机械设计基础带传动与链传动资料学习教案

1、会计学1机械设计基础机械设计基础(jch)带传动与链传动资料带传动与链传动资料第一页，共59页。3.带的类型(lixng)8-1 带传动的类型(lixng)和应用按工作(gngzu)原理分摩擦式带传动 啮合式带传动 按带的截面形状分 平带 V带 圆带 多楔带 同步齿形带第1页/共59页第二页，共59页。二、带传动(chundng)的特点及应用1带传动(chundng)的特点适于两轴中心距较大的传动可以(ky)缓冲、吸振当过载时可自动打滑结构简单，成本低优点尺寸大，不紧凑带与带轮接触面间有滑动，不能保证准确的传动比传动效率低，带的寿命短需要张紧装置缺点2.应用带速：一般5m/s25m/s，最高8

2、0m/s功率：最高700KW机床、抽水泵、缝纫机 第2页/共59页第三页，共59页。 8-2 普通(ptng)V带传动的结构及尺寸参数一、普通V带的结构(jigu)和规格 1.结构(jigu) 由包布，顶胶，抗拉体和底胶组成2.规格V带 普通V带：Y、Z、A、B、C、D、E 窄 V 带：SPZ、SPA、SPB、SPC 宽 V 带 已标准化第3页/共59页第四页，共59页。u普通(ptng)V带标记 带标准号基准长度截型名称第4页/共59页第五页，共59页。二、V带轮的材料(cilio)和结构1.材料(cilio)铸铁(zhti)（HT150，HT200），高速时宜采用钢制成。 2.结构通常由轮

3、缘、轮毂、轮辐或腹板组成第5页/共59页第六页，共59页。u结构(jigu)第6页/共59页第七页，共59页。 uV带的几个常用(chn yn)术语pb节线：V带弯曲时，带中保持原有长度不变的周线节面：带的全部(qunb)节线组成的面。 节宽：节面宽度(kund)称为节宽 V带轮槽两侧的夹角：32 34 36 38，V带40第7页/共59页第八页，共59页。 8-3带传动(chundng)的受力分析一、受力分析(fnx)带之间的拉力(ll)（带轮工作时 的摩擦力） 绕带轮的离心力静止与运动有区别绕带轮的弯曲力第8页/共59页第九页，共59页。1.带的拉力(ll)静止时：带两边(lingbin)

4、拉力等于初拉力0F运动(yndng)时：主动轮：摩擦力 使紧边拉力 增大1FfF从动轮：摩擦力 fF使松边拉力 减小2F设环形带的总长度保持不变： 不变01021202FFFFFFFfF第9页/共59页第十页，共59页。有效(yuxio)拉力 1.带的拉力(ll)120121()2FFFFFF有效拉力与带速V及传递功率(gngl)P之间的关系为：1000Fvp 式中：V带速 m/s P带功率Kw F有效拉力N第10页/共59页第十一页，共59页。u绕性体摩擦(mc)的欧拉公式打滑：带与带轮之间就会产生(chnshng)滑动，这种现象称为打滑。fFF当 时11212(1)(1)ffFFFFeF

5、e当忽略离心力的作用(zuyng)，由欧拉公式：Fmax？11ffFeFe21fFFe：为包角。一般取小轮包角 ：带与轮面间摩擦系数。对V带应用代替。 sin2fff第11页/共59页第十二页，共59页。u绕性体摩擦(mc)的欧拉公式公式(gngsh)讨论：f：带与轮面间摩擦系数。对V带应用(yngyng)sin2ff代替。 第12页/共59页第十三页，共59页。u绕性体摩擦(mc)的欧拉公式公式(gngsh)讨论：u初张紧力F0越大，最大有效(yuxio)拉力越大；u包角越大，最大有效拉力越大；u摩擦系数越大，最大有效拉力越大；Fmax的确定：11212(1)(1)ffFFFFeF e第13

