带传动和链传动11

1、v总 论 v带传动 v链传动 基本要求基本要求: : v熟悉普通熟悉普通V V带的结构、标准、张紧方法和装置带的结构、标准、张紧方法和装置 v掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑 v掌握掌握V V带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法 v掌握链传动链传动的工作情况掌握链传动链传动的工作情况运动不均匀性分析运动不均匀性分析 v掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择 v了解链传动的布置、张紧和润滑等了解链传动的布置、张紧和润滑等 机械设计基础带

2、传动和链传动 中心距较大的传动中心距较大的传动, 采用环形曵引元件传动采用环形曵引元件传动 减少零件数量，简化传动装置，降低成本减少零件数量，简化传动装置，降低成本 链传动链传动 机械设计基础带传动和链传动 摩擦型摩擦型 啮合型啮合型 挠性传动挠性传动 带传动带传动 8-1 带传动的特点 8-2 带传动的分类 8-3 带传动的受力分析 8-4 带的耐久性 8-5 弹性滑动及传动比 8-6 普通V带传动的设计计算 8-7 V带轮的结构 8-8 带传动的使用维护 机械设计基础带传动和链传动 一、带传动组成一、带传动组成 v主动带轮主动带轮1、从动带轮、从动带轮2、环形带、环形带 二、工作原理二、工

3、作原理 v静止时，静止时，两边拉力相等；两边拉力相等； v传动时，传动时，拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力大的一边称为主动边（紧边）， v 拉力小的一边为从动边（松边）拉力小的一边为从动边（松边） v靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力 机械设计基础带传动和链传动 F1 F2 Ff 1 2 F0 F0 F0 F0 三、带传动的优缺点三、带传动的优缺点 优点：优点： v远距离传动远距离传动 v可缓冲、减振，运转平稳可缓冲、减振，运转平稳 v过载保护过载保护 v结构简单结构简单, 精度低精度低, 成本低成本低 机械设计基础带传动和链传动 缺点：缺点：

4、 v外廓尺寸大外廓尺寸大 v弹性滑动，传动比不固弹性滑动，传动比不固 定，效率低定，效率低 v轴与轴承受力大轴与轴承受力大 v寿命短寿命短 v需要张紧装置需要张紧装置 v不宜用于高温不宜用于高温, 易燃场合易燃场合 一、按传动形式分一、按传动形式分 v开口传动开口传动：两轴平行，同向回转：两轴平行，同向回转 v交叉传动交叉传动：两轴平行，反向回转：两轴平行，反向回转 v半交叉传动半交叉传动：两轴交错，不能逆转：两轴交错，不能逆转 二、按带的截面分二、按带的截面分 v平带传动：底面是工作面，可实现多平带传动：底面是工作面，可实现多 种形式的传动种形式的传动 v带传动：带两侧面是工作面，当量带传动

5、：带两侧面是工作面，当量 摩擦系数大，承载力大，只用于开口摩擦系数大，承载力大，只用于开口 传动传动 v多楔带传动：具平、带的优点多楔带传动：具平、带的优点 v同步带传动同步带传动：具带与链传动的特点：具带与链传动的特点 机械设计基础带传动和链传动 一、带受力变化 二、紧松边拉力关系 三、最大有效拉力 机械设计基础带传动和链传动 一、带受力变化一、带受力变化 静止时，静止时，两边拉力相等两边拉力相等=F0张紧力张紧力 工作时工作时: v拉力增加拉力增加紧边：紧边： F0F1 紧边拉力紧边拉力 v拉力减少拉力减少松边：松边： F0F2 松边拉力松边拉力 工作状态工作状态: 带两边拉力不相等带两边

6、拉力不相等 紧松边判断：紧松边判断： v绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边紧边紧边 机械设计基础带传动和链传动 F1 F2 F0 F0 F0 F0 Ff 紧边紧边 松边松边 二、紧松边拉力关系二、紧松边拉力关系 紧边由紧边由F0F1拉力增加，带增长拉力增加，带增长 松边由松边由F0F2 拉力减少，带缩短拉力减少，带缩短 总长不变总长不变 带增长量带缩短量带增长量带缩短量 F1F0F0F2 ; F1F22F0 有效拉力有效拉力: F1 - F2 即带所传递的圆周力即带所传递的圆周力F 圆周力圆周力F：F = F1 - F2 = Ff v打滑：打滑： 外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生

