挠性传动的知识点和练习题

1、挠性传动的知识点和练习题 7.1 7.2 解决任务的方法 7.3 相关知识点介绍 7.4 知识拓展 同步带传动与高速带传动 7.5 思考及练习题 7.1 任务引入 在金属切削机床、 汽车、 农机等各种机械传动系统中， 广泛应用着带传动 。 在运输、 起重、 建筑、 化工等各类机械中，广泛应用着链传动 。 带传动和链传动均为挠性件传动， 它们利用中间挠性件（ 带或链） 把主动轴的运动和动力传递给从动轴 。 如图 7-1 所示的颚式破碎机中采用了带传动， 电动机 1 通过带传动装置（ 2 、 3 、 4 ） 带动偏心轮 5 转动，使得动颚板 6 作往复摆动，与定颚板 7 共同实现压碎物料的工作任务

2、 。 图 7-2 中的自行车采用链传动来传递动力的 。 因此， 掌握带传动和链传动的类型、 特点、 应用及设计方法尤为重要 。 返回7.2 解决任务的方法 掌握带传动和链传动的应用特点和设计方法， 首先从带传动和链传动的类型、 应用、 受力分析等入手，明确带传动的设计准则和设计步骤，了解带传动和链传动的张紧装置、 安装、 维护等问题 。 返回7.3 相关知识点介绍 课题一 带传动应用分析 一、 带传动的组成 如图 7-3 所示， 带传动是由主动轮 1 、 从动轮 2 、 紧套在两轮上的传动带 3 及机架 4 组成 。 安装时传动带张紧在带轮上， 使传动带与带轮在接触表面间产生正压力 。 当主动

3、带轮 1 旋转时， 在传动带 3 与带轮接触面间产生摩擦力， 从而带动传动带 3 运动 。 同时， 传动带 3 带动从动轮 2 转动 。 这样，主动轮 1 的运动和动力传递给从动轮 2 。 下一页返回7.3 相关知识点介绍 二、 带传动的类型 按照工作原理不同，带传动分为摩擦型带传动（ 图 7-4 ） 和啮合型带传动（ 图 7-5 ） 。在摩擦型带传动中， 根据传动带的横截面形状的不同， 又可以分为平带传动（ 图 7-6 （ a ）、 圆 带传动（ 图 7-6 （ b ）、 V 带传动（ 图 7-6 （ c ） 和多楔带传动（ 图 7-6 （ d ） 。平带的截面形状为矩形， 内表面为工作面，

4、 如图 7-6 （ a ） 所示， 其截面尺寸已标准化 。 常用的平带有胶带、 编织带和强力锦纶带等 。 平带传动结构最简单，平带挠曲性好，平带轮易于加工 。 圆形带横截面为圆形， 如图 7-6 （ b ） 所示 。 仅用于功率较小的低速传动，如缝纫机、 仪器等 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 按用途分，带传动可分为传动带和输送带两类 。 传动带主要用来传递运动和动力，输送带主要用来输送物品 。 三、 带传动的形式 带传动的主要形式及各种形式对各带型的适用性如表 7-1 所示 。 利用 V 带传动一般均采用开口传动形式 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 课题二 V带和 V

5、带轮 一、 普通 V 带的结构 普通 V 带已标准化，标准 V 带都制成无接头的环形带， 按其结构分为帘布芯结构和绳芯结构两种，其横截面结构如图 7-7 所示 。 V 带由包布、 顶胶、 抗拉体、 底胶四部分组成 。 抗拉体的结构形式有帘布结构（ 见图 7-7 （ a ） 和线绳结构（ 见图 7-7 （ b ） 两种 。 帘布结构制造方便，抗拉强度高，用于一般用途的传动；线绳结构韧性好、 柔软，抗弯强度较好，用于带轮直径较小、 转速较高的带传动 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 根据国家标准规定， 按截面尺寸由小至大的顺序将 V 带分为 Y 、 Z 、 A 、 B 、 C 、 D 、

6、 E 七种型号。 在同样条件下， 截面尺寸大则传递的功率就大 。 其中 Y 型尺寸最小， 只用于传递运动 。 E 型 V 带截面尺寸最大 。 如图 7-8 所示 。 二、 窄 V 带 窄 V 带的截面高度 h 与节宽 bp 的比值等于 0.9 。 窄 V 带的抗拉体采用高强度绳芯，按国家标准，窄 V 带按截面尺寸分为 SPZ 、 SPA 、 SPB 、 SPC 四个型号，窄 V 带的截面形状如图 7-10 所示 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 三、 V 带的标记 V 带的标记由截型、 基准长度和标准编码组成，一般标在传动带的顶面上 。如 A-1400 GB 11544 1997 ，

