第3章-挠性传动设计学习教案

1、会计学1第第3章章-挠性传动挠性传动(chundng)设计设计第一页，共88页。传动带摩擦(mc)带啮合(nih)带普通(ptng)平带普通带多楔带传动圆形带传动 高速带传动 窄带传动同步带传动齿孔带传动1.带传动的类型与结构带传动的类型、特点及应用 3.1 带传动设计第1页/共88页第二页，共88页。A )平带 b)V带 c)多楔带 d)圆带 a)同步(tngb)齿形带传动 b)齿孔带传动摩擦(mc)带传动的类型啮合(nih)带传动第2页/共88页第三页，共88页。2. 摩擦(mc)带带传动的特点 摩擦带传动主要优点：(1)结构简单，成本低，加工和维护方便；(2)适用(shyng)于两轴中心

2、距较大的传动（可达15m）；(3)带具有良好的弹性，能缓冲吸振，因而传动平稳，无噪声；(4)过载时带与带轮间会出现打滑，可防止损坏其他零件。摩擦带传动的主要缺点是：(1)外廓尺寸较大，结构不够紧凑；(2)带与带轮之间存在一定(ydng)的弹性滑动，不能保证恒定的传动 比，传动精度 和传动效率较低；(3)需要张紧装置；(4)带的寿命较短，需经常更换；(5)传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。第3页/共88页第四页，共88页。3.带传动(chundng)的应用 V带传动应用于中小功率（通常不大于100KW），带速一般(ybn)为v=525 m/s，使用高速环形胶带时可达60 m/s，使用锦

3、纶片复合平带时，可达80 m/s，传动比i7，传动效率0.900.95，传动比要求不十分准确的机械。 同步齿形带的带速为4050m/s，传动比i10，传递功率可达200KW，效率高达98%99%。同步齿形带的应用日益广泛(gungfn)，目前，主要用于计算机、数控机床、纺织机械、烟草机械等中小功率要求速比准确的传动中。第4页/共88页第五页，共88页。 带传动(chundng)的工作情况分析a. 带轮不转动(zhun dng)时1） 带传动(chundng)不分松边和紧边2）带所受的拉力均为张紧力F0b. 带轮空转时1）松紧边差异不明显2）带受力情况近似于带轮不转动时的状况1. 带传动时的受力

4、分析1 2 o1F0F0o2F0F0第5页/共88页第六页，共88页。o2o1c. 带传动正常(zhngchng)工作时1）带传动(chundng)出现松边和紧边3）紧边拉力 F1大于松边拉力F2。对应L和L抵消(dxio)，紧边力的增量F与松边力的减量F抵消(dxio) o1F2F1o2F12001FFFF 0212FFF 2）在正常工作状态下，带属于弹性 变形，且变形后，带的全长不变。即：带紧边的拉伸变形量L与松边的收缩变形量L相抵消。紧边松边F2第6页/共88页第七页，共88页。o1F2F1dP1fF fF 4）带对轮摩擦力（蓝色箭头），带轮给带向前作用的动摩擦力（红色箭头）。 取带为分

5、离(fnl)体，所有力对o1点取矩1000VFPe21FFFf 21FFFFfe VPFe1000 o1F2F1o2F1F2B021dfdF 211ddF 212ddF 第7页/共88页第八页，共88页。联立以上(yshng)各式：0212FFF 201eFFF 202eFFF 问题1： F0 与带传动能力(nngl)的关系； Fe 与 P 、V 的关系。结论： 当其它条件（如带和带轮材料匹配(ppi)）不变，张紧力F0 的大小决定了摩擦力Ff（ Ff = Fe ）的大小，即决定了带传动能力的高低。问题2：是否张紧力越大越好？21FFFFfe VPFe1000 1000VFPe 第8页/共88

6、页第九页，共88页。带传动(chundng)的最大有效圆周力及其影响因素欧拉公式(gngsh)1）欧拉公式推导的前提：带传动即将(jjing)打滑(过载引起）时2）欧拉公式推导的模型：小带轮上带长为 的微单元体受力dl（具体推导过程请参考有关教材）欧拉公式feFF21 e自然对数的底（e=2.718）f摩擦系数。V带用Vf 带轮包角，应代入小带轮包角1 118021()dddd57.5adFF+dFd2d2fdNdN第9页/共88页第十页，共88页。最大有效(yuxio)拉力2001FFFF 0212FFF 21FFFFfe 201eFFF 202eFFF 联立以下(yxi)各式：得到最大有效

