考研东北大学827机械设计课件第十章带传动和链传动

1、第一节 带传动的类型和特点第二节 带传动的工作情况分析第三节 普通V带传动的设计计算第四节 V带传动的结构设计第五节 链传动的特点、类型及应用本章目录本章目录第六节 滚子链与链轮第七节 链传动的运动分析和受力分析第八节 链传动的设计计算第九节 链传动的布置与润滑下一页下一页退出退出下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录第一节 带传动的类型和特点一、带传动的组成和类型主动轮从动轮带下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录 带传动的类型摩擦带平带 应用V带 应用啮合带(同步带)圆带多楔带 应用应用第一节 带传动的类型和特点下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录平带二 普通V带传动第

2、一节 带传动的类型和特点下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录Q摩擦系数摩擦力：ffQfNFf平带N第一节 带传动的类型和特点下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录QNNfNfN带大于平带。传动能力当量摩擦系数：受力平衡：VfffffQfffQfNFfQNfNNQvvvf,2cos2sin2cos2sin22cos2sin22cos2sin2V带第一节 带传动的类型和特点下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录bbdhV带的标准化V带端面尺寸，带端面尺寸，GB11544-89 Y Z A B C D E(表表10-1) bd b h V带长度系列，带长度系列，GB11544-8

3、9（表（表10-2） 基准长度基准长度Ld第一节 带传动的类型和特点下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录摩擦带缺点：摩擦带缺点： 1.传动比不准确，丢转传动比不准确，丢转 2.压轴力大压轴力大 3.外廓尺寸大外廓尺寸大 4.效率效率低低 5 .寿命短寿命短 6.不适宜高温、易燃场合不适宜高温、易燃场合三、带传动的特点摩擦带优点摩擦带优点: 1. 平稳平稳 2. 保护保护 3. 简单简单 4. 中心距较大中心距较大第一节 带传动的类型和特点下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录带传动的张紧装置1.定期张紧装置2.自动张紧装置3.张紧轮装置滑轨和调节螺旋摆动架和调节螺旋第一节 带传动

4、的类型和特点下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录第二节 带传动的工作情况分析一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析02120012FFFFFFFF0F0F0F0F2F2F1F1初拉力工作中紧边松边12下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录21FFFe有效圆周力：220201eeFFFFFF松边拉力：紧边拉力：kw1000vFPe传递功率：决定由带传动的结构、材料最大有效圆周力：max20max11)(211effeFeeqvFF第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录影响带传递能力的因素 1.F0：F0 ,Femax , 应力；磨损寿命 F0 ,

5、Femax ,跳动打滑2.: ,emax ,一般min120, 特殊min =903. f：f ,Femax 4. q： qdC Femax 5. v：v dC Femax 第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录二、带的应力分析AFAF22111 紧边和松边拉力产生的拉应力第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录2 离心力产生的拉应力dCFvqrvrqdCcd2dsin2d)d(222qvFc2dFc2dFcdCnddrAqvAFcc2第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录d2dhEab。带的弹

6、性模量。带轮基准直径。垂直距离从胶带中性层到外层的式中2N/mm,mm,2mm,:Edhhhdaa3 弯曲应力第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录cb11max第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录F2F2F1F1a1b1c1a2b2c21 112 221n1 带传动的弹性滑动和打滑主动轮的弹性滑动从a1到b1从b1到C1F1F1F2带轮带vv主带轮带vv1 1静弧动角静角动弧三、带传动的运动分析第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录从动轮的弹性滑动F2F2F1F1a1b1c1a2b2c21

7、 112 221n从a2到b2从b2到C2F2F2F1带轮带vv从带轮带vv2 2静弧动角静角动弧第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录21FF 空载时：0,21为动角：2211, 静角：eF21 1maxeeFF 当0021 静角：2211动角：打滑功能失效第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录结果:主带轮从带轮vv.12.低3.磨损4.温升带弹性滑动的结果5.传动比不准确第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录11221122111211ndndndndndvvvddddd滑动率：2 传动比

