以控 制 前 、 后 刀 架 的 進 、 退

6、和 停 歇 動 作 ， 從 而 實 現(xiàn) 自 動 車 削 的 目 的 。 由 以 上 分 析 可 見 ， 凸 輪 機 構(gòu) 將 凸 輪 的 轉(zhuǎn) 動 (或 移 動 )變 換 成 從 動 件 的 移動 或 擺 動 ， 并 在 其 運 動 轉(zhuǎn) 換 中 ， 實 現(xiàn) 從 動 件 不 同 的 運 動 規(guī) 律 ， 完 成 力的 傳 遞 。與 平 面 連 桿 機 構(gòu) 相 比 ， 凸 輪 機 構(gòu) 的 特 點 是 ： 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 緊 湊 ， 工 作 可靠 ， 容 易 設(shè) 計 ， 因 而 在 自 動 和 半 自 動 機 械 中 得 到 了 廣 泛 的 應(yīng) 用 ； 但 是 ，由 于 從 動 件 與 凸 輪 間 為

7、 高 副 接 觸 ， 易 磨 損 ， 因 而 凸 輪 機 構(gòu) 只 宜 用 于 傳力 不 大 的 場 合 。2.凸 輪 機 構(gòu) 的 類 型凸 輪 機 構(gòu) 的 類 型 很 多 ， 可 按 如 下 方 法 分 類 ：1)按 凸 輪 形 狀 ， 分 為 盤 形 凸 輪 (圖 6-2、 圖 6-3、 圖 6-6)、 移 動 凸 輪 (圖 6-4)和 圓 柱 凸 輪 機 構(gòu) (圖 6-5)。 2)按 從 動 件 端 部 形 狀 ， 分 為 尖 端 從 動 件 (圖 6-3)、 滾 子 從 動 件 (圖 6-4、圖 6-5、 圖 6-6)和 平 底 從 動 件 (圖 6-2)三 種 凸 輪 機 構(gòu) 。 其

8、中 ， 尖 端 從 動件 與 凸 輪 輪 廓 是 點 接 觸 條 件 下 的 滑 動 摩 擦 ， 阻 力 大 、 磨 損 快 ， 多 用 于儀 器 儀 表 中 受 力 不 大 的 低 速 凸 輪 控 制 機 構(gòu) 中 ； 滾 子 從 動 件 與 凸 輪 輪 廓是 線 接 觸 條 件 下 的 滾 動 摩 擦 ， 阻 力 小 ， 故 在 機 械 中 應(yīng) 用 廣 泛 ； 平 底 從動 件 與 凸 輪 接 觸 處 易 形 成 油 膜 ， 有 利 于 潤 滑 ， 且 傳 力 性 能 好 、 效 率 高 ，故 常 用 于 轉(zhuǎn) 速 較 高 的 凸 輪 機 構(gòu) 中 。3)按 從 動 件 的 運 動 方 式 ，

9、分 為 直 動 從 動 件 (圖 6-2、 圖 6-4)和 擺 動 從 動件 (圖 6-3、 圖 6-6)兩 種 凸 輪 機 構(gòu) 。 4)按 從 動 件 與 凸 輪 保 持 接 觸 的 方 式 ， 分 為 力 鎖 合 和 形 鎖 合 兩 種 凸 輪 機 構(gòu) 。 力 鎖 合 是 靠重 力 、 彈 簧 力 或 其 他 外 力 ， 使 從 動 件 與 凸 輪 保 持 接 觸 (圖 6-2、 圖 6-3)。 這 種 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、易 制 造 ， 因 而 被 廣 泛 采 用 ； 形 鎖 合 是 依 靠 凸 輪 上 的 溝 槽 等 特 殊 結(jié) 構(gòu) 形 式 ， 使 從 動 件 與凸 輪 保 持 接 觸

10、(圖 6-4、 圖 6-5)， 它 避 免 了 使 用 彈 簧 產(chǎn) 生 的 附 加 力 ， 但 結(jié) 構(gòu) 與 設(shè) 計 較 復雜 。 3.凸 輪 的 結(jié) 構(gòu) 與 材 料凸 輪 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 及 與 軸 的 固 定 方 式 有 整 體 式 (圖 6-7)、 鍵 聯(lián) 接 式 (圖 6-8)、 銷 聯(lián) 接 式 (圖 6-9)、 彈 性 開 口 錐 套 螺 母 聯(lián) 接 式 (圖 6-10， 多 用 于 凸輪 與 軸 的 角 度 需 要 經(jīng) 常 調(diào) 整 的 場 合 )等 。 圖 6-7 凸 輪 軸 圖 6-8 用 平 鍵 聯(lián) 接 圖 6-9 用 圓 錐 銷 聯(lián) 接 圖 6-10 用 彈 性 錐 套 和

11、 螺 母 聯(lián) 接 凸 輪 的 材 料 應(yīng) 具 有 較 高 的 強 度 和 耐 磨 性 ， 載 荷 不 大 、 低 速 時 可 選 用HT250、 HT300、 QT800 2、 QT900 2等 作 為 凸 輪 的 材 料 ， 輪 廓 表 面需 經(jīng) 熱 處 理 ， 以 提 高 其 耐 磨 性 ； 中 速 、 中 載 的 凸 輪 常 用 45鋼 、 40Cr、20Cr、 20CrMn等 材 料 ， 并 經(jīng) 表 面 淬 火 ， 使 硬 度 達 55 60HRC;高 速 、重 載 凸 輪 可 用 40Cr， 表 面 淬 火 至 56 60HRC， 或 用 38CrMoAl， 經(jīng) 滲氮 處 理 至 6

12、0 67HRC。 6.2棘 輪 機 構(gòu) 的 工 作 原 理 、 類 型 和 應(yīng) 用齒 式 棘 輪 機 構(gòu) 是 利 用 棘 爪 與 棘 輪 上 棘 齒 的 嚙 合 與 分 離 ， 實 現(xiàn) 周 期 性間 歇 運 動 的 機 構(gòu) ， 如 圖 6-11和 圖 6-12所 示 為 其 典 型 結(jié) 構(gòu) 及 其 簡 圖 。棘 輪 機 構(gòu) 由 棘 輪 、 棘 爪 、 搖 桿 及 機 架 等 組 成 (圖 6-11)。 主 動 件 棘 爪2鉸 接 在 連 桿 機 構(gòu) 的 搖 桿 4上 ， 當 搖 桿 順 時 針 擺 動 時 ， 棘 爪 推 動 棘 輪1轉(zhuǎn) 過 一 定 的 角 度 ； 當 搖 桿 逆 時 針 擺

13、動 時 ， 棘 爪 在 棘 齒 背 上 滑 過 ，此 時 棘 輪 停 歇 不 動 。 因 此 ， 在 搖 桿 作 往 復 擺 動 時 ， 棘 輪 作 單 向 時 動時 停 的 間 歇 運 動 。 圖 中 5是 防 止 棘 輪 反 轉(zhuǎn) 的 止 退 棘 爪 ， 扭 簧 3的 作 用是 將 棘 爪 貼 緊 在 棘 輪 上 。 圖 6-12 內(nèi) 嚙 合 棘 輪 機 構(gòu) 棘 輪 機 構(gòu) 有 外 嚙 合 (圖 6-11)和 內(nèi) 嚙 合 (圖 6-12)兩 種 形 式 。棘 輪 的 輪 齒 形 狀 有 鋸 齒 形 (圖 6-11、 圖 6-12)和 矩 形 (圖 6-13)兩 種 。作 單 向 間 歇 運