7、滑动外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动 机械设计基础带传动和链传动 F1 F2 F0 F0 F0 F0 Ff 紧边紧边 松边松边 三、最大有效拉力三、最大有效拉力 打滑：打滑： 外载荷引起的圆周力大于全部外载荷引起的圆周力大于全部 摩擦力，带将沿轮面发生滑摩擦力，带将沿轮面发生滑 动动 柔韧体的欧拉公式：柔韧体的欧拉公式： a a 小带轮的包角小带轮的包角 此时，摩擦力达到最大此时，摩擦力达到最大 带所能传递的最大圆周力带所能传递的最大圆周力 影响因素：影响因素： v初拉力初拉力F0F v包角包角F，带与带轮接触弧越长带与带轮接触弧越长总摩擦力越大总摩擦力越大 v摩擦系数摩擦

8、系数 f F 机械设计基础带传动和链传动 a af eFF 21 ) 1 1( 121 a af e FFFF F0越大越好吗？越大越好吗？ 越小呢？越小呢？ F1 F2 Ff 紧边紧边 松边松边 v? 带传动工作时带传动工作时,作用于带上有哪些应力作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小它们的分布及大小 有什么特点有什么特点?最大应力发生在什么部位最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速？为什么要限制带速？ 带的应力：带的应力：拉应力、弯曲应力、离心拉应力拉应力、弯曲应力、离心拉应力 v由带弯曲运动产生的离心拉应力由带弯曲运动产生的离心拉应力:c v由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力:s s

9、1、s s2： 机械设计基础带传动和链传动 AF / 11 s s AF / 22 s s 1 1 2 d yE b s s 2 2 2 d yE b s s v由带弯曲产生的弯曲应力由带弯曲产生的弯曲应力: b1,b2 Aqv c / 2 s s 变应力变应力疲劳破坏疲劳破坏 最大应力最大应力: s smax=s s1+s sb1+s sc 发生位置发生位置: 小带轮与紧边接触处小带轮与紧边接触处 v什么是弹性滑动什么是弹性滑动, 什么是打滑什么是打滑? 对传动有什么影响？对传动有什么影响？ v为什么会发生弹性滑动或打滑为什么会发生弹性滑动或打滑? 是否可以避免是否可以避免? 一、弹性滑动一

10、、弹性滑动 v分析：分析：带是弹性体带是弹性体 v弹性形变弹性形变： 机械设计基础带传动和链传动 EA F F1 F2 紧边紧边 松边松边 F F F F+dF F+dF F+dF F0F0+dF 正确正确 0 FF 弹性滑动弹性滑动 定义：定义： v由于带的两边弹性变形不等所引起由于带的两边弹性变形不等所引起 的带与带轮之间的微量相对滑动的带与带轮之间的微量相对滑动 产生的原因产生的原因： v带的弹性、松边与紧边拉力差带的弹性、松边与紧边拉力差变形量改变，变形量改变，相对轮滑动相对轮滑动 弹性滑动的特点弹性滑动的特点： v弹性滑动弹性滑动不可不可避免避免 v Fe 弹性滑动弹性滑动 弹性滑动

11、范围弹性滑动范围 后果：后果： v带速滞后于主动轮，超前于从动轮带速滞后于主动轮，超前于从动轮v1 v带 带 v2 ， ，v1 v2 v带传动传动比不稳定带传动传动比不稳定 机械设计基础带传动和链传动 F1 F2 紧边紧边 松边松边 %100 1 21 v vv 弹性滑动弹性滑动率：率： )1 ( 1 2 2 1 d d d d n n i 1 2 d d d d 如果弹性滑动扩如果弹性滑动扩 展到整个接触弧展到整个接触弧? 二、打滑二、打滑 定义：定义： v带沿带轮面发生全面滑动带沿带轮面发生全面滑动 产生的原因产生的原因： vFeFfmax 弹性滑动扩展到整个接触弧弹性滑动扩展到整个接触弧