8、)1 (1221ddddnni传动比：)(12忽略滑动率ddddi 第二节 带传动的工作情况分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录第三节 普通V带传动的设计计算一、带传动的失效形式和设计准则一、带传动的失效形式和设计准则失效形式：失效形式：1）打滑）打滑 2）疲劳破坏（脱层、疲劳断裂）疲劳破坏（脱层、疲劳断裂）设计准则：设计准则：1）不打滑）不打滑 2）有足够的疲劳强度和使用寿命）有足够的疲劳强度和使用寿命下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录二、已知条件及内容条件：1. 传动的用途级工作情况 2. 传递的功率 3. 主、从动轮的转速 4. 原动机的种类内容：1. 确定带的型号

9、、长度及根数 2. 带轮的基准直径、材料及结构 3. 中心距 4. 带对轴的压力第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录按Pc、 n1选带型号，图10-7确定小带轮基准直径dd1确定中心距a，和带长Ld 验算小轮包角1计算需用V带的根数z三、设计步骤和参数选择验算带速v确定大带轮基准直径dd2计算作用于轴上的载荷QR带轮的结构设计第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录1.1.选择带的型号选择带的型号计算功率：计算功率：Pc=KAP kWKA：工况系数表：工况系数表10-4P：额定功率额定功率由由PC,小轮转速小轮转速n1,按

10、选型图（图按选型图（图10-7）确定）确定第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录按按Pc、 n1选选带带型型号号第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录mindd槽形YZABCDEddmin205075125200355500推荐28711001402003555002.按带型号选带轮基准直径dd1）取标准值（表510,min1dddd第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录3.验算带速验算带速m/s255 m/s10006011vndvd第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上

11、一页上一页分目录分目录4.确定大带轮基准直径确定大带轮基准直径dd21212)1 (ddddidddid或=0.010.02，dd2圆整为标准值圆整为标准值第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录5.5.确定中心距确定中心距a和带长和带长Ld )(27 . 0(210ddddaacosadd1dd202121200422addddaLddddd由表10-2选Ld200ddLLaa第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录6.6.验算包角验算包角1 11203 .57180121adddd第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页

12、退出退出上一页上一页分目录分目录7.7.计算带的根数计算带的根数圆整,)(00LCkKPPPz包角系数，考虑不同包角对传动能力的影响，其值见表10-6； 长度系数，考虑不同带长对传动能力的影响，其值见表10-7 功率增量，见图10-9。KLK0P第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录8.8.计算压轴力计算压轴力10zF0zFRQ2sin22cos2100zFzFQRN15 . 250020qvKvzPFc第三节 普通V带传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录第四节 V带传动的结构设计V带的结构与规格帘布结构线绳结构下一页下一页退出退出上一

13、页上一页分目录分目录V带型号带型号Y、Z、A、B、C、D、E小大节线节线带弯曲时长度不变的周线，带弯曲时长度不变的周线，节面节面全部节线组成的面全部节线组成的面节宽节宽bd 节面的宽度节面的宽度bbdh第四节 V带传动的结构设计下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录V带轮常用的材料是铸铁。带轮常用的材料是铸铁。当当v25m/s时，常用牌号为时，常用牌号为HT150；当当v2530m/s时，常用牌号为时，常用牌号为HT200；高速带轮可采用铸钢或钢板焊接而成；高速带轮可采用铸钢或钢板焊接而成；小功率时也可采用铸铝或工程塑料。小功率时也可采用铸铝或工程塑料。 带轮的材料第四节 V带传动的结构

14、设计下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录bddd基本宽度基本宽度bd:带节面所在位置带节面所在位置的带的带 轮槽宽轮槽宽基准直径基准直径dd:带节面所在位带节面所在位置置的带轮直径的带轮直径基准长度基准长度Ld:规定的预紧力，位规定的预紧力，位于测量带轮基准直径上的周长于测量带轮基准直径上的周长V带轮结构第四节 V带传动的结构设计下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录V带轮结构实心式实心式mm300dd第四节 V带传动的结构设计下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录辐板式辐板式mm1001dddd1第四节 V带传动的结构设计下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录轮辐式

15、 mm300dd第四节 V带传动的结构设计下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录1 1、没有滑动，平均传动比准确；、没有滑动，平均传动比准确；2 2、作用在轴上的载荷较小；、作用在轴上的载荷较小；3 3、传动效率较高；、传动效率较高；4 4、能适应温度较高、湿度较大及低速的工作环境；、能适应温度较高、湿度较大及低速的工作环境；6 6、瞬时传动比不恒定，工作有噪声；、瞬时传动比不恒定，工作有噪声；7 7、不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用、不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用一、链传动的特点第五节 链传动的特点、类型及应用5 5、中心距适用范围大；、中心距适用范围大；8 8、只限