14、動 的 棘 輪 用 鋸 齒 形 齒 ， 可 換 向 的 棘 輪 用 矩 形 齒 。 圖 6-13所 示 為 牛 頭 刨 床 工 作 臺 橫 向 進 給 機 構(gòu) 中 的 棘 輪 機 構(gòu) ， 它 是 利 用 將 棘爪 1提 起 并 轉(zhuǎn) 動 180 后 放 下 ， 使 棘 輪 作 反 向 間 歇 運 動 來 實 現(xiàn) 工 作 臺的 往 復 移 動 ； 采 用 如 圖 6-14所 示 設(shè) 有 對 稱 爪 端 的 棘 爪 1， 將 其 翻 轉(zhuǎn) 至雙 點 畫 線 位 置 ， 也 可 用 來 實 現(xiàn) 反 向 的 間 歇 運 動 。在 單 向 間 歇 轉(zhuǎn) 動 的 棘 輪 機 構(gòu) 中 ， 如 采 用 如 圖 6-

15、15所 示 在 搖 桿 1上 安 裝兩 個 棘 爪 3的 辦 法 ， 可 提 高 棘 輪 2運 動 的 次 數(shù) 和 縮 短 停 歇 的 時 間 ， 所以 又 稱 作 快 動 棘 輪 機 構(gòu) 。 棘 輪 機 構(gòu) 中 棘 輪 轉(zhuǎn) 角 的 大 小 可 以 進 行 有 級 調(diào) 節(jié) 。 常 用 的 調(diào) 節(jié) 方 法有 ： 靠 改 變 搖 桿 擺 角 的 大 小 和 用 覆 蓋 罩 遮 住 搖 桿 行 程 內(nèi) 的 部 分 棘齒 兩 種 。 圖 6-16所 示 為 通 過 改 變 曲 柄 長 度 來 改 變 搖 桿 擺 角 大 小 的例 子 。 圖 6-17所 示 是 利 用 覆 蓋 罩 遮 擋 部 分 棘

16、齒 ， 實 現(xiàn) 調(diào) 節(jié) 棘 輪 轉(zhuǎn)角 大 小 的 實 例 。 設(shè) 計 時 可 根 據(jù) 情 況 參 照 選 用 。 圖 6-16 改 變 曲 柄 長 度 調(diào) 節(jié) 棘 輪 轉(zhuǎn) 角 圖 6-17 用 覆 蓋 罩 調(diào) 節(jié) 棘 輪 機 構(gòu) 棘 輪 機 構(gòu) 在 機 械 中 應(yīng) 用 較 廣 ， 常 用 來 實 現(xiàn) 送 進 、 輸 送 、 制 動 和 超越 等 工 作 要 求 。1.送 進 和 輸 送如 圖 6-18所 示 的 牛 頭 刨 床 工 作 臺 的 橫 向 進 給 機 構(gòu) ， 就 是 利 用 棘 輪機 構(gòu) 實 現(xiàn) 正 反 間 歇 轉(zhuǎn) 動 的 特 點 ， 然 后 通 過 絲 杠 、 螺 母 帶 動 工

17、 作 臺 7作 橫 向 間 歇 送 進 運 動 的 。圖 6-19所 示 為 鑄 造 車 間 的 澆 鑄 自 動 線 步 進 裝 置 。 它 也 是 利 用 棘 輪機 構(gòu) 的 間 歇 運 動 特 性 ， 實 現(xiàn) 澆 鑄 (停 止 )和 輸 送 (運 動 )兩 個 工 作 要求 的 。 這 里 的 棘 爪 是 利 用 液 壓 缸 的 活 塞 桿 來 推 動 的 。 圖 6-19 澆 鑄 自 動 線 步 進 裝 置 圖 6-20所 示 為 起 重 設(shè) 備 安 全 裝 置 中 的 棘 輪 機 構(gòu) 。 起 吊 重 物 時 ， 如 果 機械 發(fā) 生 故 障 ， 重 物 將 有 自 動 下 落 的 危 險

18、 ， 此 時 ， 棘 輪 2被 止 回 棘 爪 3及時 止 動 ， 以 保 證 安 全 。 3.超 越自 行 車 后 輪 上 的 “ 飛 輪 ” 即 為 如 圖 6-12所 示 的 內(nèi) 嚙 合 棘 輪 機 構(gòu) ， 當 腳蹬 踏 板 時 ， 經(jīng) 鏈 輪 1和 鏈 條 2帶 動 內(nèi) 齒 圈 具 有 棘 齒 的 鏈 輪 3逆 時 針 轉(zhuǎn) 動 ，再 通 過 棘 爪 4的 作 用 ， 使 輪 轂 5(和 后 車 輪 為 一 體 )逆 時 針 轉(zhuǎn) 動 ， 從 而 驅(qū)使 自 行 車 前 進 。 當 自 行 車 后 輪 的 轉(zhuǎn) 速 超 過 鏈 輪 3的 轉(zhuǎn) 速 (或 自 行 車 前 進而 踏 板 不 動 )時

19、 ， 輪 轂 5便 會 超 越 鏈 輪 3而 轉(zhuǎn) 動 ， 讓 棘 爪 4在 棘 輪 齒 背 上滑 過 ， 從 而 實 現(xiàn) 了 從 動 件 相 對 于 主 動 件 的 超 越 運 動 ， 這 種 特 性 稱 為 超越 。 內(nèi) 嚙 合 棘 輪 機 構(gòu) 是 一 種 典 型 的 超 越 機 構(gòu) 。 超 越 機 構(gòu) 在 機 床 和 其 他一 些 機 械 設(shè) 備 中 有 著 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 6.3槽 輪 機 構(gòu) 的 工 作 原 理 、 類 型 和 應(yīng) 用槽 輪 機 構(gòu) 由 帶 圓 銷 的 撥 盤 1、 具 有 徑 向 槽 的 槽 輪 2和 機 架 組 成 (圖 6-21a)，圖 6-21b所 示

20、為 其 簡 圖 。 撥 盤 1為 原 動 件 ， 作 勻 速 轉(zhuǎn) 動 。 在 圓 銷 未 進 入徑 向 槽 時 ， 撥 盤 的 凸 圓 弧 轉(zhuǎn) 入 槽 輪 的 凹 弧 ， 槽 輪 因 受 凹 凸 兩 弧 鎖 合 ，故 靜 止 不 動 ； 當 撥 盤 上 的 凸 弧 端 點 A剛 好 處 于 槽 輪 凹 弧 的 中 點 時 ， 凹 凸兩 弧 的 鎖 止 作 用 終 止 ， 而 圓 銷 恰 好 進 入 徑 向 槽 驅(qū) 動 槽 輪 轉(zhuǎn) 動 ； 當 圓 銷開 始 脫 離 徑 向 槽 時 ， 撥 盤 上 的 凸 弧 又 開 始 將 槽 輪 鎖 住 ， 槽 輪 又 靜 止 不動 。 當 撥 盤 1繼 續(xù)