7、(yuxio)圆周力为： 与 成正比0FecF0F 随 增大而增大 ecF 随 增大而增大fecFffeFF21 对 有影响的几个参数： ecF01 1/21 1/ffeFe0FecFf 0F在 ， ， 三者中 ，对 影响最大的是张紧力0FfecF0F11fecfeFFe211ecfFFe0121fecfeFFe第10页/共88页第十一页，共88页。平带与V带的摩擦力比较(bjio)前提(qint)： 所受张紧力相同,即 带对带轮的压紧力Q相等。QQ N/2N/2平带所受的摩擦力为QffNFfV带所受的摩擦力为NQN 2/ 2/ 2 sinQN fFNfffV当=40，3VQfQf即：V带传动

8、能力约为平皮带传动能力的三倍sin2Qfsin2fQVQf显然，在相同条件下，V带能传递较大的功率。或者说，在相同功率下，V带传动的结构较为紧凑(jncu)。因此，V带传动比平带传动应用更为广泛。第11页/共88页第十二页，共88页。2. 带的应力(yngl)分析:AF11s紧边拉应力AF22:s松边拉应力a) 拉应力(yngl)s s21s ss s,FF21o1o212第12页/共88页第十三页，共88页。2cqAsb)离心(lxn)应力离心应力沿带长处处相等离心应力第13页/共88页第十四页，共88页。 弯曲应力与与带轮直径dd成反比21bbs ss sc) 弯曲应力NoImagedbd

9、hEs11dbdhEs22dbdhEs最大应力(yngl)发生在皮带绕入小带轮紧边处11maxbCssss1o2o12maxsCs1s1bs2bs1n第14页/共88页第十五页，共88页。o1o23. 带的弹性(tnxng)滑动和打滑a)弹性(tnxng)滑动C1A1A2C2静弧11CA22CA动弧11BC22BC 在静弧处，带速与轮速相等，无相对(xingdu)滑动 在主动轮动弧段，带除了与轮速一致的速度外，还有相对于轮速反方向的收缩速度VS( 相对滑动速度) 致使带速落后于轮速V1 在从动轮动弧段，带除了与轮速一致的速度外，还有与轮速方向相同的拉伸速度VS( 相对滑动速度) 致使带速V高于

10、轮速V2结论： 弹性滑动不可避免。主动轮上，带的相对滑动 与轮速方向相反，从动轮相对滑动与轮速方向一致12VVVB1VSV1B2VSV2第15页/共88页第十六页，共88页。 弹性变形 导致弹性滑动 弹性滑动属于 正常工作现象 无法避免.弹性滑动对带传动的影响为：(1)使传动比不恒定，从动轮(dngln)的圆周速度低于主动轮(dngln)；(2)产生摩擦功率损失，降低了传动效率；(3)引起带的磨损，使带的温度升高。第16页/共88页第十七页，共88页。b) 打滑(dhu) 打滑(dhu)定义当动弧扩展到整个接触弧时，这种现象被称作打滑(dhu) 打滑(dhu)现象严重时，轮转带不动。 打滑的原

11、因带疲劳后松弛，或传动过载。 打滑的次序打滑首先始于小带轮F1o1F21 A1C1 打滑的性质打滑属于失效？B打滑对带传动的影响为：(1)使带的磨损加剧，寿命下降； (2)急剧发热烧带； (3)从动轮转速急剧下降，导致传动失效。打滑可以避免避免打滑的措施 设计合理 适时张紧或更换带 避免过载第17页/共88页第十八页，共88页。c)滑动(hudng)率滑动率的意义描述从动轮圆周速度相对于主动轮圆周速度的降低(jingd)程度滑动(hudng)率%100121 12)1( 100060111 ndd100060222 ndd)1 (1221 ddddnni=1%2%1221ddddnni 112

12、2)1(ndnddd 一般传动中，常取：第18页/共88页第十九页，共88页。1. V带的结构(jigu)和标准常用(chn yn)的V带主要有两种：普通(ptng)V带窄V带共分：Y、Z、A、B、C、D E七种类型共分：SPZ、SPA、SPB、SPC四种类型本章重点介绍的内容 普通V带传动a)V带的特点 整体呈无接头的环状； 结构分为两种帘布芯结构绳芯结构抗拉体顶胶包布底胶 带传动的设计计算第19页/共88页第二十页，共88页。b)V带及带轮的基准宽度(kund)和基准直径节面V带弯曲(wnq)后横截面的变形顶胶变窄底胶变宽节面宽度不变 节宽bP 是带的基准宽度(kund)（公称宽度(kun