12、显著滑动显著滑动(打滑打滑) 特点特点： v打滑打滑可以可以避免，而且应当避免避免，而且应当避免 v短时打滑起到过载保护作用短时打滑起到过载保护作用 v打滑先发生在小带轮处打滑先发生在小带轮处 后果：后果： v打滑打滑带的剧烈磨损带的剧烈磨损从动轮转速剧烈降低从动轮转速剧烈降低失效失效 机械设计基础带传动和链传动 F1 F2 紧边紧边 松边松边 ?如何防止打滑如何防止打滑 一、V带的结构 二、普通V带标准 三、V带传动设计计算 机械设计基础带传动和链传动 一、一、V带的结构带的结构 v伸张层伸张层( (顶胶顶胶) )、强力层、强力层( (抗拉体抗拉体) )、压缩层、压缩层( (底胶底胶) )、

13、包布层、包布层 摩擦力分析：摩擦力分析： v比较平带与比较平带与V V带带 机械设计基础带传动和链传动 Fn Fn FV FV Fn nf FfF nf FfF2 VvV FfF f 2/sin 二、普通二、普通V带标准带标准 v普通普通V带：带：Y、Z、A、B、C、D、E七种七种 v窄窄V带：带：SPZ、SPA、SPB、SPC四种四种 v截面尺寸见表截面尺寸见表8-18-1 机械设计基础带传动和链传动 三、三、V带传动设计计算带传动设计计算 1 带传动失效形式及设计准则 2 单根V带能传递的功率 3 设计步骤 机械设计基础带传动和链传动 1 带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则

14、v失效形式：失效形式：打滑、带的疲劳损坏打滑、带的疲劳损坏 v设计准则：设计准则：FFFfmax、 s smax=s s1+s sb1+s scs s v设计依据：设计依据：保证不打滑的条件下，使带具有一定保证不打滑的条件下，使带具有一定 的疲劳强度或寿命的疲劳强度或寿命 具体做法具体做法： v确定单根带所能传递的许用功率确定单根带所能传递的许用功率 v根据带传动的设计功率根据带传动的设计功率 v确定带安全工作的根数确定带安全工作的根数 机械设计基础带传动和链传动 2 单根单根V带能传递的功率带能传递的功率 v保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲

15、劳强度或寿命 v基本额定功率可查表基本额定功率可查表8-2a、表、表8-2b v基本额定功率确定条件基本额定功率确定条件：i =1,=1,特定带长，工作平稳特定带长，工作平稳 v实际工作中单根带所能传递的许用功率实际工作中单根带所能传递的许用功率： 机械设计基础带传动和链传动 1000 ) 1 1 ( 1000 1 0 v e F Fv P fa 不打滑不打滑不疲劳破坏不疲劳破坏 1000 ) 1 1)( 1 Av e f Cb a sss 1000 ) 1 1 ( 1 v e A fa s L KKPPP a )( 000 长度系数长度系数 包角系数包角系数 时的功率增量时的功率增量1i 3

16、 设计步骤设计步骤 v已知条件及设计内容：已知条件及设计内容： 机械设计基础带传动和链传动 已知条件已知条件设计内容设计内容 传递的名义功率传递的名义功率P P 主动轮转速主动轮转速n1 1 从动轮转速从动轮转速n2 2 或传动比 或传动比i 传动位置要求传动位置要求 工况条件、原动机类型等工况条件、原动机类型等 V V带的型号、长度和根数带的型号、长度和根数 带轮直径和结构带轮直径和结构 传动中心距传动中心距 a 验算带速验算带速 v 和包角和包角 计算初拉力和压轴力计算初拉力和压轴力 7、计算带的根数、计算带的根数 z 2、根据、根据n1、 Pc 选择带的型号选择带的型号 3、确定带轮基准

17、直径、确定带轮基准直径dd1、dd2 带轮愈小，弯曲应力愈带轮愈小，弯曲应力愈 大，所以大，所以dd1 dmin dd2 = i dd1(1)，圆，圆 整成标准值整成标准值 7 00 a KKPP P P P z L cc 具体步骤具体步骤 1、确定计算功率、确定计算功率 Pc KAP 机械设计基础带传动和链传动 工况系数，工况系数， 查表查表8-3 4、验算带速、验算带速v (v525m/s) N 5、确定、确定中心距中心距 a 及带长及带长 Ld 6、验算主动轮的包角、验算主动轮的包角1 N z 7 ？ N Y 8、确定初拉力、确定初拉力 F0 9、计算压轴力、计算压轴力 FQ 10、带轮