21、轉(zhuǎn) 動 時 ， 上 述 過 程 重 復 出 現(xiàn) ， 從 而 實 現(xiàn) 了 在 撥 盤 連 續(xù)轉(zhuǎn) 動 的 情 況 下 ， 槽 輪 間 歇 轉(zhuǎn) 動 的 目 的 。 圖 6-23 雙 圓 銷 槽 輪 機 構(gòu) 6.4不 完 全 齒 輪 機 構(gòu) 的 工 作 原 理 和 應(yīng) 用不 完 全 齒 輪 機 構(gòu) 是 由 漸 開 線 齒 輪 機 構(gòu) 演 變 而 成 的 一 種 間 歇 運 動 機 構(gòu) ，如 圖 6-26所 示 ， 在 主 動 輪 1上 只 制 出 一 個 或 數(shù) 個 齒 ， 并 根 據(jù) 運 動 時 間 與停 歇 時 間 的 要 求 ， 在 從 動 輪 上 制 出 與 主 動 輪 齒 相 嚙 合 的 齒

22、 間 。 在 從 動輪 停 歇 期 內(nèi) ， 兩 輪 輪 緣 上 的 鎖 止 弧 互 相 鎖 住 ， 防 止 從 動 輪 游 動 ， 起 定 位 作用 。 如 圖 6-26a所 示 的 不 完 全 齒 輪 機 構(gòu) 中 ， 主 動 輪 1上 只 有 一 個 齒 ， 從 動 輪 2上 有 八 個 齒間 ， 故 主 動 輪 每 轉(zhuǎn) 一 周 ， 從 動 輪 只 轉(zhuǎn) 1/8周 。 如 圖 6-26b所 示 的 主 動 輪 1上 有 四 個 齒 ， 從動 輪 2的 圓 周 上 有 四 個 運 動 段 和 四 個 停 歇 段 ， 而 每 個 運 動 段 有 四 個 齒 間 與 主 動 輪 輪 齒 相嚙 合 ，

23、 主 動 輪 轉(zhuǎn) 一 周 ， 從 動 輪 轉(zhuǎn) 1/4周 ， 從 而 實 現(xiàn) 當 主 動 輪 連 續(xù) 轉(zhuǎn) 動 時 ， 從 動 輪 作 轉(zhuǎn) 向相 反 的 間 歇 轉(zhuǎn) 動 。 如 圖 6-26c所 示 為 不 完 全 齒 輪 機 構(gòu) 的 簡 圖 。 不 完 全 齒 輪 機 構(gòu) 的 特 點 是 ： 工 作 可 靠 、 傳 遞 的 力 大 ， 而 且 從 動 輪停 歇 的 次 數(shù) 、 每 次 停 歇 的 時 間 及 每 次 轉(zhuǎn) 過 的 角 度 ， 其 變 化 范 圍 都比 槽 輪 機 構(gòu) 大 得 多 ， 只 要 適 當 設(shè) 計 均 可 實 現(xiàn) ； 但 是 不 完 全 齒 輪 機構(gòu) 加 工 工 藝 較 復

24、 雜 ， 從 動 輪 在 運 動 開 始 和 終 了 時 有 較 大 的 沖 擊 。不 完 全 齒 輪 機 構(gòu) 一 般 用 于 低 速 、 輕 載 的 場 合 ， 如 在 自 動 機 械 和 半自 動 機 械 中 ， 用 作 工 作 臺 的 間 歇 轉(zhuǎn) 位 機 構(gòu) 、 間 歇 進 給 機 構(gòu) 以 及 計數(shù) 裝 置 中 。 6.5螺 旋 機 構(gòu) 的 工 作 原 理 、 類 型 和 應(yīng) 用由 螺 桿 、 螺 母 和 機 架 組 成 ， 能 實 現(xiàn) 回 轉(zhuǎn) 運 動 與 直 線 運 動 變 換 和 力 傳遞 的 機 構(gòu) ， 稱 為 螺 旋 機 構(gòu) 。 螺 旋 機 構(gòu) 按 螺 旋 副 中 的 摩 擦 性

25、 質(zhì) ， 可 分為 滑 動 螺 旋 機 構(gòu) 和 滾 動 螺 旋 機 構(gòu) 兩 種 類 型 ； 按 用 途 又 可 分 為 傳 力 螺旋 、 傳 導 螺 旋 和 調(diào) 整 螺 旋 等 形 式 。螺 旋 機 構(gòu) 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 工 作 連 續(xù) 、 平 穩(wěn) ， 承 載 能 力 大 ， 傳 動 精 度高 ， 易 于 自 鎖 等 優(yōu) 點 ， 故 在 機 械 中 有 著 廣 泛 的 應(yīng) 用 ； 其 缺 點 是 磨 損大 ， 效 率 低 ， 近 年 來 由 于 滾 珠 螺 旋 的 應(yīng) 用 ， 使 磨 損 和 效 率 問 題 得 到了 很 大 程 度 的 改 善 。1.螺 紋 的 類 型 和 參 數(shù)如

26、 圖 6-27所 示 ， 將 底 邊 長 等 于 d2的 直 角 三 角 形 繞 在 一 直 徑 為 d2的圓 柱 體 上 ， 并 使 其 底 邊 與 圓 柱 體 重 合 ， 則 其 斜 邊 ac在 圓 柱 體 表 面 形成 空 間 曲 線 ， 這 條 曲 線 稱 為 螺 旋 線 。 根 據(jù) 螺 旋 線 的 旋 行 方 向 ， 可 分 為 右 旋 和 左 旋 兩 種 ， 其 中 常 用 的 是 右旋 。 螺 紋 旋 向 的 判 別 方 法 ： 將 螺 桿 直 豎 ， 若 螺 旋 線 右 高 左 低 (向 右 上升 )為 右 旋 (圖 6-27)； 反 之 則 為 左 旋 。 根 據(jù) 螺 旋 線

27、 的 線 數(shù) ， 可 分 為 單線 、 雙 線 和 多 線 (圖 6-28)； 此 外 ， 螺 紋 還 有 內(nèi) 螺 紋 和 外 螺 紋 之 分 。 圖 6-27 螺 紋 的 形 成 圖 螺 紋 的 主 要 參 數(shù) 如 圖 6-29所 示 。圖 6-29螺 紋 的 主 要 參 數(shù)(1)大 徑 d螺 紋 最 大 的 直 徑 ， 此 直 徑 在 標 準 中 規(guī) 定 為 公 稱 直 徑 。(2)小 徑 d1螺 紋 的 最 小 直 徑 ， 強 度 計 算 時 常 為 危 險 截 面 直 徑 。(3)中 徑 d2螺 紋 的 軸 向 剖 面 內(nèi) ， 螺 紋 的 牙 厚 和 牙 間 寬 度 相 等 的 假 想