16、于平行轴传动。、只限于平行轴传动。下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录二 链传动的类型传动链起重链滚子链齿形链套筒链输送链链传动的类型第五节 链传动的特点、类型及应用下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录传动链第五节 链传动的特点、类型及应用下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录短短节节距距精精密密滚滚子子链链第五节 链传动的特点、类型及应用下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录齿形链齿形链第五节 链传动的特点、类型及应用下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录第六节第六节 滚子链与链轮滚子链与链轮一、滚子链结构一、滚子链结构滚子链装配滚子链装配下一页下一页退出退

17、出上一页上一页分目录分目录滚子链的接头型式滚子链的接头型式第六节第六节 滚子链与链轮滚子链与链轮下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录滚子链的标记链号排数 整链链节数标准编号例：08A186 GB1234.1-83第六节第六节 滚子链与链轮滚子链与链轮下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录双排滚子链双排滚子链单排滚子链单排滚子链多排滚子链多排滚子链第六节第六节 滚子链与链轮滚子链与链轮下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录二、滚子链链轮二、滚子链链轮 第六节第六节 滚子链与链轮滚子链与链轮下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录链轮主要尺寸（表链轮主要尺寸（表10-101

18、0-10） 分度圆直径 zpd180sin第六节第六节 滚子链与链轮滚子链与链轮下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录链轮齿形 1.端面齿形2.轴面齿形GB1244-85,表表10-11,规定规定最大、最小齿槽形状。最大、最小齿槽形状。常用：常用：3R齿形齿形第六节第六节 滚子链与链轮滚子链与链轮下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录 链轮的材料 中碳钢低速轻载 中碳钢淬火中速中载 低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火中碳钢或中碳合金钢表面淬火高速重载* 小链轮的材料应好于大链轮第六节第六节 滚子链与链轮滚子链与链轮下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录第七节第七节 链传动的运动分析和

19、受力分析链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动不均匀性1221122211100060100060zznnipnzpnzv 链绕在链轮上曲折成正多边形的一部分，正多边形边链绕在链轮上曲折成正多边形的一部分，正多边形边长为链节距长为链节距p，边数为链轮齿数，边数为链轮齿数z，链轮转一周，链条转过，链轮转一周，链条转过的长度为的长度为zp，链传动的平均链速，链传动的平均链速v和平均传动比和平均传动比i12为：为：由于多边形效应，瞬时速度和瞬时传动比都是变化的，每转一个节距呈周期性变化。下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录第七节第七节 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析

20、一、链传动的运动不均匀性vAvAv11r11Osinsincoscos111111rvvrvvrvAAAA垂直速度：前进速度：点速度：“正多边形效应”动和动载荷。慢、忽上忽下。产生振链条运动表现出忽快忽大小周期变化。vv,22/360111的变化范围为，z下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录cos22rv 从动轮上链条前进从动轮上链条前进速度速度：瞬时传动比瞬时传动比：121221coscoszzrri瞬态传动比：位置角主、从动链轮上链条的链条前进速度相等：,coscos2211rrv链轮转速越高，节距越大，齿数越少，链速波动越链轮转速越高，节距越大，齿数越少，链速波动越严重，动载荷越

21、大。严重，动载荷越大。第七节第七节 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录N. 22qvFc离心拉力：N1000. 1vPFe有效圆周力：二、链传动的受力分析1410N100/. 3与布置有关，表垂度系数垂度张力：ffyKqaKFN)30. 115. 1 (. 4eQFF 轴上压力：第七节第七节 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录1 1、链板的疲劳破坏、链板的疲劳破坏2 2、套筒、滚子的冲击破坏、套筒、滚子的冲击破坏3 3、销轴与套筒的胶合、销轴与套筒的胶合4 4、链条铰链的