7、 表示 A 型普通 V 带，基准长度为 1400 mm 。 每根 V 带顶面应有水洗不掉的标志，包括制造厂名或商标、 标记、配组代号和制造年月等 。 四、 V 带轮的材料和结构 带轮的常用材料为铸铁和钢， 当周速度 v 时， 选用HT150 ， 当 v =25 30 m/s 时选用 HT200 ； 当 v 25 45 m/s 时，选用球墨铸铁、 铸钢或锻钢，也可用钢板冲压后焊接带轮 。 小功率传动时可选用铸铝或工程塑料 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 V 带轮由轮缘、 轮毂和辐板（ 或轮辐） 三部分组成， 如图 7-11 所示 。 如图 7-12 所示， 根据带轮直径的大小， V

8、带轮的结构形式可分为实心式 （ 图 7-12 （ a ）、 辐板式（ 图 7-12 （ b ）、 带孔辐板式（ 图 7-12 （ c ） 和椭圆轮辐式 （ 图 7-12 （ d ） 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 课题三 带传动的工作情况分析 一、 带传动的受力分析 图 7-13 所示为带传动工作前后的受力情况 。 安装带传动时， 传动带就以一定的初拉力 F0 紧套在带轮上，由于 F0 的作用，带和带轮接触面上就产生了正压力 。 带传动不工作时，传动带两边拉力相等，都等于 F0 。 显然有效拉力Fe与带和带轮之间在整个接触弧上总摩擦力Ff相等，即Fe = Ff = F1 - F2

9、带传动所能传递的功率： 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 最大有效拉力为由式上式可知，影响带的最大有效拉力的因素有初拉力F0、带速 v、当量摩擦系数fv和小轮上包角1。 二、 带的应力分析 带传动工作时，带上应力有以下几种：（ 1 ） 拉应力 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 （ 2 ） 弯曲应力 。 带绕过带轮时， 由于弯曲变形而产生弯曲应力 。 带上的弯曲应力为 （ 3 ） 离心应力 。 带绕过带轮时作圆周运动而产生离心拉力 Fc ， 离心力将使带受拉，在截面上产生离心拉应力，其大小为 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 三、 带的弹性滑动和打滑 1. 弹性滑动现象 由

10、于带的弹性变形不一致而引起的带与带轮之间的相对滑动，称为带的弹性滑动 。 由于存在弹性滑动现象， 从动轮圆周速度 v2 必然低于主动轮圆周速度 v1 ，其差值与主动轮圆周速度之比称为滑动率 。 带传动的实际传动比 i 为 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 2. 打滑 当带传动的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈的相对滑动（ 一般发生在较小的主动轮上）， 从动轮转速急速下降，甚至停转，带传动失效，这种现象称为打滑 。 打滑对其他机件有过载保护作用， 但应尽快采取措施克服，以免带磨损发热使带损坏 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 课题四 普通 V 带传动

11、设计计算 一、 带传动的失效形式和设计准则 带传动的主要失效形式有：（ 1 ） 带在带轮上打滑，不能传递运动和动力；（ 2 ） 带由于疲劳产生脱层、 撕裂和拉断；（ 3 ） 带的工作面磨损 。二、单根V 带的基本额定功率和许用功率单根普通 V 带在试验条件所能传递的功率，称为基本额定功率，用 P1表示。单根普通V 带在设计所给定的实际条件下，允许传递的功率，称为许用功率，用P1表示。上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 三、普通V 带传动设计计算1.设计计算的已知条件和主要内容V 带传动设计计算前应明确的设计条件有：（1）传动的用途、工作表现和原动机种类；（2）传递的功率；（3）主、从动轮转

12、速n1、n2（或n1和传动比i）；（4）其他要求，如中心距大小，安装位置限制等。设计应完成的主要内容有：（1）V 带的型号、长度和根数；（2）带轮的尺寸、材料和结构；上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 （3）传动中心距a；（4）带作用在轴上的压轴力FQ等。2.普通V 带传动设计计算步骤（1）确定计算功率。（2）选择 V 带型号 。 （3）确定V 带轮的基准直径dd1、dd2。（4） 确定中心距 a 和带的基准长度 Ld 。 （5）验算小带轮包角1。（6）确定V 带根数z。（7）计算单根V 带的初拉力F0。上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 （8）计算带传动的压轴力FQ。（9）V 带轮的