28、圓 柱 的 直 徑 。(4)螺 距 P相 鄰 兩 牙 在 中 徑 線 上 對 應(yīng) 點 之 間 的 軸 向 距 離 。 不 同 公 稱直 徑 的 螺 紋 在 標 準 中 規(guī) 定 了 相 應(yīng) 的 螺 距 。(5)導 程 l同 一 條 螺 旋 線 上 相 鄰 兩 牙 在 中 徑 線 上 同 一 條 螺 旋 線 上 相 鄰 兩 牙 在 中 徑 線 上 對 應(yīng) 點 之 間 的 軸 向 距 離 稱 為 導程 。 導 程 與 螺 距 的 關(guān) 系 為 ： l=nP， 式 中 的 n為 螺 旋 線 數(shù) 。(6)螺 紋 升 角 在 中 徑 d2圓 柱 上 ， 螺 旋 線 切 線 方 向 與 垂 直 于 螺 紋 軸

29、線 的 平 面 所 夾 的 銳 角 稱 為 升 角 ， 其 值 為ld2=arctannPd2(6-1)(7)牙 型 角 螺 紋 軸 線 平 面 內(nèi) 兩 側(cè) 邊 所 夾 之 銳 角 (圖 6-29)。 常 用 的 螺紋 牙 型 有 三 角 形 、 矩 形 、 梯 形 和 鋸 齒 形 等 ， 分 別 對 應(yīng) 不 同 的 牙 型 角(圖 6-30)。 圖 6-29 螺 紋 的 主 要 參 數(shù) 2.滑 動 螺 旋 機 構(gòu)螺 旋 副 內(nèi) 為 滑 動 摩 擦 的 螺 旋 機 構(gòu) ， 稱 為 滑 動 螺 旋 機 構(gòu) 。 滑 動 螺 旋 機 構(gòu)所 用 的 螺 紋 為 傳 動 性 能 好 、 效 率 高 的

30、矩 形 螺 紋 、 梯 形 螺 紋 和 鋸 齒 形 螺紋 。 按 螺 桿 上 螺 旋 副 的 數(shù) 目 ， 滑 動 螺 旋 機 構(gòu) 可 分 為 單 螺 旋 機 構(gòu) 和 雙 螺旋 機 構(gòu) 兩 種 類 型 。 (1)單 螺 旋 機 構(gòu) 根 據(jù) 機 構(gòu) 的 組 成 情 況 及 運 動 方 式 ， 單 螺 旋 機 構(gòu) 又 分 為以 下 兩 種 形 式 ：1)由 機 架 螺 母 1、 螺 桿 2組 成 的 單 螺 旋 機 構(gòu) ， 其 螺 母 與 機 架 固 聯(lián) 在 一起 ， 螺 桿 回 轉(zhuǎn) 并 作 直 線 運 動 ， 如 螺 旋 千 斤 頂 (圖 6-31)、 螺 旋 式 壓 力機 (圖 6-32)， 都

31、 是 這 種 單 螺 旋 機 構(gòu) 的 應(yīng) 用 實 例 。 它 們 主 要 用 于 傳 遞動 力 ， 所 以 又 稱 這 種 單 螺 旋 機 構(gòu) 為 傳 力 螺 旋 機 構(gòu) 。 這 種 傳 力 螺 旋 機構(gòu) 一 般 要 求 有 較 高 的 強 度 和 自 鎖 性 能 。 2)由 機 架 3、 螺 母 1、 螺 桿 2組 成 的 單 螺 旋 機 構(gòu) ， 其 螺 桿 相 對 機 架 作轉(zhuǎn) 動 ， 螺 母 相 對 機 架 作 移 動 ， 螺 桿 、 螺 母 間 作 相 對 轉(zhuǎn) 動 和 移 動 ， 如車 床 的 絲 杠 進 給 機 構(gòu) (圖 6-33)、 搖 臂 鉆 床 中 搖 臂 的 升 降 機 構(gòu)

32、、 牛 頭刨 床 工 作 臺 的 升 降 機 構(gòu) 等 ， 都 是 這 種 單 螺 旋 機 構(gòu) 的 實 際 應(yīng) 用 。 這 種螺 旋 機 構(gòu) 主 要 用 于 傳 遞 運 動 ， 故 又 稱 為 傳 導 螺 旋 。 對 于 這 種 螺 旋 機構(gòu) ， 要 求 其 有 較 高 的 精 度 和 傳 動 效 率 。 它 常 采 用 多 線 螺 旋 來 提 高 效率 。 螺 母 移 動 距 離 可 按 下 式 計 算L=nPz (6-2)式 中 L螺 母 移 動 距 離 ， 單 位 為 mm；n螺 旋 線 數(shù) ；P螺 紋 的 螺 距 ， 單 位 為 mm;z螺 桿 轉(zhuǎn) 動 的 圈 數(shù) 。 (2)雙 螺 旋

33、機 構(gòu)螺 桿 3上 有 不 同 螺 距 P1、 P2的 螺 紋 ， 分 別 與 螺 母 1、 2組 成 兩 個 螺 旋 副 ，稱 之 為 雙 螺 旋 機 構(gòu) (圖 6-34)。 機 構(gòu) 中 ， 螺 母 2兼 作 機 架 ， 螺 桿 3轉(zhuǎn) 動 時 ，一 方 面 相 對 螺 母 2(機 架 )移 動 ， 同 時 又 使 不 能 回 轉(zhuǎn) 的 螺 母 1相 對 螺 桿 3移 動 。 按 雙 螺 旋 機 構(gòu) 中 兩 螺 旋 副 的 旋 向 不 同 ， 可 分 為 差 動 螺 旋 機 構(gòu) 和復 式 螺 旋 機 構(gòu) ， 常 用 于 微 調(diào) 裝 置 和 機 床 上 的 夾 緊 裝 置 ， 如 圖 6-34、

34、圖 6-35所 示 。 從 以 上 螺 旋 機 構(gòu) 的 應(yīng) 用 可 以 看 出 ， 螺 旋 機 構(gòu) 的 特 點 是 ： 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、傳 動 平 穩(wěn) 無 噪 聲 ； 根 據(jù) 需 要 可 以 設(shè) 計 成 具 有 自 鎖 性 能 的 傳 力 機 構(gòu)(如 螺 旋 千 斤 頂 )； 當 對 主 動 件 螺 桿 施 加 一 個 不 大 的 轉(zhuǎn) 矩 時 ， 即 可在 托 杯 上 (螺 桿 軸 線 方 向 )獲 得 一 個 很 大 的 推 力 。 因 此 ， 它 在 各 種機 械 中 獲 得 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 但 是 ， 滑 動 螺 旋 機 構(gòu) 的 磨 損 大 、 效 率 低 ，尤 其 在 具 有

35、 自 鎖 性 能 時 ， 其 效 率 低 于 50%， 因 此 螺 旋 機 構(gòu) 不 能 用 來傳 遞 很 大 的 功 率 。 3.滾 動 螺 旋若 將 螺 旋 副 的 內(nèi) 、 外 螺 紋 改 成 內(nèi) 、 外 螺 旋 狀 的 滾 道 ， 并 在 其 間 放 入鋼 球 ， 便 是 滾 動 螺 旋 機 構(gòu) ， 如 圖 6-36所 示 。 因 為 滾 動 摩 擦 代 替 了 滑動 摩 擦 ， 所 以 大 大 減 小 了 摩 擦 阻 力 ， 改 善 了 螺 旋 傳 動 條 件 ， 克 服 了滑 動 螺 旋 磨 損 嚴 重 、 效 率 低 的 缺 點 。 它 的 優(yōu) 點 是 起 動 轉(zhuǎn) 矩 小 ， 傳 動