18、结构设计、带轮结构设计 问题：带传动适合于问题：带传动适合于 高速级还是低速级？高速级还是低速级？根据图根据图8-10 00 12 0 1 1203.57180 a dd dd a 2 0 5 . 2 500qv zvK PK F c a a 2 sin2 1 0 a zFFQ 套基准长度，表套基准长度，表8-1 a 过小，带短，易疲劳过小，带短，易疲劳 a 过大，易引起带的扇动过大，易引起带的扇动 确定中心距确定中心距 初定中心距初定中心距 a0 0.7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2) 机械设计基础带传动和链传动 初算带长初算带长Ld0 计算实际中心距计算实际中心距 a（圆整）

19、（圆整） 取基准带长取基准带长 Ld(表表65) v基本结构型式基本结构型式按带轮直径确定按带轮直径确定 v实心式、腹板式、椭圆轮辐式实心式、腹板式、椭圆轮辐式 v具体轮槽尺寸见表具体轮槽尺寸见表8-7 机械设计基础带传动和链传动 v为什么要张紧？为什么要张紧？ vFecv/100 调整调整F0 增大增大Fec v但安装制造误差、塑性变形但安装制造误差、塑性变形 F0不保证不保证 设张紧装置设张紧装置 常见的张紧装置常见的张紧装置: v调整中心距调整中心距 定期张紧定期张紧 自动张紧自动张紧 v调整张紧轮调整张紧轮 机械设计基础带传动和链传动 v自动张紧自动张紧 调整中心距调整中心距 v定期张

20、紧定期张紧 机械设计基础带传动和链传动 v平带传动：张紧轮设置在平带传动：张紧轮设置在 处处 调整张紧轮调整张紧轮 v带传动：张紧轮设置在带传动：张紧轮设置在 处处 机械设计基础带传动和链传动 松边内侧靠大轮松边内侧靠大轮 (带只能单向弯曲，避免过多减小包角）带只能单向弯曲，避免过多减小包角） 松边外侧靠小轮松边外侧靠小轮 (平带可以双向弯曲，应尽量增大包角平带可以双向弯曲，应尽量增大包角) ) 范例范例 8-9 链传动的特点 8-10 链传动结构 8-11 链传动的主要参数及其选择 8-12 链传动的计算 8-13 链传动的使用维护 机械设计基础带传动和链传动 一、构成一、构成 v主动链轮、

21、从动链轮、链主动链轮、从动链轮、链 二、工作原理二、工作原理 v靠链轮轮齿与链节的啮合传递靠链轮轮齿与链节的啮合传递 运动和动力运动和动力 v有中间挠性件的啮合传动有中间挠性件的啮合传动 三、特点三、特点 v优点：优点： v远距离传动远距离传动 v工作可靠工作可靠, 效率效率较高较高 v平均传动比恒定平均传动比恒定 i = z2/z1 v压轴力压轴力Fp小于带传动的小于带传动的 v结构紧凑结构紧凑(与带传动比较与带传动比较) v缺点：缺点： v运动不均匀运动不均匀 (z小、小、 p大大 不均不均 匀匀) v瞬时传动比不恒定瞬时传动比不恒定 v传动平稳性差传动平稳性差(冲击、振动大，冲击、振动大

22、， 噪音高噪音高动载荷动载荷 不宜高速不宜高速 传动传动)外廓尺寸大外廓尺寸大 机械设计基础带传动和链传动 一、链 v滚子链 v齿形链 二、链轮 机械设计基础带传动和链传动 一、链一、链 v传动链可分为：滚子链、齿形链传动链可分为：滚子链、齿形链 1 滚子链（套筒滚子链）滚子链（套筒滚子链） 组成组成: v内、外链板，套筒，销轴，滚子内、外链板，套筒，销轴，滚子 机械设计基础带传动和链传动 配合状况配合状况: v内链板、套筒之间内链板、套筒之间过盈配合过盈配合 v外链板、销轴之间外链板、销轴之间过盈配合过盈配合 v套筒、销轴之间套筒、销轴之间间隙配合间隙配合， 使内外链板能相对转动使内外链板能