6、页/共59页第十四页，共59页。2.离心力离心力作用(zuyng)在带的全长上2cFqvq：单位长度(chngd)带的质量kg/m211ffF eFqve221fFFqve22001112()2()111ffffeeFFqvFqvee12101211(1)()2fFFFFFFFe第14页/共59页第十五页，共59页。二、带的应力(yngl)1.紧边与松边拉力所产生(chnshng)的应力1122/FAFA2.离心力所产生(chnshng)的应力2/ccFAqvA3.弯曲应力2byEd1max1cb第15页/共59页第十六页，共59页。三、带的弹性(tnxng)滑动1弹性(tnxng)滑动弹性变

7、形沿轮的轮面向拉力的紧边方向逐渐(zhjin)增大，产生相对滑动。由于材料的弹性变形引起带在带轮上的微小滑动称为弹性滑动。 弹性滑动定义滑动率 ：从动轮圆周速度的降低率。 12222111 1121211(1)vvvd nvvd ndnnd 忽略弹性滑动 1221ndind第16页/共59页第十七页，共59页。2.打滑与弹性(tnxng)滑动的区别弹性滑动: 由于带的弹性及工作时紧松边存在拉力差引起(ynq)的。 是带传动中不可避免.打滑：由于过载（摩擦力小于有效拉力(ll)）引起的一种失效。 在带传动正常工作时应避免出现打滑。第17页/共59页第十八页，共59页。8-4 普通(ptng)V带

8、传动的设计计算一、带传动(chundng)失效形式交变(jio bin)应力下的疲劳失效打滑二、设计准则在不打滑条件下，带具有一定疲劳强度和寿命max11 bc第18页/共59页第十九页，共59页。三、设计(shj)步骤1.确定V带截型和带轮基准(jzhn)直径cAPK P确定(qudng)设计功率： 选择V带截型第19页/共59页第二十页，共59页。确定带轮的基准直径(zhjng)dd1和dd2然后选其标准值 三、设计(shj)步骤11212122(1)ddddnnddddnn验算(yn sun)带的速度V1 160 1000dd nv 一般在V=525m/s内选取,以V=2025m/s最为

9、有利。第20页/共59页第二十一页，共59页。三、设计(shj)步骤2确定中心距和V带基准(jzhn)长度初选(ch xun)中心距0a120120.7()2()ddddddadd0dLdL确定V带基准长度然后选取标准长度22100120()2()24dddddddLadda计算实际中心距002ddLLaa验算小轮包角121118057.3dddda1120第21页/共59页第二十二页，共59页。3.确定(qudng)v带的根数 计算(j sun)V带根数00()cLPzPP K K基本(jbn)额定功率。查表 基本额定功率增量。查表 带长修正系数 式中： 0P0PK包角修正系数LK计算作用在

10、轴上的载荷202.5500()cPKFqvzvK102sin2QFF z第22页/共59页第二十三页，共59页。8-5 带传动的张紧装置(zhungzh)与维护一、带的张紧装置(zhungzh)第23页/共59页第二十四页，共59页。u带的张紧装置(zhungzh)用带轮张紧第24页/共59页第二十五页，共59页。二、带传动(chundng)的维护1.安装时两带轮轴线必须平行。2. 两轮(lin ln)槽中线必须对正，减轻磨损。2.带传动(chundng)必须加防护罩。3.防止带老化，不宜于酸碱等介质接触。4.多根带并用时，应选相同的型号。 当一根带松弛或损坏时，应全部同时更换。第25页/共5

11、9页第二十六页，共59页。例 题 已知：传递功率P=15kw，带速V=15m/s，带在小轮上的包角 1=170(2.97rad)，带的厚度=4.8mm，宽度b=100mm， 带的密度=0.001kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数f=0.3。试求：传递的圆周(yunzhu)力紧边、松边拉力离心力在带中的拉力 所需初拉力作用在轴上的压力一平带传动(chundng)。解： 传递(chund)的圆周力10001000 15100015pFNv第26页/共59页第二十七页，共59页。例题(lt)（续）紧边、松边拉力(ll)0.3 2.9710.3 2.9720.3 2.97100016941111100