36、平 穩(wěn) 、 輕 便 ， 效 率 高 (90 以 上 )； 缺 點 是 結(jié) 構(gòu) 復 雜 ， 制 造 困 難 ， 且不 能 自 鎖 ， 抗 沖 擊 能 力 也 差 。 目 前 在 數(shù) 控 機 床 的 進 給 機 構(gòu) 、 汽 車 的轉(zhuǎn) 向 機 構(gòu) 、 飛 機 機 翼 及 機 輪 起 落 架 的 控 制 機 構(gòu) 中 ， 都 應(yīng) 用 了 滾 動 螺旋 機 構(gòu) 。滾 動 螺 旋 機 構(gòu) 雖 然 制 造 困 難 ， 但 我 國 已 有 廠 家 專 門 生 產(chǎn) ， 并 形 成 了系 列 產(chǎn) 品 。 第 7章 帶 傳 動 與 鏈 傳 動 教 學 目 的 與 要 求主 要 內(nèi) 容 ： 本 章 主 要 介 紹 帶

37、傳 動 與 鏈 傳 動 類 型 、 工 作 原 理 、 特 點 及 應(yīng)用 ， 帶 傳 動 、 鏈 傳 動 的 失 效 分 析 。學 習 目 的 與 要 求 ： 了 解 帶 傳 動 與 鏈 傳 動 類 型 、 工 作 原 理 、 特 點 及 應(yīng) 用 ，了 解 V帶 的 標 記 及 V帶 輪 的 結(jié) 構(gòu) ， 了 解 帶 傳 動 與 鏈 傳 動 的 失 效 分 析 ； 了解 帶 傳 動 與 鏈 傳 動 的 安 裝 與 維 護 常 識 。7.1概 述 7.1.1帶 傳 動 的 工 作 原 理 、 類 型 及 特 點 帶 傳 動 是 一 種 應(yīng) 用 很 廣的 機 械 傳 動 ， 一 般 由 主 動 帶

38、輪 1、 從 動 帶 輪 2和 緊 套 在 兩 帶 輪 上 的 傳 動帶 3組 成 (圖 7-1a)。 帶 傳 動 有 摩 擦 式 和 嚙 合 式 兩 種 。 摩 擦 式 帶 傳 動 是 依靠 緊 套 在 帶 輪 上 的 傳 動 帶 與 帶 輪 接 觸 面 間 產(chǎn) 生 的 摩 擦 力 來 傳 遞 運 動 和動 力 的 ， 應(yīng) 用 最 為 廣 泛 。摩 擦 式 帶 傳 動 按 帶 的 截 面 形 狀 ， 又 可 分 為 平 帶 、 V帶 、 多 楔 帶 、 圓 帶 傳 動 等 類 型 (圖 7-1b、 c、 d、 e)。 嚙 合 式 帶 傳 動 是 靠 傳 動 帶 與 帶 輪 上 齒 的 嚙 合

39、 來 傳 遞 運 動 和 動 力 的 。 比較 典 型 的 是 如 圖 7-2所 示 的 同 步 帶 傳 動 ， 它 除 保 持 了 摩 擦 帶 傳 動 的 優(yōu) 點 外 ， 還 具 有傳 遞 功 率 大 ， 傳 動 比 準 確 等 優(yōu) 點 ， 故 多 用 于 要 求 傳 動 平 穩(wěn) 、 傳 動 精 度 較 高 的 場 合 。 錄音 機 、 電 子 計 算 機 、 數(shù) 控 機 床 、 紡 織 機 械 等 ， 都 應(yīng) 用 了 同 步 帶 傳 動 。 本 章 主 要 討 論 摩擦 式 帶 傳 動 的 問 題 。 帶 傳 動 的 特 點 是 ：1)帶 是 撓 性 體 ， 富 有 彈 性 ， 故 可 緩

40、 沖 、 吸 振 ， 因 而 工 作 平 穩(wěn) 、 噪 聲 小 。2)過 載 時 ， 傳 動 帶 會 在 小 帶 輪 上 打 滑 ， 可 防 止 其 他 零 件 的 損 壞 ， 起 到過 載 保 護 作 用 。3)結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 成 本 低 廉 ， 制 造 、 安 裝 、 維 護 方 便 ， 適 用 于 較 大 中 心 距的 場 合 。4)傳 動 比 不 夠 準 確 ， 外 廓 尺 寸 大 ， 傳 動 效 率 較 低 ， 不 適 用 于 有 易 燃 、易 爆 氣 體 的 場 合 中 。因 此 ， 帶 傳 動 多 用 于 機 械 中 要 求 傳 動 平 穩(wěn) 、 傳 動 比 要 求 不 嚴 格

41、、 中 心 距 較 大 的 高 速 級傳 動 。 一 般 帶 速 v 5 25m/s， 傳 動 比 i5， 傳 遞 功 率 P50kW， 效 率 0.92 0.97。 平 帶 以 內(nèi) 周 為 工 作 面 ， 主 要 用 于 兩 軸 平 行 、 轉(zhuǎn) 向 相 同 的 較 遠 距 離 的 傳動 。 V帶 以 兩 側(cè) 面 為 工 作 面 ， 根 據(jù) 楔 形 面 的 受 力 分 析 可 知 ， 在 相 同 壓 緊力 和 相 同 摩 擦 因 數(shù) 的 條 件 下 ， V帶 產(chǎn) 生 的 摩 擦 力 要 比 平 帶 約 大 3倍 ， 所以 V帶 傳 動 能 力 強 ， 結(jié) 構(gòu) 更 緊 湊 ， 在 機 械 傳 動

42、 中 應(yīng) 用 最 廣 泛 。多 楔 帶 相 當 于 平 帶 與 幾 根 V帶 的 組 合 ， 兼 有 兩 者 的 優(yōu) 點 ， 多 用 于 結(jié) 構(gòu) 要求 緊 湊 的 大 功 率 傳 動 中 。圓 帶 僅 用 于 如 縫 紉 機 、 儀 器 等 低 速 、 小 功 率 場 合 。V帶 按 其 寬 度 和 高 度 相 對 尺 寸 的 不 同 ， 又 分 為 普 通 V帶 、 窄 V帶 、 寬 V帶 、汽 車 V帶 、 大 楔 角 V帶 等 多 種 類 型 。 目 前 ， 普 通 V帶 應(yīng) 用 最 廣 ， 本 章 主 要討 論 普 通 V帶 的 工 作 原 理 、 使 用 、 和 安 裝 等 方 面

43、的 問 題 。 7.1.2普 通 V帶 及 V帶 輪1.普 通 V帶 的 結(jié) 構(gòu) 及 標 準普 通 V帶 的 結(jié) 構(gòu) 如 圖 7-3所 示 ， 由 包 皮 層 、 拉 伸 層 、 強 力 層 、 壓 縮 層四 部 分 組 成 。 強 力 層 分 簾 布 芯 (圖 7-3a)和 繩 芯 (圖 7-3b)兩 種 。 簾 布芯 結(jié) 構(gòu) 的 V帶 ， 制 造 方 便 、 抗 拉 強 度 好 ； 而 繩 芯 結(jié) 構(gòu) 的 V帶 ， 柔 韌 性好 、 抗 彎 強 度 高 ， 適 用 于 帶 輪 直 徑 小 、 轉(zhuǎn) 速 較 高 的 場 合 。 普 通 V帶 (楔 角 40 ,h/bp 0.7)已 標 準 化