13、d)） 带轮上，与带节宽bP 相等的槽宽bd 为带轮的节宽（基准宽度、公称宽度） 基准宽度（公称宽度）带的基准宽度 bP 带轮的基准宽度bddpbb bPbd第20页/共88页第二十一页，共88页。bPdd 基准直径(zhjng)（公称直径(zhjng)）带轮基准宽度bd所在(suzi)的直径dd 带的公称(gngchng)长度 Ld节面bdbP节线 基准长度已经标准化。普通V带的标记为：型号 基准长度 标准号。标记实例：B型带，基准长度为1000mm，标记为：B1000 GB1154489。普通V带已标准化，按截面尺寸分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，尺寸依次增大，各型号的截面尺寸见课

14、本中表3.2。第21页/共88页第二十二页，共88页。2. 设计(shj)准则和单根V带的基本额定功率P0a) 带传动(chundng)的设计准则在保证不打滑的条件下，具有(jyu)一定的疲劳强度和寿命b)单根V带的基本额定功率P0( 设计准则依失效形式而定）01000ecFP11fecfeFFe由：)11 (1feceFF)11 (1sfeA1bsCs smaxs由：1s1s得出： s1bsCs11(1)ecfFAes )(1Cbsss)11 (feA第22页/共88页第二十三页，共88页。01000ecFP 11()(1)1000bCfAesss试验得出： shdjLCL360011。1

15、特定(tdng)带长 平稳工作(gngzu)条件 包角180 实验限制(xinzh)条件：C由带的材质和结构决定的试验常数；dL带的基准长度；j带的某一点绕行一周所绕过的带轮数；hL带的寿命；带速。单根V带的基本额定功率P0见表3.4第23页/共88页第二十四页，共88页。考虑到具体使用条件与实验条件的不同(b tn)，对在实验条件下得到的基本额定功率P0进行修正得到额定功率P3. 单根V带的额定功率( dn n l)P LKKPPP)(000P考虑传动比大于1引入的功率增量（表3.5）K当实际包角不等于实验限制的包角180 时引入的包角系数表3.6）LK当实际带长不等于实验限制的特定带长时引

16、入的带长系数（表3.4）第24页/共88页第二十五页，共88页。4. 带传动的设计计算和参数(cnsh)选择所需传递(chund)的额定功率P；小带轮转速(zhun s)n1 设计内容基准直径dd ； a.已知条件和设计内容设计的已知条件一般包括：带传动的工作条件（载荷状况、运转情况） ；传动位置（水平、垂直、倾斜布置）和总体尺寸限制；大带轮转速n2或传动比i基准长度L；带的型号；传动中心距a；结构尺寸；根数Z；带轮的材料；带的初拉力；压轴力；张紧装置。带传动的设计计算第25页/共88页第二十六页，共88页。b)设计步骤(bzhu)和方法（1）确定(qudng)计算功率PcPKPAcP 名义(

17、mngy)功率，KWKA 工作情况系数。查表3.7（2）选择带型选择带型的依据 cP1n、第26页/共88页第二十七页，共88页。300050002000160040002008005001004003001000小带轮的转速n1 ( r / min)125025000.8 1 1.25 2 3.15 4 5 8 10 16 20 30 40 50 63 80 100 200 250 普通V带选型图ZABCDEd1=5071d1=80100d1=112140d1=125140d1=160200d1=200315d1=355400d1=450500d1=80100计算功率Pca /KW第27页/

18、共88页第二十八页，共88页。b)设计步骤(bzhu)和方法应该满足的条件：min1dddddbdhEs1）初选小带轮的基准直径1dd,1dd（3）确定带轮的基准直径2dd为了提高寿命，对 应选较大值。1dd第28页/共88页第二十九页，共88页。2）验算(yn sun)带的速度V1 1160 1000dd n应使max 较为适宜的带速为s/m20 一般(ybn)带速范围：smVsm/25/5 d d1、d d2圆整成表3.8的尺寸系列。这导致转速(zhun s)误差，因此需按下式验算传动比：21/100%5%dddiiid第29页/共88页第三十页，共88页。（4）确定中心距a并选择带的基准