12、069411fffeeFFNeeFFNee离心力在带中的拉力(ll)22321 100.48 10 100 15108cFqvb vN 第27页/共59页第二十八页，共59页。 例题(lt)（续）所需初拉力(ll)0121()13022cFFFFN作用(zuyng)在轴上的压力101702sin2 1302sin259022QFF zN第28页/共59页第二十九页，共59页。例题(lt)设计：一电动机与减速器之间的普通(ptng)V带传动。 已知：电动机功率P=5kw，转速n1=1460r/min，减速器输 入轴转速n2=320r/min，载荷变动(bindng)微小，负载启动， 每天工作16

13、h，要求结构紧凑。解： 确定V带截型 1.21.2 56AcAkpk pkwV带截型：查图（由Pd，n1）得A型12121460100456320ddnddmmn确定V带轮直径查图及表：dd1=100mm由表取dd2=450mm第29页/共59页第三十页，共59页。例题(lt)（续）验算(yn sun)带速 1 17.64/ (525/ )60 1000dd nvm sm s 传动比 21214504.5100dddnind确定(qudng)中心距及V带基准长度120120.7()2()ddddddadd03851100mmamm要求结构紧凑取： 0600amm第30页/共59页第三十一页，共

14、59页。例题(lt)（续） 初定(ch dn)V带长度22100120()2()211524dddddddLaddmma2000dLmm由表取传动(chundng)中心距 00542.52ddLLaamm验算小带轮包角211118057.3143120dddda第31页/共59页第三十二页，共59页。例题(lt)（续）确定(qudng)v带的根数查表 001.320.170.91.03Lpkwpkwkk004.34()cLPzPP K K取：Z=5作用(zuyng)在轴上的载荷202.5500()145cPKFqvNzvK102sin13752QFF zN查表 ：0.1/qkg m第32页/共

15、59页第三十三页，共59页。8-6 链传动及其结构(jigu)一、链传动的组成(z chn)及特点主动(zhdng)链轮，从动链轮和链条优点保证准确的平均传动比作用在轴上的力小结构紧凑可使用恶劣环境中中心距可很大缺点瞬时链速及瞬时传动比不是常数传动平稳性差，工作中有一定的冲击和噪声只用于平行轴间的传动制造成本高第33页/共59页第三十四页，共59页。按结构不同，分为滚子链、齿形链等。其中(qzhng)，滚子链应用最广 8-6 链传动及其结构(jigu)第34页/共59页第三十五页，共59页。u滚子(n z)链结构 第35页/共59页第三十六页，共59页。三、滚子(n z)链基本参数1.链节距P

16、相邻两销轴中心(zhngxn)之间的距离。2.链的长度(chngd)LP链节数以取为偶数为宜。 3.滚子链型号分为A、B系列；常用A系列。 链标记：链号排数链节数 标准号 注意p 链号数25.416mm第36页/共59页第三十七页，共59页。四、链轮(lin ln)1.齿形由三段(sn dun)圆弧（aa，ab，cd）和一段直线（bc）组成滚子(n z)链的链轮齿形已标准化 第37页/共59页第三十八页，共59页。2链轮(lin ln)的尺寸分度圆直径(zhjng)： 180sinpdz齿顶圆直径(zhjng)（三圆弧一直线）：180(0.54cot)adpz齿根圆直径： 1fddd1d滚子直

17、径第38页/共59页第三十九页，共59页。3.链轮(lin ln)材料低速(d s)、轻载：中碳钢中速、中载：中碳钢淬火(cu hu)处理高速、重载：低碳钢渗碳淬火或中碳钢表面淬火载荷平稳、速度较低、齿数较多也可铸铁和非金属材料第39页/共59页第四十页，共59页。4.链轮(lin ln)的结构实心(shxn)式腹板式第40页/共59页第四十一页，共59页。4.链轮(lin ln)的结构组合式第41页/共59页第四十二页，共59页。4.链轮(lin ln)的结构第42页/共59页第四十三页，共59页。8-7 链传动的运动(yndng)分析和受力分析一、链传动的运动(yndng)分析1.平均(p

