第1章摩擦轮传动、带传动

1、第1章 摩擦轮传动、带传动 1.1 摩擦轮传动 传动方式： 借助摩擦力传递运动和转矩 传动装置：摩擦轮传动直接接触；带传动靠中间 构件- 皮带 优点：结构简单 平稳、噪音低 过载-安全作用（滑动） 无级变速 缺点：传动精度低、无恒定速度比 传动转矩小 效率低 1.2 摩擦轮传动设计 一、工作原理：利用主动轮、从动轮接触处摩擦力传 递运动、转矩 二、工作条件：两轮接触面间的摩擦力应大于或等于 带动从动轮回转所需的工作圆周力 tn FfF 1.2 摩擦轮传动设计 三.传动比 理论计算： 1 2 2 1 12 D D n n i 1 1 2 2 1 12 r r n n i n考虑弹性滑动时，实际计

2、算： 四、摩擦轮传动特点： (1)传动中的弹性滑动：实际正常工作中，由于摩擦 力的作用，摩擦轮在接触点两侧的弹性变形量不 一样，即主动轮上的表层金属在接触区由压缩逐 渐变为伸长，而从动轮上对应的表层金属，则由 伸长逐渐变为压缩，所以两轮接触面间就产生了 相对滑动，这种由于材料弹性变形而产生的滑动， 称为弹性滑动。 弹性滑动的影响：速度损失，传动精度和效率低，摩 擦轮传动的实际传动比为 摩擦轮传动的弹性滑动率（即速度损失率） 传动轮速度低于主动轮速度 1 1 2 2 1 12 r r n n i %100 1 21 v vv （2）传动中的打滑：摩擦力矩小于阻力矩，主动轮 不能带动传动轮，两轮面

3、接触处在传动中会出现相 对滑移现象。 （3）影响及消除： 传动轮速度低于主动轮速度，选较大的弹性模量，不 能消除。 产生打滑，致使从动轮的轮面遭受局部磨损而影响传 动质量 ，应避免。 1.2.2 分类 两轴平行的摩擦轮传动 两轴相交的摩擦轮传动 1.2.3 材料 要求：弹性模量大、摩擦系数大、耐磨 淬火钢：40Cr(58HRC) 铸铁： QT200 橡胶：做主动轮，防止打滑时候损伤从动轮 1.2.4 摩擦轮传动设计 1、圆柱摩擦轮传动： 主动轮与从动轮接触处的摩擦力F为 常用 得出： tn KFfFfQF f F K t n F P Ft 1000 tn nfD KP F7F101 .19 1

4、1 6 2、圆锥摩擦轮传动： （1）传动比为： （2）作用载荷：作用在轴上的载荷为圆周力Ft和接 触面间的法向力Fn ， 1 2 2 1 2 1 12 sin sin n n i 法向力Fn可以分解为径向力Fr和轴向力Fa 方向：径向力指向轮心；圆周力主动轮上与回转方向 相反，从动轮上与回转方向相同 主动轮径向力等于从传动轮轴向力；从动轮径向力等 于主动轮轴向力 由于 得出 ，要获得同样大小的法向 力，可移动小轮 11 cos nr FF 11 sin na FF 22 cos nr FF 22 sin na FF 21 21aa FF 1.3 摩擦无级变速器 无级调速：在一定传动比范围内能线

5、性的调节传动比 ， 摩擦式机械无级变速器是由变速机构、调速机构以及 加压装置或输出机构三部分组成的一种传动装置 。 1.4 带传动 1.4.1、工作原理及传动比： 利用中间挠性构件、借助传动带与带轮的摩擦力 或啮合来传递运动和动力。 1、分类： （1）按带截面 平带-结构简单、中心距离大 V带-摩擦力大 圆带低速、小功率（家电） 多楔带大功率、结构紧凑 同步带-啮合运动、传动比恒定 （2）按传动原理 摩擦传动型（普通带） 啮合传动型（同步带、孔齿带） 拖动带传动 2、工作原理： 利用中间挠性构件、借助传动带与带轮的摩 擦力或啮合来传递运动和动力。 3、传动比： 2 1 2 1 12 n n i