23、相对转动 v链板形状的特点链板形状的特点等强度等强度 内链板内链板 外链板外链板 套筒套筒 销轴销轴 滚子滚子 参数参数 v节距节距p相邻两销轴中心之距离相邻两销轴中心之距离 v链长链长 链节数链节数 机械设计基础带传动和链传动 v链节数为偶数时，刚好内、外链节数为偶数时，刚好内、外 链板相连，再用开口销或弹簧链板相连，再用开口销或弹簧 锁住活动销轴；为奇时，采用锁住活动销轴；为奇时，采用 过渡链节过渡链节 （用过渡链节联接）（用过渡链节联接）奇数奇数 （直接联接）（直接联接）偶数偶数 p L 2 齿形链齿形链 v无声链无声链 结构：结构： v链板链板(带两个齿，交错并列铰带两个齿，交错并列铰

24、 接接) 、导板、导板(防侧向窜动防侧向窜动) 机械设计基础带传动和链传动 v由许多以铰链连接的齿形链板锁构成由许多以铰链连接的齿形链板锁构成 传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮 齿互相啮合齿互相啮合 特点：特点： v优点：优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能传动平稳、无噪声，承受冲击性能 好，工作可靠好，工作可靠 v适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，适宜场合：高速传动或运动精度要求较高， 传动比大和中心距较小传动比大和中心距较小 v缺点：缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难结构复杂，价格较高，且制造较难 二、链轮二、链轮 1 基本参数基本参数 v基本

25、参数：基本参数：节距节距p、套筒外径、套筒外径d1、齿数、齿数z、排、排 距距p1 v分度圆直径：分度圆直径：被链轮节距等分的圆，被链轮节距等分的圆， d=p/(sin180/z) v齿顶圆直径齿顶圆直径: da 机械设计基础带传动和链传动 2 齿形齿形 v端面齿形：三圆弧一直线端面齿形：三圆弧一直线 （零件工作图上不画）（零件工作图上不画） v轴面齿形：轴面齿形：(工作图上要画工作图上要画) v工作图应标明：链节距工作图应标明：链节距p、齿数、齿数z、分度圆直径、分度圆直径d以及顶圆直径以及顶圆直径da 3 材料材料 v材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨

26、性、强度 v小链轮材料好些小链轮材料好些 v低碳钢低碳钢(渗碳淬火渗碳淬火)、中碳钢、中碳钢(表面淬火表面淬火)、铸钢、夹布胶木、铸钢、夹布胶木(平稳、噪音小平稳、噪音小) 一、链条速度 二、传动比 三、链轮齿数 四、链节距 五、中心距和链条长度 机械设计基础带传动和链传动 一、链条速度一、链条速度 假定：假定：主动边总处于水平位置主动边总处于水平位置 链轮抽象成正多边形，边长为链轮抽象成正多边形，边长为 p 链速链速： 机械设计基础带传动和链传动 平均平均链速链速：相当于多边形轮的传动相当于多边形轮的传动 cos)2/( 11 dv sm pnzpnz v/ 100060100060 221

27、1 二、传动比二、传动比 v平均传动比，瞬时速度、传动比平均传动比，瞬时速度、传动比 是变化的，且是变化的，且z越少，转速越不越少，转速越不 均匀均匀 机械设计基础带传动和链传动 称为称为多边形效应多边形效应 v0= 1r 1 v 1 2 2 1 z z n n i 三、链轮齿数三、链轮齿数 v表表8-12，小链轮齿数选，小链轮齿数选 用奇数，这是因为链条用奇数，这是因为链条 的链节数一般用偶数的链节数一般用偶数 机械设计基础带传动和链传动 小链轮齿数小链轮齿数 z1 愈多，传动愈平稳，动载荷减小愈多，传动愈平稳，动载荷减小 通常取通常取 z1 17，且传动比，且传动比 i 越小，越小， z1可越多可越多 大链轮齿数大链轮齿数 z2 i z1 ，常取，常取 z2 120，以防止脱链，以防止脱链 四、链节距四、链节距p p 最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离 机械设计基础带传动和链传动 v节距节距 p 越大，承载能力越大越大，承载能力越大 v但但 p 过大，