19、长度 Ld设计(shj)顺序：0dLdL0aa0a1）0adL3）0dL查表3.3,参考 选用dL2）0dLa4）minamaxa120.7()dddd122()dddd02a21()2dddd2210()4ddddaa0.015dLa0.03dL问题：中心距过大或过小各有何不利影响？0dL200ddLLaa第30页/共88页第三十一页，共88页。（5）验算主动轮上的包角 11问题(wnt)：当小带轮包角小于90时，应采取何措施（6）确定(qudng)带的根数 Z查表3.5、表3.2带的根数一般不超过10根?18021()dddd57.5a？问题：如果设计结果 Z10 ，如何解决？K包角系数L

20、K带长系数90改选(gixun)型号适度提高带速提高P0、P0（见表3.3、3.4）00()cLPzPP K K第31页/共88页第三十二页，共88页。（7）确定(qudng)带的预紧力（张紧力） F00F2q1121VVffeceeF理论(lln)计算常用：工程计算(j sun)常用公式：2min0)5 . 2(500)(qZKPKFc第32页/共88页第三十三页，共88页。F0F01FP（8 ）计算(j sun)带传动作用在轴上的力（压轴力） FQF0F0FPabc12sin210ZFFQ第33页/共88页第三十四页，共88页。带传动参数(cnsh)选择a)中心(zhngxn)距a适度(s

21、hd)大的中心距对传动有利o1o2o1o211增大包角，提高传动能力；减少单位时间内带的循环次数，有利于提高带的寿命。中心距过大带振动，传动不平稳；结构尺寸过大。中心距过小包角减小，传动能力降低；单位时间内带的循环次数增加，带的寿命缩短。初估中心距：0a120.7()dddd122()dddd1dr1dr2dr2dr第34页/共88页第三十五页，共88页。b)传动比i当中心距一定(ydng)时，传动比越大，小带轮包角越小，传动能力1221ddddnnia35ia常用(chn yn)传动比：52i34i推荐值：11第35页/共88页第三十六页，共88页。c)带轮的基准(jzhn)直径小带轮直径(

22、zhjng)应满足关系：min1)(ddd表8-6 V 带轮的最小基准直径槽形ZYBACDE（d）min /mm205075125200355500小带轮直径过小的不利(bl)影响导致有效圆周力过大，使带的根数增多，轮宽增大，且载荷 在带间分配不均，运转不稳；100060111 nddVPFe1000 Z 使带的弯曲应力增大。bbdhE s第36页/共88页第三十七页，共88页。d)带速适宜(shy)的带速：sm/255最高带速：sm/30max带速过高离心应力(yngl)增大；单位时间内带的循环次数(csh)增大，导致带疲劳，降低带的寿命。带速过低导致有效圆周力过大，使带的根数增多，轮宽增大

23、，且载荷 在带间分配不均，运转不稳；2cqAs带传动一般应放在高速级传动功率P一定时，Fe变小，根数Z少，带截面小结构紧凑；在一般转速范围内，基本额定功率P0 随转速升高而增大， 能充分发挥带的传动能力 ；（P0值变化见表3.4）VPFe1000带传动具有缓冲吸振和过载保护功能。第37页/共88页第三十八页，共88页。 V带传动(chundng)的张紧、安装和防护张紧的目的(md)维持足够的摩擦力滑道(hu do)式张紧装置1) 滑道式a)定期张紧装置1. V带的张紧与调整第38页/共88页第三十九页，共88页。2) 摆架式(ji sh)摆架式(ji sh)张紧装置第39页/共88页第四十页，

24、共88页。b)自动(zdng)张紧装置 浮动摆架 电动机按装在浮动摆架上，利用电动机的自重，使带轮随同电动机绕固定轴摆动(bidng)，以自动保持张紧力第40页/共88页第四十一页，共88页。c)采用(ciyng)张紧轮的装置利用平衡(pnghng)重自动张紧：张紧轮设置在松边外侧靠小轮处 以增大小带轮包角。中心距不可调时：张紧轮设置(shzh)在松边内侧靠大轮处 以免反向弯曲降低寿命 ，同时尽量不减少小带轮包角G2、 V 带传动的防护（详见教材）第41页/共88页第四十二页，共88页。例题 设计(shj)某带式输送机传动系统中第一级用的普通V带传动。已知电动机功率P=4Kw。转速n=1440