6、 1.4.2 特点： （1）优点： 传动平稳、噪声小 中心距大的传动 缓和载荷冲击 过载保护-打滑、防零件损坏 制造安装简单（啮合除外） （2）缺点： 传动比不恒定、传动精度低 效率低-弹性滑动、打滑 带寿命低 1.4.3 带传动张紧装置 静止时传动带应张紧在带轮上，使得带与带轮接触间 产生一定的压力。 带两边拉力相等，为初拉力F0 常用张紧：定期装紧、自动张紧、张紧轮张紧 1.4.4 V带传动 1.V带 结构：强力层、填充物、外包层 型号：普通V带、 窄V带、 宽V带 普通 V带的型号按横截面从小到大分为7类 2、带轮 结构：轮缘、轮毂、轮辐 带轮轮槽角：32、34、36、38 问题1：带轮

7、槽角小于带楔角？ 带受力弯曲，外层受拉、横向收缩变窄；内侧受压、截 面变宽，保证良好接触。 问题2：大小带轮轮槽角如何选择？ 带轮型式： 实心式、腹板式、轮辐式 1.4.5 带传动的设计 1、相关几何参数： 中心距 带长 包角 带轮直径 2、带传动的几何关系 21 1 18057.3 DD a 小带轮上的包角小带轮上的包角 2 21 12 2 24 DD LaDD a 带的基本长度带的基本长度 22 212121 228 8 LDDLDDDD a 中心距中心距 1.4.6 带传动的受力分析 紧边拉力F1：带在进入主动轮一边被拉紧为紧边，拉 力由F0增加为F1。 松边拉力F2：带在进入从动轮一边

8、被放松称为松边。 拉力由F0减少为F2。 有效拉力Ft：带传动所能传递的有效圆周力。Ft= F1-F2 正常工作时 最大有效拉力： 2 01 t F FF 2 02 t F FF 0 2(1) 1 V V f t f F e F e 当传递的圆周力超过此极限值时，带将在轮面上打滑。 避免打滑的条件： （圆周力决定因素）： 材料-fv 包角-值 初拉力-F0值 材料不变，值、 F0值增大-圆周力增大 值、 F0值不变，fv增大-圆周力增大 1.4.7 弹性滑动和打滑弹性滑动和打滑 弹性滑动：带是弹性体，受拉力作用后产生拉伸弹性 变形，工作时由于存在紧边拉力，松边拉力，带在 通过带轮时拉伸变形发生

9、变化，使带与带轮之间产 生相对滑动， 这种滑动与带的弹性变形有关。 弹性滑动是由拉力 差引起的，只要传递 圆周力，弹性滑动就 不可避免。 打滑：当外载荷大到一定值时，带与带轮间产生 全面滑动； 打滑是由过载引起的全面滑动，只要限制载荷， 就可以避免，而且应当避免。 滑动率从动轮速度的降低率 带传动的实际传动比 %100 1 21 V VV )1 ( 1 2 2 1 D D n n i 1.4.8 带传动的应力分析 带传动工作时的应力：由紧边和松边拉力所产 生的应力；由离心力产生的应力以及由于带在带 轮上弯曲产生的应力。 由紧边和松边拉力产生的应力 由离心力产生的应力作用于带的全长 12 12

10、FF AA 2 c c Fqv AA 带在带轮上弯曲产生的弯曲应力 最大应力发生在带紧边进入 小带轮处。 /2 ()/2 b EyE E DD cb 11max 五、带传动设计 带轮的结构设计，主要是根据带轮的节圆直径、轴 间距及安装形式确定结构形式及尺寸。 1）确定型号:根据计算功率和主动轮转速 KA查表1-8，选型号图1.19 2）带轮直径：D1、D2 3）验算带速：最适宜范围（1015）m/s Ad PKP 1000 vF P t 五、带传动设计 4）中心距和带长 中心距a0无限制时： 公式（1-30）、（1-31） 公式（1-13）计算带长并取标准值 中心距有限制时： 公式（1-12）、（1-13）、（1-14） 五、带传动设计 5）计算小包角 公