13、结构设计。例7-1 试设计某机床用的普通V 带传动，已知电动机功率P =5.5 kW，转速 n1=1440 r/min，传动比 ，要求两带轮中心距a不大于800 mm，每天工作16 h。上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 课题五 带传动的张紧、 安装与维护 一、 带传动的张紧 带的初拉力对其传动能力、 寿命和压轴力都有很大影响，适当的初拉力是保证带传动正常工作的重要因素 。 为使带具有一定的初拉力，新安装的带套在带轮上后需张紧，带运行一段时间后，会产生磨损和塑性变形，使带松弛而初拉力减小，需将带重新张紧 。 常用张紧方式有调节中心距方式和采用张紧轮方式两种 。 1. 调节中心距 当中心距可

14、调时， 加大中心距， 使带张紧， 调节中心距的张紧装置有以下两类：上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 （ 1 ） 定期张紧装置 。 定期张紧装置又有移动式和摆动式 。 移动式定期张紧装置如图 7-19 （ a ） 所示，调整时，松开螺母 2 ， 旋动调节螺钉 1 ，将电动机沿导轨 3 向右推动到适当位置，再拧紧螺母 2 。 移动式适用于水平或倾斜不大的场合 。 对于垂直或接近垂直传动，可用摆动式定期张紧装置， 如图 7-19 （ b ） 所示 。 电动机安装在摆架 1 上， 用螺钉 2 来调整摆架位置，顺时针旋转摆架，将带张紧 。 （ 2 ） 自动张紧装置 。如图 7-20 所示， 利用电

15、动机和摆架的自重使摆架顺时针旋转， 将带自动张紧 。 自动张紧方法常用于小功率传动 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 2. 采用张紧轮 中心距不可调时， 可采用张紧轮张紧装置， 如图 7-21 所示 。 张紧轮一般应布置在松边的内侧并尽可能靠近大带轮，以免过多减小小带轮包角 1 和使带反向弯曲而降低寿命 。 二、 V 带初拉力的测定 为了测定所需初拉力 F0 ， 通常在带的切边中点加一规定的载荷 G ， 使切边长每 100 mm 产生 1.6 mm 挠度，如图 7-22 所示 。 载荷 G 的值可由下式计算出： 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 三、 带传动的安装、 使用和维护

16、 1. 带轮的安装 平行轴传动时， 各带轮的轴线必须保持规定的平行度 。 两 V 带轮应平行，两带轮相对的 V 形槽的对称面应重合， 否则会加速带的磨损， 降低带的寿命。 2. 传动带的安装 传动带安装时应注意以下几点： （ 1 ） 通常应通过调整各轮中心距的方法来装带和张紧 。 （ 2 ） 在带轮轴间距不可调而又无张紧轮的场合下， 安装聚酞胺片基平带时，应在带轮边缘垫布以防刮破传动带，并且边转动带轮边套带 。 安装同步带时同时缓慢地将带移动，以保持带能平齐移动 。上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 （ 3 ） 同组使用的 V 带应型号相同、 长度相等，不同厂家生产的 V 带、 新旧 V

17、带不能混合使用 。 （ 4 ） 安装 V 带时， 应按规定的初拉力张紧 。 3. 带传动的使用和维护 带传动的维护需注意以下几点：（ 1 ） 新带运行 24 h 48 h 后应进行一次检查和调整初拉力 。 （ 2 ） 带传动装置外面应加防护罩， 以保证安全， 防止带与酸、 碱或油接触而腐蚀传动带 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 （ 3 ） 带传动不需润滑，禁止往带上加润滑油或润滑脂， 应及时清理带轮槽内及传动带上的油污 。 （ 4 ） 应定期检查胶带，如有一根松弛或损坏则应全部更换新带 。 （ 5 ） 带传动的工作温度不应超过 60 。 （ 6 ） 如果带传动装置需闲置一段时间后再

18、用，应将传动带放松 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 课题六 链传动 一、 链传动的组成、 类型、 特点及应用 1. 链传动的组成 现代机械上广泛应用链传动 。 如图 7-25 所示， 链传动由两轴平行的主动链轮 1 、 从动链轮 2 和绕在链轮上的链条 3 组成，通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合来传递运动和动力 。 因此，链传动是一种具有中间挠性件的啮合传动 。 2. 链传动的类型 根据用途的不同，链传动分三大类： 传动链 ，起重链 ，牵引链。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 3. 链传动的特点和应用 链传动兼有带传动和齿轮传动的特点 。 链传动应用 较广， 在通常情况下