18、ngjn)链速112260 100060 1000z pnz pnv 链传动的平均传动比：1221nzinz第43页/共59页第四十四页，共59页。2.瞬时(shn sh)链速 8-7 链传动的运动(yndng)分析和受力分析主动轮链速： 1111360,2dz 11111sinsin2yd11111coscos2xd第44页/共59页第四十五页，共59页。从动轮(dngln)链速22221coscos2xd22221sinsin2yd21112211coscos22xxvvdd链的瞬时(shn sh)传动比： 1221coscosddi所以，链在运动中不断上下抖动(dudng)。为提高运动平

19、稳性，应减小链节距P，增多轮齿数Z 8-7 链传动的运动分析和受力分析第45页/共59页第四十六页，共59页。二、受力分析(fnx)1.工作(gngzu)拉力)(10001NvPF 2.离心力22Fqv3.链的垂度拉力(ll)3yFk qga垂度系数 yk 6 5 2.8 1.2 1yk030607590第46页/共59页第四十七页，共59页。紧边拉力(ll)： 松边拉力(ll): 链传动对轴产生(chnshng)的拉力： 123FFFF23FFF1(1.21.3)QFF二、受力分析第47页/共59页第四十八页，共59页。8-8 滚子链传动的设计(shj)计算一、失效(sh xio)形式1疲劳

20、破坏2铰链(jiolin)磨损3链条铰链(jiolin)胶合4链条静力拉断二、主要参数的选择与计算1传动比: 7i 最好在3左右。 2链轮齿数链速链速 v（m/sm/s） 1z0.63388172125Z1最好为奇数21ziz2120z ， 第48页/共59页第四十九页，共59页。3.链节距P高速(o s)重载时，宜选用小节距多排链；速度不太高时，宜选用大节距单排链。二、主要参数的选择(xunz)4.链长和中心(zhngxn)距0max2012210(3050) ,802()22pap apazzzzpLpa实际中心距22121221()()8()4222ppzzzzzzpaLL最好取偶数由图

21、选链号定链节距第49页/共59页第五十页，共59页。三、链传动的设计计算(j sun)步骤1.确定(qudng)链轮齿数2.初定(ch dn)中心距及链长 3.确定额定功率A0zmK PPK K4.确定链节距P 许用区域n1P极限功率曲线各种失效曲线围成的区域边线。链节距P由P0、小链轮n1及假设的失效形式查图。 2.链板冲击疲 劳强度限定4.铰链胶合 限定曲线1.铰链磨 损极限修正系数3.链板疲劳强度限定第50页/共59页第五十一页，共59页。5.计算(j sun)实际中心距三、链传动的设计(shj)计算步骤22121221()()8()4222ppzzzzzzpaLL6.验算(yn sun

22、)链速112260 100060 1000z pnz pnv 与初设的链速比较，若不符，重设Z17.计算作用在轴上的载荷1(1.21.3)QFF)(10001NvPF 第51页/共59页第五十二页，共59页。9.确定润滑(rnhu)方式和张紧装置人工(rngng)定期用油壶或油刷给油油浴润滑(rnhu)(甩油润滑(rnhu)油泵润滑(强制润滑)用油杯通过油管向松边内、外链板间隙处滴油第52页/共59页第五十三页，共59页。9.确定润滑方式(fngsh)和张紧装置第53页/共59页第五十四页，共59页。9.确定(qudng)润滑方式和张紧装置第54页/共59页第五十五页，共59页。例题(lt)已知：传动功率(gngl)P=5.5kw，转速n1=750r/min，工作机转速 n2=260r/min，传动布置倾角=40，中等冲击。设