25、r/min, 传动比i =3.4，每天工作8小时。解：1. 确定计算(j sun)功率Pc由表3.7查得工况系数(xsh)KA =1.1, 故：PKPAcKW4 . 441 . 1 2. 选择V带的型号根据Pc,，n1 由图3.11 。选用A型带。1）初选小带轮基准直径 dd1 ，由表由表3.8 取小带轮直径 dd1 =90mm。3. 确定带轮的基准直径dd 并验算带速2）验算带速10006011nddsmsm/30/5故带速合适。sm/78. 6100060144090第42页/共88页第四十三页，共88页。3）计算大带轮的基准(jzhn)直径。根据式3.20得12ddidd由表3.8取直径

26、系列值 ：dd2 =315mm 验算传动比误差(wch)合适4. 确定(qudng)V 带的中心距a 和基准长度Ld1）根据式（3.22），初定中心距 a0 =500mm。2）由式（3.23 ）计算带所需的基准长度021221004)()(22addddaLddddd50025004)90315(2)31590(2mm1661由表3.3选带的基准长度Ld = 1600mm。904 . 3mm3060a120.7()dddd122()dddd第43页/共88页第四十四页，共88页。3）按式由式(3.24)计算实际(shj)中心距a200ddLLaamm470)216611600500(中心(zh

27、ngxn)距的变化范围为：1600015. 0470dLaa015. 0max5. 验算(yn sun)小带轮上的包角1 。由式(3.26)得 adddd3 .57)(180121180mm430dLaa015. 0minmm5151600015. 04701524703 .57)90315(90包角合适第44页/共88页第四十五页，共88页。6. 计算(j sun)V带的根数Z1）计算(j sun)单根V带的额定功率P 。由dd1 =90mm ，n1 =1440r/min，表3.6、3.3得：查表3.4得：KWP064. 10根据(gnj)： n1 =1440r/min，i=3.4，A型带，

28、查表3.5得：KWP17. 002）计算V带的根数Z99. 0,925. 0LKK额定功率为： LKKPPP)(0099. 0925. 0)17. 0064. 1 (KW13. 1 PPZc13. 14 . 489. 3取 Z =4)12001440(1200145093. 007. 193. 00P根据表3.4查值求得：问题1：当带根数超过10根时，如何修改设计？问题2：带传动应放在高速级还是低速级？为什么？第45页/共88页第四十六页，共88页。7. 计算(j sun)单根V带的初拉力的最小值（F0）min 。由表3.2查得A型带的单位长度(chngd)质量q =0.1kg/m.2min0

29、)5 . 2(500)(qZKPKFca78. 64925. 04 . 4)925. 05 . 2(5002sin)(2)(1min0minFZFQN1438. 计算(j sun)压轴力FQ 278. 61 . 0 143422152sinN11109. 带轮的结构设计（略）计算压轴力的目的是什么?第46页/共88页第四十七页，共88页。3.2 链传动设计(shj)第47页/共88页第四十八页，共88页。倍速输送链 链传动的类型(lixng)、特点及应用a)链传动的组成(z chn) 主、从动链轮 链条b)链传动的主要(zhyo)类型传动链类型之一：套筒滚子链输送用平顶链曳引链按功能分1）传动

30、链2）输送链3）起重链链传动的特点具有中间挠性件的啮合传动。第48页/共88页第四十九页，共88页。按排数分1）单排链2）多排链ppt双排滚子链 三排滚子链第49页/共88页第五十页，共88页。c)链传动的功率(gngl)、转速范围和传动比i功率：100 KW 以下(yxi) 转速：Vmax15m/s imax=8d)链传动的传动性质(xngzh)啮合传动e) 链传动的使用场所 两轴相距较远，不宜采用齿轮的场所。一般放在传动系统的 低速级。f) 链传动的优缺点优点1）无弹性滑动和打滑，具有准确的平均传动比； 2）传动效率高； 3）链条不需要像带那样张得很紧，压轴力较小；4 ) 结构紧凑； 5）

31、能适应较为恶劣的工作环境，如高温、低速重载；6）制造安装精度要求低，成本低廉第50页/共88页第五十一页，共88页。7)远距离传动（大中心距传动）时，比齿轮(chln)轻便。主要缺点为 1）两平行(pngxng)轴之间不能反向转动； 2）瞬时传动比不恒定； 3）磨损后易跳齿； 4）工作时有噪音； 5）不宜在载荷变化大和急速反向传动中应用。本章重点(zhngdin)讨论的内容传动链中的套筒滚子链第51页/共88页第五十二页，共88页。a)滚子(n z)链的组成内链板 外链板 套筒 销轴 滚子(n z)各元件间的相对运动(xin du yn dn)关系有相对转动销轴套筒滚子套筒内链板套筒无相对转动