44、， 按 截 面 尺 寸 由 小 到大 分 為 Y、 Z、 A、 B、 C、 D、 E七 種 型 號 ， 其 尺 寸 見 表 7-1。標 準 普 通 V帶 都 制 成 無 接 頭 的 環(huán) 形 ， 當 帶 繞 過 帶 輪 時 ， 外 層 受 拉 而伸 長 ， 故 稱 拉 伸 層 ； 底 層 受 壓 縮 短 ， 故 稱 壓 縮 層 ； 而 在 強 力 層 部 分必 有 一 層 既 不 受 拉 ， 也 不 受 壓 的 中 性 層 ， 稱 為 節(jié) 面 ， 其 寬 度 bP。 稱為 節(jié) 寬 (表 7-1圖 )； 當 帶 繞 在 帶 輪 上 彎 曲 時 ， 其 節(jié) 寬 保 持 不 變 。 圖 7-2 同 步

45、 帶 傳 動 在 V帶 輪 上 ， 與 V帶 節(jié) 寬 bP處 于 同 一 位 置 的 輪 槽 寬 度 ， 稱 為 基 準 寬 度 ，仍 以 bP表 示 ， 基 準 寬 度 處 的 帶 輪 直 徑 ， 稱 為 V帶 輪 的 基 準 直 徑 ， 用 dd表 示 ， 它 是 V帶 輪 的 公 稱 直 徑 。在 規(guī) 定 的 張 緊 力 下 ， 位 于 帶 輪 基 準 直 徑 上 的 周 線 長 度 ， 稱 為 V帶 的 基準 長 度 ， 用 Ld表 示 ， 它 是 V帶 的 公 稱 長 度 (表 7-2圖 )。 V帶 基 準 長 度 的尺 寸 系 列 見 表 7-2。 b7m 2.tif表 7-2普

46、通 V帶 基 準 長 度 Ld的 標 準 系 列 值 普 通 V帶 的 標 記 是 由 型 號 、 基 準 長 度 和 標 準 號 三 部 分 組 成 ， 如 基 準長 度 為 1800mm的 B型 普 通 V帶 ， 其 標 記 為 ： B 1800 GB/T11544 1997。 V帶 的 標 記 及 制 造 年 月 和 生 產(chǎn) 廠 名 ， 通 常 都 壓 印 在 帶 的 頂 面 。為 使 各 根 帶 受 力 比 較 均 勻 ， 帶 傳 動 使 用 的 根 數(shù) 不 宜 過 多 ， 一 般 取2 5根 為 宜 ， 最 多 不 能 超 過 8 10根 。 2.普 通 V帶 輪普 通 V帶 輪 一

47、 般 由 輪 緣 、 輪 轂 及 輪 輻 組 成 。 根 據(jù) 輪 輻 結(jié) 構(gòu) 的 不 同 ，常 用 V帶 輪 分 為 三 種 類 型 ， 如 圖 7-4所 示 。 V帶 輪 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 可 根 據(jù) V帶 型 號 、 帶 輪 的 基 準 直 徑 dd和 軸 孔 直 徑 ， V帶 輪 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 ， 按 機 械 設(shè) 計 手 冊 提 供 的 圖 表 選 取 ； 輪 緣 截 面 上 槽 形 的 尺 寸 見 表 7-1； 普 通 V帶 的 楔 形 角 為 40 ， 當 繞 過 帶 輪 彎 曲 時 ， 會 產(chǎn) 生 橫 向 變形 ， 使 其 楔 形 角 變 小 ， 為 使 帶 輪 輪 槽 工

48、 作 面 和 V帶 兩 側(cè) 面 接 觸 良 好 ，一 般 輪 槽 制 成 后 的 楔 角 都 小 于 40 ， 帶 輪 直 徑 越 小 ， 所 制 輪 槽 楔角 也 越 小 。 V帶 輪 常 用 的 材 料 有 灰 鑄 鐵 、 鑄 鋼 、 鋁 合 金 、 工 程 塑 料 等 ， 其 中 灰 鑄鐵 應(yīng) 用 最 廣 。 當 v 30m/s時 ， 用 HT200;v 25m/s時 ， 用 孕 育 鑄 鐵 或鑄 鋼 ； 小 功 率 傳 動 可 選 用 鑄 鋁 或 工 程 塑 料 。7.2帶 傳 動 的 失 效 分 析帶 傳 動 工 作 時 的 主 要 失 效 形 式 是 ： 帶 在 帶 輪 上 打 滑

49、 ， 傳 動 帶 的 磨 損和 疲 勞 斷 裂 。1.帶 傳 動 的 受 力 分 析 與 打 滑帶 安 裝 時 必 須 張 緊 套 在 帶 輪 上 ， 傳 動 帶 由 于 張 緊 而 使 上 下 兩 邊 所 受 到 相 等 的 拉 力 稱為 初 拉 力 ， 用 F0表 示 (圖 7-5a)。 工 作 時 ， 主 動 輪 在 轉(zhuǎn) 矩 T1的 作 用 下 以 轉(zhuǎn) 速 n1轉(zhuǎn) 動 ； 由 于 摩 擦 力 的 作用 ， 驅(qū) 動 從 動 輪 克 服 阻 力 矩 T2， 并 以 轉(zhuǎn) 速 n2轉(zhuǎn) 動 。 此 時 兩 輪 作 用 在帶 上 的 摩 擦 力 方 向 如 圖 7-5b所 示 ， 進 入 主 動 輪

50、 一 邊 的 帶 進 一 步 被 拉緊 ， 拉 力 由 F0增 至 F1； 繞 出 主 動 輪 一 邊 的 帶 被 放 松 ， 拉 力 由 F0降 至 F2， 形 成 緊 邊 和 松 邊 。 緊 邊 和 松 邊 的 拉 力 差 值 (F1-F2)即 為 帶 傳 動 傳遞 的 有 效 圓 周 力 ， 用 F表 示 。 有 效 圓 周 力 在 數(shù) 值 上 等 于 帶 與 帶 輪 接 觸弧 上 摩 擦 力 值 的 總 和 Ff， 即F=F1-F2 Ff (7-1)當 初 拉 力 F0一 定 時 ， 帶 與 輪 面 間 摩 擦 力 值 的 總 和 有 一 個 極 限 值 為 Fflim。 當 傳 遞

51、的 有 效 圓 周 力 F超 過 極 限 值 Fflim時 ， 帶 將 在 帶 輪 上發(fā) 生 全 面 的 滑 動 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 之 為 打 滑 ， 打 滑 使 傳 動 失 效 ， 應(yīng) 予 以避 免 。 圖 7-5V帶 傳 動 的 受 力 分 析a)未 工 作 時 b)工 作 時帶 傳 動 所 能 傳 遞 的 最 大 圓 周 力 與 初 拉 力 F0、 摩 擦 因 數(shù) f和 包 角 等 有關(guān) ， 而 F0和 f不 能 太 大 ， 否 則 會 降 低 傳 動 帶 壽 命 。 包 角 增 加 ， 帶 與帶 輪 之 間 的 摩 擦 力 總 和 增 加 ， 從 而 提 高 了 傳 動 的 能