22、磨损、链条铰链的磨损5 5、链条的过载拉断、链条的过载拉断第八节第八节 链传动的设计计算链传动的设计计算一、链传动的失效形式一、链传动的失效形式传动中，链轮的工作寿命是链条的23倍，故失效主要研究链条的失效。下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录实验条件：实验条件：1.两链轮安装在水平轴上且共面两链轮安装在水平轴上且共面2.小链轮齿数小链轮齿数z1=19，传动比，传动比i=33.链长链长Lp=100 节；节；4.载荷平稳；载荷平稳；5.按推荐的方式润滑按推荐的方式润滑6.连续连续15000小时满负荷运转小时满负荷运转7.链条磨损相对伸长量链条磨损相对伸长量 0.6 m/s铰链磨损铰链磨损

23、链板疲劳链板疲劳冲击疲劳冲击疲劳铰链胶合铰链胶合安全区安全区单排滚子链的额定功率曲线单排滚子链的额定功率曲线1n0P二、额定功率曲线（图二、额定功率曲线（图10-23）第八节第八节 链传动的设计计算链传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录三三 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算1. 中、高速链传动的设计计算中、高速链传动的设计计算1.确定链轮齿数2.选定链条型号、确定 链节距3.3.确定中心距确定中心距a a4.4.计算链速计算链速5.5.确定实际中心距和链条节数确定实际中心距和链条节数6.6.计算压轴力计算压轴力Q Q第八节第八节 链传动的设计计算链传动的设计计算下

24、一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录（1 1）确定链轮齿数）确定链轮齿数若若z z1 1过少：过少：不均匀性及动载增大；不均匀性及动载增大； 链条进入退出啮合相对转角大，铰链磨损增大；链条进入退出啮合相对转角大，铰链磨损增大； 圆周力增大，加速链条链轮的损坏。圆周力增大，加速链条链轮的损坏。 若若z z2 2过多：过多：传动尺寸的质量增大；传动尺寸的质量增大； 因链条节距伸长易于发生跳齿和脱链。因链条节距伸长易于发生跳齿和脱链。 传动比传动比i i123456 6齿数齿数z z1 131272523211717限定最大齿数限定最大齿数z zmaxmax150150* * z z常取奇数常

25、取奇数推荐传动比推荐传动比 i=23.5 限定限定i6第八节第八节 链传动的设计计算链传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录（2）确定链节距节距节距p越大，承载能力越高，多边形效应越大越大，承载能力越高，多边形效应越大。尽量选取尽量选取小节距单排链，高速重载时选小节距多排链。小节距单排链，高速重载时选小节距多排链。pzAKPKKP 0:,按下式修正与实验条件不同设计的链实际工作条件KA：工作情况系数（表：工作情况系数（表10-15）Kz：小链轮齿数系数：小链轮齿数系数 （图（图10-26）根据传递功率根据传递功率P和小轮转速和小轮转速n1,由图由图10-24选取型号、节距选

26、取型号、节距Kp：多排链系数：多排链系数(表表10-16）P0：特定条件下单排链所能：特定条件下单排链所能传递的许用功率（图传递的许用功率（图10-24）第八节第八节 链传动的设计计算链传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录（3）计算链速r/mmmm/151000601111小链轮转速，链节距，小链轮齿数一般要求：npzsmpnzv第八节第八节 链传动的设计计算链传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录中心距中心距a过小，链条绕转次数增多，加剧磨损和疲劳；链条过小，链条绕转次数增多，加剧磨损和疲劳；链条在小轮上的包角变小，易跳齿和脱链；在小轮上的包角变小，

27、易跳齿和脱链；中心距中心距a过大，从动边垂度过大，造成松边颤动。过大，从动边垂度过大，造成松边颤动。一般初选中心距一般初选中心距 a0=(3050)p, a0max=80p（4 4）中心距）中心距a和链长和链长Lp)()2(222120210偶数圆整整数链节数：zzapzzpaLp)2( 8)2()2(421222121zzzzLzzLpapp实际中心距：第八节第八节 链传动的设计计算链传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录（5 5）计算对轴的作用力）计算对轴的作用力m/skWN3 . 12 . 11000链速，传递的功率，传动的圆周力，压轴力系数，取vPFKvPKFKQtQQtQR第八节第八节 链传动的设计计算链传动的设计计算下一页下一页退出退出上一页上一页分目录分目录（6 6）链轮几何尺寸计算及零件）链轮几