32、（过盈配合） 链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上销轴外链板外链板内链板间隙配合1.套筒滚子链的结构和规格第52页/共88页第五十三页，共88页。b)滚子(n z)链链板的形状8字形(z xn)按抗拉等强度设计c) 滚子链的接头(ji tu)形式1）链节数为偶数时开口销大节距弹簧卡片小节距2）链节数为奇数时过度链节FF问题：为避免采用过渡链节，合理的链长应为链节距长度的什么倍数?第53页/共88页第五十四页，共88页。d)滚子(n z)链的基本参数1）节距 P 其值越大，各零件的尺寸(ch cun)相应增大，承载能力越大；P2）滚子(n z)直径 ddb13）内链节内宽 b1节距 P 为主要

33、参数e)滚子链的标记08 A - 188 GB1243.183链号系列排数节数标准 编号 节距=链号25.4/16（mm）mm.P7121642508第54页/共88页第五十五页，共88页。d1dredfa)链轮的基本参数及主要(zhyo)尺寸齿面圆弧半径(bnjng)：re ri齿沟圆弧半径(bnjng)： ri 齿沟角： da链轮的节距：p -弦长 p分度圆直径：链轮主要尺寸计算公式：Zpd 180sindf=d-d1 齿顶圆直径：()Zcotpda18054.0齿根圆直径：360 Z 2. 链轮的齿形第55页/共88页第五十六页，共88页。1) 端面(dunmin)齿形 ：三圆弧一直线

34、d180 Z r3r2b)链轮(lin ln)齿形aar1bdc第56页/共88页第五十七页，共88页。rxbf1raptptra2) 轴面齿形 ：圆弧+直线(zhxin)单排链轮(lin ln)轴面齿形多排链轮(lin ln)轴面齿形零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。 齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。直线babaA型hbf1bf2bf3第57页/共88页第五十八页，共88页。1.链传动的运动(yndng)分析如果链条能整周包绕到链轮上，将会形成一个正多边形(zhngdubinxng)，这个正多边形(zhngdubinxng)的

35、边长为节距P，边数为链轮齿数z。a） 链的平均(pngjn)链速和传动比链轮转一周，随之转过的链长为zP，平均速度：1 160 1000z n P平均传动比为:1122nin21zz22/60 1000z n Pm s 链传动的运动分析和力分析第58页/共88页第五十九页，共88页。Add1b）链的瞬时(shn sh)链速和传动比Vy11Vx1）主动轮A 铰链(jiolin)点的速度分析1A1cosx11siny的变化(binhu)范围：2211 21 )z(11360 当=0，链速最大，maxmaxX当,21 链速最小，min11R112dd11cosR11sinR11R1180coszV1

36、11cos0R21 0链速Vx作周期性变化第59页/共88页第六十页，共88页。B22）从动轮B铰链点的速度(sd)分析222 R联立：1180z1180z 的变化范围：2180z2180z 的变化范围：由于、时时变化，瞬时传动比iS不为常数2cosx22cosR22siny22sinR11cosR22cosR1cosx11cosRvXvy212Si2cosR1cosR2cosx22cosR2180Z2180Zv2第60页/共88页第六十一页，共88页。 cosRcosRiS1221由上式可知，即使 1 为常数，由于， 时时变化，从动(cngdng)轮角速度 2 和瞬时传动比 is 也不等于常

37、数，这就是链传动的运动不均匀性。也被称作链传动的多边性效应多边形效应(xioyng)1180z1180z 的变化范围：2180z2180z 的变化范围：第61页/共88页第六十二页，共88页。B问题：链传动的多边形效应是如何产生(chnshng)的？是否可以避免？ P 链节距链传动的多边形效应是因链条围绕在链轮上形成正多边形而引起的。这个(zh ge)多边形越明显，多边形效应越明显。齿数Z越少，链节距P越大，多变形效应越明显P1R12sinPR111802sinRZ只有在Z1 = Z2 ( R1 = R2 )，且传动的中心距恰为节距P的整数倍时（和才会时时相等）传动比才会在整个(zhngg)啮

38、合过程中保持不变，即恒等1。第62页/共88页第六十三页，共88页。o1o2 a = ZP链传动不存在多边形效应(xioyng)的条件：（1）大小链轮(lin ln)齿数相等：Z1 = Z2 ( R1 = R2 )（2）中心(zhngxn)距 a 为节距 P 的整数倍。12Si2cosR1cosR11cos1cosRRR1R21122第63页/共88页第六十四页，共88页。c) 链传动的动载荷(zi h)1)链条(lintio)前进的加速度引起的动载荷2)从动链轮(lin ln)角加速度引起的动载荷dtdRJFd222 J从动轮的转动惯量；R2从动轮的分度圆半径2从动轮的角速度；当V， P ，