52、力 。 因 此 ， 設(shè) 計 時為 了 保 證 帶 具 有 一 定 的 傳 動 能 力 ， 要 求 V帶 在 小 輪 上 的 包 角 1120 。2.帶 傳 動 的 應(yīng) 力 分 析 與 疲 勞 強 度帶 傳 動 工 作 時 ， 在 帶 的 橫 截 面 上 存 在 三 種 應(yīng) 力 ：(1)由 拉 力 產(chǎn) 生 的 拉 應(yīng) 力 ( )帶 傳 動 工 作 時 ， 緊 邊 和 松 邊 的 拉 應(yīng) 力 分別 為 1、 2。 由 于 緊 邊 和 松 邊 的 拉 力 不 同 ， 故 沿 轉(zhuǎn) 動 方 向 ， 繞 在 主 動 輪 上 帶 的 拉 應(yīng) 力 由 1漸 漸 地降 到 2， 繞 在 從 動 輪 上 帶 的

53、拉 應(yīng) 力 則 由 2漸 漸 上 升 為 1。(2)由 離 心 力 產(chǎn) 生 的 離 心 應(yīng) 力 ( c)帶 繞 過 帶 輪 時 作 圓 周 運 動 而 產(chǎn) 生 離心 力 ， 離 心 力 將 使 帶 受 拉 ， 在 截 面 上 產(chǎn) 生 離 心 拉 應(yīng) 力 。 同 時 可 知 ， 轉(zhuǎn)速 越 快 ， V帶 的 質(zhì) 量 越 大 ， c就 越 大 ， 故 傳 動 帶 的 速 度 不 宜 過 高 。 高速 傳 動 時 ， 應(yīng) 采 用 材 質(zhì) 較 輕 的 帶 。(3)由 于 彎 曲 變 形 而 產(chǎn) 生 彎 曲 應(yīng) 力 ( b)帶 繞 過 帶 輪 時 ， 帶 越 厚 ， 帶 輪直 徑 越 小 ， 則 帶 所

54、受 的 彎 曲 應(yīng) 力 就 越 大 。 彎 曲 應(yīng) 力 只 發(fā) 生 在 帶 的 彎 曲部 分 ， 且 小 帶 輪 處 的 彎 曲 應(yīng) 力 b1大 于 大 帶 輪 處 的 彎 曲 應(yīng) 力 b2， 設(shè) 計 時 應(yīng)限 制 小 帶 輪 的 最 圖 7-6V帶 截 面 上 的 應(yīng) 力 分 布 小 直 徑 ddmin。 上 述 三 種 應(yīng) 力 在 帶 上 的 分 布 情 況 如 圖 7-6所 示 ， 最 大 應(yīng) 力 發(fā) 生 在 緊 邊剛 繞 入 小 帶 輪 的 a處 ， 其 值 為 max= b1+ c+ 1(7-2)由 圖 可 知 ， 帶 某 一 截 面 上 的 應(yīng) 力 隨 著 帶 的 運 轉(zhuǎn) 而 變

55、化 ， 顯 然 ， 傳 動 帶在 變 應(yīng) 力 反 復 作 用 下 會 產(chǎn) 生 脫 層 、 撕 裂 ， 最 后 導 致 疲 勞 斷 裂 而 失 效 。為 了 保 證 帶 傳 動 正 常 工 作 ， 應(yīng) 在 保 證 帶 傳 動 不 打 滑 的 條 件 下 ， 使 V帶 具 有 一 定 的 疲 勞 強 度 和 壽 命 。 圖 7-6 V帶 截 面 上 的 應(yīng) 力 分 布 7.3帶 傳 動 的 彈 性 滑 動傳 動 帶 是 彈 性 體 ， 在 拉 力 作 用 下 會 產(chǎn) 生 彈 性 伸 長 ， 其 彈 性 伸 長 量 隨拉 力 而 變 化 。 傳 動 時 ， 緊 邊 拉 力 F1大 于 松 邊 拉 力

56、 F2， 因 此 緊 邊 產(chǎn) 生的 彈 性 伸 長 量 大 于 松 邊 的 彈 性 伸 長 量 。 如 圖 7-7所 示 ， 當 帶 的 緊 邊 在 a點 進 入 主 動 輪 O1時 ， 帶 速 與 輪 O1的 圓 周速 度 v1相 等 ， 但 在 輪 O1由 a點 旋 轉(zhuǎn) 至 b點 的 過 程 中 ， 圖 7-7帶 傳 動 的 彈性 滑 動帶 所 受 的 拉 力 由 F1逐 漸 降 到 F2， 其 彈 性 伸 長 量 也 逐 漸 減 小 ， 從 而 使帶 沿 著 輪 O1面 產(chǎn) 生 微 小 的 滑 動 ， 造 成 帶 速 小 于 輪 O1的 速 度 ， 在 b點 ，帶 速 降 為 v2。 同

57、 理 ， 帶 在 從 動 輪 O2上 由 c點 旋 轉(zhuǎn) 至 d點 的 過 程 中 ， 由于 拉 力 逐 漸 增 大 ， 帶 的 彈 性 伸 長 量 也 增 加 ， 這 時 帶 在 輪 面 O2上 向 前滑 動 ， 致 使 帶 速 大 于 輪 O2的 速 度 v2， 至 d點 又 升 高 為 v1值 。 由 于 帶 的 彈 性 變 形 而 引 起 帶 在 輪 面 上 滑 動 的 現(xiàn) 象 ， 稱 為 彈 性 滑 動 。彈 性 滑 動 在 帶 工 作 時 是 不 可 避 免 的 。 彈 性 滑 動 會 使 帶 磨 損 ， 從 而 降低 帶 的 壽 命 ， 并 使 從 動 輪 的 速 度 降 低 ，

58、影 響 傳 動 比 。雖 然 彈 性 滑 動 隨 所 傳 遞 載 荷 的 大 小 而 變 化 ， 不 是 一 個 定 值 ， 影 響 帶傳 動 的 傳 動 比 不 能 保 持 準 確 值 ， 但 實 際 上 帶 傳 動 正 常 工 作 時 ， 彈 性滑 動 所 引 起 的 影 響 ， 一 般 情 況 下 可 略 去 不 計 ， 故 帶 的 傳 動 比 i=n1/n2。 圖 7-7 帶 傳 動 的 彈 性 滑 動 7.4帶 傳 動 的 張 緊 、 安 裝 與 維 護7.4.1張 緊 裝 置 及 初 拉 力 F0的 測 定1.張 緊 裝 置為 了 得 到 和 控 制 帶 的 初 拉 力 ， 保 證