19、， 传动链的传递功率 P 100 kW ，传动比 i 8 ， 中心距 a 6 m ， 链速 v 15 m/s ， 传动效率为 0.95 0.98 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 二、 链和链轮 1. 滚子链的结构 滚子链的结构如图 7-27 所示 。 2. 滚子链的标准 目前使用的滚子链的标准为 GB/T 1243 1997 ， 分 A 、 B 两个系列， A 系列用于重载、 高速和重要传动， B 系列用于一般传动，常用 A 系列 。 对应于链节距不同的链号数， 用链号乘以 所得数值即为节距 p 值（ mm ） 。 3. 链节数与 滚子链的接头形式（ 图 7-29 ）链的接头称为连

20、接链节 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 4. 链轮的尺寸参数 若已知节距 p ， 滚子直径 dr 和链轮齿数 z ，链轮主要尺寸可按表 7-10 计算 。5. 链轮的齿形和结构 链轮的齿形应保证链轮与链条接触良好、 受力均匀，链节能顺利地进入和退出与轮齿的啮合 。 根据 GB/T 1243 1997 ，链轮端面齿形推荐用三圆弧一直线齿形， 如图 7-30 所示 。 此时，若用标准刀具加工时，在链轮工作图上可不画端面齿形，只画轴向齿形，但需注明 “ 齿形按 3RGB/T 1243 1997 的规定制造 ”。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 6. 链轮的材料 链轮材料应保证其有

21、足够的抗疲劳强度、 耐冲击性和耐腐蚀性， 故链轮材料多采用中碳钢和中碳合金钢 。 工作时因小轮啮合次数远远多于大轮的啮合次数，易于损坏，故小轮的材料应比大轮的要好一些 。 常用的链轮材料及应用范围见表 7-11 。 链轮工作图示例如图 7-32 所示 。 三、 链传动的运动特性和动载荷 1. 链传动的运动特性 （ 1 ） 平均链速和平均传动比 。 链的平均速度 v 为 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 链传动的平均传动比为 （ 2 ） 瞬时链速和瞬时传动比 。2. 链传动的动载荷 链传动在工作过程中，链条和从动链轮都是作周期性的变速运动，因而造成和从动链轮相连的零件也产生周期性的速度变化

22、，从而引起了动载荷 。 链传动的多边形效应是产生动载荷的根本原因 。 动载荷的大小与回转零件的质量及加速度的大小有关 。 （ 1 ） 链条前进加速度引起的动载荷 Fdl（N）为 Fd1=mac 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 （ 2 ） 从动链轮的角加速度引起的动载荷 Fd2（ N ） 为四、 链传动的布置、 安装、 张紧与润滑 1. 链传动的布置 传动装置最好水平布置， 如图 7-35 （ a ） 所示 。 当必须倾斜布置时， 中心连线与水平面夹角应小于 45 ， 如图 7-35 （ b ） 所示 。 2. 链传动的安装 为了保证链传动良好的啮合，两链轮轴线应平行，使链轮在同一垂直平

23、面内旋转 。 安装时，应使两轮中心平面轴向位置误差 e 0.002 a （ a 为中心距）， 两轮旋转平面间夹角 0.006 rad ， 如图 7-37 所示 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 3. 链传动的张紧 链传动正常工作时，应保持一定张紧程度，链传动的张紧程度，可用测量松边垂度的方法来衡量，松边垂度可近似认为是两轮公切线与松边最远点的距离 。 链传动的张紧可采用以下方法：（ 1 ） 调整中心距 。 （ 2 ） 缩短链长 。 （ 3 ） 用张紧轮张紧 。 上一页下一页返回7.3 相关知识点介绍 4. 链传动的润滑 良好的润滑可以减少链传动的磨损，提高工作能力，延长使用寿命 。

24、链传动采用的润滑方式有以下几种： （ 1 ） 人工定期润滑 。 （ 2 ） 滴油润滑 。 （ 3 ） 油浴润滑 。 （ 4 ） 飞溅润滑 。 （ 5 ） 压力润滑 。 上一页返回7.4 知识拓展 同步带传动与高速带传动 1. 同步带传动简介 如图 7-38 所示，同步带传动是一种啮合传动， 兼有带传动和齿轮传动的特点 。 同步带传动时无相对滑动， 能保证准确的传动比 。 传动功率较大（ 数百千瓦）、 传动效率高（ 达 0.98 ）， 传动比较大（ i 20 ）， 允许带速高（ 至 50m/s ），而且初拉力较小， 作用在轴和轴承上的压力小， 但制造、 安装要求高、价格较贵 。 同步带传动主要用