39、 Z，cdmaF1m紧边链条的质量Ca链条前进的加速度当,z1180 xCdadt11cosdRdt2max111180sinCaRZ 212P 1212coscosRR第64页/共88页第六十五页，共88页。 链节和链轮啮合瞬间(shn jin)的相对速度导致冲击动载荷的产生。3)链条沿垂直方向的分速度(sd)Vy的变化引起的动载荷4)链条和链轮啮合引起(ynq)的冲击动载荷yyydVFmamdt11siny11sinR22siny22sinR 链节与链轮啮合时有一定的相对速度BABAABABABVAVAB第65页/共88页第六十六页，共88页。b) 松边拉力fCFFF2 链速，（m/s）；

40、P传递的功率，（KW）；eF有效圆周力，（N）： PFe1000fF链条松边垂度引起的悬垂拉力：2(sin)10ffFKqa2. 链传动的受力分析(fnx)F1F1F2F2a)紧边拉力fCeFFFF1CF离心力引起的拉力（N）：2 qFC210ffFK qa (P174)q单位长度链条的质量，（kg/m）；第66页/共88页第六十七页，共88页。 套筒滚子(n z)链的设计计算a)失效(sh xio)分析1 )链的疲劳(plo)破坏链板疲劳断裂套筒、滚子表面疲劳点蚀链条的疲劳强度是决定链传动承载能力的主要因素2 )链条铰链的磨损3 )链条铰链的胶合4 )链条静力拉断发生场所：高速重载发生场所：

41、低速（V0.6m/s），过载销轴和套筒表面的胶合销轴和套筒表面比压大，两者又有相对滑动，因而引起磨损 PFe10001.套筒滚子链传动的设计约束分析第67页/共88页第六十八页，共88页。b)功率(gngl)曲线图1) 单排链的极限(jxin)功率曲线123极限功率P0/kw小链轮转速n1/（r/min）1由链板疲劳强度限定2由滚子、套筒冲击疲劳强度限定3由销轴和套筒胶合限定曲线的得出(d ch)：实验各曲线的适用范围：曲线1润滑良好，中等 （一般）速度链传动。承载能力取决链板的疲劳强度。曲线2较高速度链传动。承载能力取决滚子、套筒冲击疲劳强度。曲线3高速链传动。承载能力由销轴和套筒胶合限定。

42、第68页/共88页第六十九页，共88页。各曲线的适用范围：曲线1润滑(rnhu)良好，中等 速度曲线2较高速度链传动曲线3高速链传动讨论：在一般转速(zhun s)范围内，随着转速(zhun s)增高，单根链承载能力过了A点后，随着(su zhe)n1，P0123极限功率P0/kw小链轮转速n1/（r/min）1由链板疲劳强度限定2由滚子、套筒冲击疲劳强度限定3由销轴和套筒胶合限定AB 过了B点后，随着n1，P0下降的速度显著加快第69页/共88页第七十页，共88页。001000.10.10.0.0.0.1000010010100000额定功率Pmin)/r(n140A36A32A28A24A

43、20A16A12A10A08A问题：链号的选取 依据什么(shn me)参数？ 20 25.416p31.75mm8 25.416P12.7mm2)额定功率( dn n l)曲线第70页/共88页第七十一页，共88页。其试验条件为：1）主动链轮和从动链轮安装在水平平行轴上；2）主动链轮齿数z1=25；3）无过渡链节的单排滚子链，4）链条长Lp=120个链节；5）传动比i=3；6）链条预期使用寿命15000h；7）工作环境(hunjng)温度在-5+70之间；8）两链轮共面，链条保持规定的张紧度；9）平稳运转，无过载、冲击或频繁起动；10）清洁的环境(hunjng)，合适的润滑。 考虑到多数情况