59、 帶 傳 動 正 常 工 作 ， 必 須 采 用 適 當 的張 緊 裝 置 ， 圖 7-8所 示 為 帶 傳 動 常 用 的 幾 種 張 緊 裝 置 。圖 7-8a所 示 是 通 過 調(diào) 節(jié) 螺 釘 來 調(diào) 整 電 動 機 位 置 ， 加 大 中 心 距 ， 以 達 到張 緊 目 的 ， 此 法 常 用 于 水 平 布 置 的 帶 傳 動 。圖 7-8b所 示 是 通 過 調(diào) 節(jié) 擺 動 架 (電 動 機 軸 中 心 )位 置 ， 加 大 中 心 距 而 達到 張 緊 目 的 ， 常 用 于 近 似 垂 直 布 置 的 帶 傳 動 ， 此 法 需 在 調(diào) 整 好 位 置 后 ，鎖 緊 螺 母

60、。 圖 7-8c所 示 是 靠 電 動 機 和 機 座 的 重 量 ， 自 動 調(diào) 整 中 心 距 達 到 張 緊 的目 的 ， 此 法 常 用 于 小 功 率 帶 傳 動 ， 近 似 垂 直 布 置 的 情 況 。圖 7-8d所 示 是 利 用 張 緊 輪 張 緊 ， 張 緊 輪 安 裝 于 松 邊 的 內(nèi) 側(cè) ， 以 避 免帶 受 雙 向 彎 曲 ， 為 使 小 帶 輪 包 角 不 減 小 得 過 多 ， 張 緊 輪 應(yīng) 盡 量 靠 近大 帶 輪 安 裝 ， 此 法 常 用 于 中 心 距 不 可 調(diào) 節(jié) 的 場 合 。2.初 拉 力 的 測 定 與 控 制如 前 所 述 ， 帶 的 初

61、拉 力 對 其 傳 動 能 力 、 壽 命 和 壓 軸 力 都 有 很 大 的 影響 ， 所 以 在 帶 傳 動 安 裝 時 ， 就 應(yīng) 保 證 初 拉 力 的 大 小 。 其 測 定 方 法 如下 ： 圖 7-8帶 傳 動 的 張 緊 裝 置a)調(diào) 節(jié) 螺 釘 b)調(diào) 節(jié) 擺 動 架 位 置 c)自 重 調(diào) 整 中 心 距 d)張 緊 輪 張 緊圖 7-9帶 初 拉 力 F0的 測 定在 帶 與 兩 帶 輪 切 點 的 跨 度 中 點 ， 施 加 一 規(guī) 定 的 垂 直 于 帶 的 力 F，使 帶 在 每 100mm長 度 上 產(chǎn) 生 1.6mm的 撓 度 ， 則 認 為 帶 的 張 緊 力

62、 (初拉 力 )合 適 (圖 7-9)。 若 撓 度 大 于 此 值 ， 說 明 初 拉 力 低 于 預 定 值 ，需 要 進 一 步 張 緊 ， 直 至 達 到 規(guī) 定 的 撓 度 值 為 止 。 F值 可 參 考 有 關(guān)資 料 。 圖 7-9 帶 初 拉 力 的 測 定 7.4.2安 裝 與 維 護正 確 地 安 裝 、 使 用 并 在 使 用 過 程 中 注 意 加 強 維 護 ， 是 保 證 帶 傳 動 正 常工 作 ， 延 長 傳 動 帶 使 用 壽 命 的 有 效 途 徑 。 一 般 應(yīng) 注 意 以 下 幾 點 ：1)安 裝 時 ， 兩 帶 輪 軸 線 應(yīng) 相 互 平 行 ， 兩

63、輪 相 對 應(yīng) 的 V帶 型 槽 應(yīng) 對 齊 ，其 誤 差 不 得 超 過 20(圖 7-10)。2)安 裝 V帶 時 ， 應(yīng) 先 縮 小 中 心 距 ， 將 V帶 套 入 槽 中 后 ， 再 調(diào) 整 中 心 距并 予 以 張 緊 ； 不 應(yīng) 將 帶 強 行 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(yīng) 有 正 確 的 位 置 (圖 7-11),帶 的 頂 面 應(yīng) 與 帶 輪 外 緣 平 齊 ，底 面 與 帶 輪 槽 底 間 應(yīng) 有 一 定 間 隙 ， 以 保 證 帶 兩 側(cè) 工 作 面 與 輪 槽 全 部 貼合 。

64、圖 7-11 V帶 在 輪 槽 中 的 正 確 位 置 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(yīng) 相 同 ，且 生 產(chǎn) 廠 家 和 批 號 也 應(yīng) 相 同 。5)使 用 中 應(yīng) 對 帶 作 定 期 檢 查 ， 發(fā) 現(xiàn) 有 一 根 帶 松 弛 或 損 壞 就 應(yīng) 全 部 更換 新 帶 ， 不 能 新 、 舊 帶 混 用 ， 舊 帶 可 通 過 測 量 ， 實 際 長 度 相 同 的 ，可 組 合 在 一 起 重 新 使 用 ， 以 免 造 成 浪 費 。6)為 了 便 于 帶 的 裝 卸 ， 帶 輪 應(yīng) 布 置 在 軸 的 外 伸

65、 端 ； 帶 傳 動 要 加 防 護罩 ， 以 免 發(fā) 生 意 外 事 故 ， 并 保 護 帶 傳 動 的 工 作 環(huán) 境 ， 以 防 酸 、 堿 、油 落 上 而 玷 污 傳 動 帶 以 及 日 光 曝 曬 。7)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 。 7.5鏈 傳 動 7.5.1概 述 鏈 傳 動 的 工 作 原 理 和 類 型 如 下 ：鏈 傳 動 由 主 動 鏈 輪 1、 從 動 鏈 輪 3和 繞 在 鏈 輪 上 的 鏈 條 2及 機 架 組 成(圖 7-12a)。 工 作 時 ， 通 過 鏈

66、 條 與 鏈 輪 輪 齒 的 嚙 合 來 傳 遞 運 動 和 動 力 。其 運 動 簡 圖 如 圖 7-12b所 示 。根 據(jù) 用 途 的 不 同 ， 鏈 傳 動 分 為 傳 動 鏈 、 起 重 鏈 和 牽 引 鏈 。 傳 動 鏈 用來 傳 遞 動 力 和 運 動 ， 起 重 鏈 用 于 起 重 機 械 中 提 升 重 物 ， 牽 引 鏈 用 于鏈 式 輸 送 機 中 移 動 重 物 。 常 用 的 傳 動 鏈 又 分 短 節(jié) 距 精 密 滾 子 鏈 (簡 稱滾 子 鏈 )、 雙 節(jié) 距 精 密 滾 子 鏈 、 彎 板 滾 子 鏈 等 。 滾 子 鏈 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 磨損 較 輕 ， 故 應(yīng) 用 較 廣 。 7.5.2鏈 傳 動 的 特 點 和 應(yīng) 用鏈 傳 動 與 其 他 傳 動 相 比 ， 主 要 有 以 下 特 點 ：1)鏈 傳 動 是 有 中 間 撓 性 件 的 嚙 合 傳 動 ， 與 帶 傳 動 相 比 ， 無 彈 性 滑 動 和打 滑 現(xiàn) 象 ， 故 能 保 證 準 確 的 平 均 傳 動 比 ， 傳 動 效 率 較 高 ， 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ，傳 遞 功 率 大 ， 張