25、于要求传动比准确的中、 小功率传动中， 如电子计算机、 录音机、数控机床、 纺织机械等 。 下一页返回7.4 知识拓展 同步带传动与高速带传动 2.高速带传动简介高速带传动系指带速v30 m/s或高速轴转速n1=1000050000 r/min的传动，如高速机床、内圆磨床、粉碎机、离心机等高速机械用带传动。高速带轮要求重量轻而且分布对称、 均匀，运转时空气阻力小，通常都采用钢或铝合金制造，各个面均应进行加工，工作表面的粗糙度不得大于 Ra 3.2 m ，并要求进行动平衡试验 。 上一页返回7.5 思考及练习题 7-1 常用的传动带有哪些类型？试述各自的特点和应用 。 7-2 试述普通 V 带与

26、窄 V 带的结构特点 。 各有哪些型号？ 7-3 何谓带传动的打滑？出现打滑的根本原因是什么？ 7-4 试述带传动中带的应力是如何变化的 。 带的最大应力出现在何处？ 7-5 为什么要规定带轮的最小基准直径？ 7-6 为什么要规定带传动的最大速度？速度太低对传动有何影响？ 7-7 带传动为什么会产生弹性滑动？ 弹性滑动与打滑有何区别？ 试述弹性滑动的过程及其后果 。 下一页返回7.5 思考及练习题 7-8 试说明：在设计普通 V 带传动时，若出现 vvmax或 v5 m/s、1120、z太大等问题，应如何解决？7-9 带传动的主要失效形式有哪些？试述带传动的设计准则。7-10 带传动的根数为什

27、么不宜过多？7-11 常用带轮的材料有哪些？设计V 带轮时主要应考虑哪些要求？7-12 带传动为什么要考虑张紧装置？常用张紧方法有哪些？7-13 与带传动和齿轮传动相比，链传动有哪些特点？链传动主要适用于哪些场合？为什么链传动宜布置在传动系统的低速级？上一页下一页返回7.5 思考及练习题 7-14 试述短节距精密滚子链的结构。为什么链片要制成“8”字形？7-15 为什么在一般情况下，链传动的瞬时传动比不是恒定的？在什么条件下是恒定的？7-16 何谓链传动的多边形效应？7-17 链传动中产生动载荷的主要原因和影响其大小的因素有哪些？如何减小动载荷？7-18 常用的链轮材料有哪些？选用链轮材料时主

28、要应考虑哪些因素？7-19 试述链传动布置的一般原则。7-20 链传动为什么要适当张紧？与带传动张紧的目的有何不同？链传动常用哪些张紧方法？上一页下一页返回7.5 思考及练习题 7-21 当其他条件相同时，比较下列两种链传动的工作平稳性和承载能力，并说明理由：（1）p=12.7 mm，z1=27；（2）p=25.4 mm，z2=19。7-22 请调查一种机械设备的链传动，记录节距 p、排数 m、中心距 a、链节数Lp、链轮齿数z1和z2、张紧方法和润滑油品种等。7-23 已知V 带传动的功率P =7.5 kW，小带轮直径 dd1=140 mm，转速 n1=1440 r/min，求传动时带内的有

29、效拉力Fe。7-24 已知一 V 带传动，小带轮直径 dd1=160 mm，大带轮直径 dd2=400mm，小带轮转速n1=960 r/min，滑动率 =2% ，试求由于弹性滑动引起的大带轮的转速损失。上一页下一页返回7.5 思考及练习题 7-25 已知某工厂所用小型离心通风机的V 带传动，电动机为 Y132S-4，额定功率P =5.5 kW，转速n1=1440 r/min，测得 V 带的顶宽 b=13 mm，高度 h=8 mm，小带轮的外径da1=146 mm，大带轮外径 da2=321 mm，中心距 a=600mm，试求：V 带型号；带轮的基准直径dd1；V 带的基准长度 Ld；带速v；小带轮包角1；单根V 带的许用功率P1。7-26 已知小带轮基准直径 dd1=160 mm，转速 n1=960 r/min，传动比 ，若分别采用A 型和B型V 带，带的基准长度相同，Ld=2500 mm，试计算并比较两种型号的单根V 带所能传递的功率P1。上一页下一页返回7.5 思考及练习题 7-27 某机床的电动机与主轴之间采用普通V 带传动，已知电动机额定功