44、下实际工作条件与试验条件不一致(yzh)。故必须对额定功率进行适当的修正。单排链传动的计算功率应为：0AzcaPK KPPPK第71页/共88页第七十二页，共88页。式中：P 名义传递功率，kW；Pca把实际工作条件修正为试验条件后的传递功率，kW；P0 试验条件下的额定功率，kW，图3.29；KA 工作情况系数，表3.11；Kz 小链轮齿数系数，表3.12，当工作点落在图3.28中曲线 顶点的左侧时（链板疲劳），查表中的Kz；当落在右侧(yu c) 时（滚子、套筒冲击疲劳），查表中的Kz；Kp 多排链系数，表3.13；第72页/共88页第七十三页，共88页。a) 选择(xunz)链轮齿数Z1

45、 、 Z2 Z1不能过小，否则(fuz) 多边形效应(xioyng)加剧，动载荷增大 cosRcosRiS1221 铰链的磨损加大 链传动的圆周力增大,加速损坏2.套筒滚子链传动主要参数的选择 分度圆确定的情况下，Z，P（AB），相对转动速度VAB越 大，铰链磨损越剧烈。冲击载荷越大。 链传动的圆周力增大,加速损坏 铰链的磨损加大eF有效圆周力，（N）： PFe1000紧边拉力fCeFFFF1紧边拉力过大使链条拉断的可能性增大第73页/共88页第七十四页，共88页。BA Z1大，Z2将更大，磨损(m sn)后，易发生跳齿和脱链。 Z1不能过大，否则(fuz)在平均传动比 i 一定的情况下：12

46、21nZinZ21ZiZd+d/2P/2d/2Z180d/22d(P+P)/2(d+d)/2P+PPd/22dd2d()/2sinPP()/2sin180 /PPZ/2sinP/2sin180 /PZ2dd()/2sin(180 /)PPZ/ 2sin(180 /)PZ2d/2sin(180 /)PZ)Z/sin(Pd180 (d+d)/2第74页/共88页第七十五页，共88页。 为使磨损均匀，大、小链轮的齿数Z1、 Z2最好(zu ho)取作与链节数互为质数公式(gngsh)分析:)Z/sin(Pd180 问题：脱链通常发生在哪个链轮上？ 具有相同(xin tn)磨损程度的链条，即在节距增量

47、P相同(xin tn)的条件下，Z越多， 链轮节圆直径增量d 越大，越容易跳齿和脱链。b) 传动比传动比不能过大，23.5为宜c) 链的节距链节距P，承载能力强链节距P，多边形效应明显节距P 的大小要适中，具体查图3.29 传动比过大时，由于小链轮上的包角过小，使啮合的齿数太少，会加速链轮轮齿的磨损，并且容易出现跳齿。 具体选取Z 请参考教材表3.14第75页/共88页第七十六页，共88页。中心距过小的不利(bl)影响：1）单位时间内，链条绕转次数增多，链条屈伸次数和应力(yngl)循环次数 增多，加剧了链的磨损和疲劳2）链条(lintio)在小链轮上的包角减小，在包角范围内每个链齿的受力 增

48、 大，磨损加剧，易发生跳齿和脱链中心距过大的不利影响：导致从动边垂度过大，传动时造成松边颤动。中心距初值 的范围：（3050）P0a中心距最大初值 maxa0一般情况：Pamax800有张紧装置或托板时：Pamax800中心距不可调时：Pamax300d) 链传动的中心距和链节数第76页/共88页第七十七页，共88页。链条(lintio)长度以链节数Lp表示 apzzzzpaLp21221)2(22（需要圆整） 链节数计算后圆整为偶数。然后据此可以求得实际(shj)中心距：)2( 8)2()2(421222121zzzzLzzLpapp第77页/共88页第七十八页，共88页。F） 压轴(y z

49、hu)力eFpsFKQ eF链传递的有效圆周力FpK压轴力系数FPK1.15水平传动1.05垂直传动当传递的有效圆周力相同时，链传动(chundng)与带传动(chundng)相比，哪种传动(chundng)的压轴力更大？e) 校核链速v，确定(qudng)润滑方式 按公式（3.34）计算链速v，应符合选取z1时所假定的链速范围，并由图3.31确定润滑方式。点击查看润滑方式的选择传动平稳时也可取压轴力Qs 1.2Fe。第78页/共88页第七十九页，共88页。 链传动的布置(bzh)和张紧1.链传动的布置(bzh)两轮轴不在同一水平面，松边应在下面。否则松边下垂量增大后链条与链轮(lin ln)容易卡死。两轮轴在同一水平面，紧边在上、在下均可以，但在上好些。工作。表13-14 链传动的布置链传动布置原则：链传动应尽量布置在铅垂平面内，中心线尽可能水平，也可倾斜一定角度，避免成铅垂线。并使松边在下方。传