第8章带传动和链传动

会计学1第8章带传动和链传动带传动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8-7V带轮的结构8-8

带传动的使用维护机械设计基础——带传动和链传动第1页/共41页8-1带传动的特点一、带传动组成主动带轮1、从动带轮2、环形带二、工作原理静止时，两边拉力相等；传动时，拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力小的一边为从动边（松边）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F1F2Ff12F0F0F0F0第2页/共41页三、带传动的优缺点优点：远距离传动可缓冲、减振，运转平稳过载保护结构简单,精度低,成本低机械设计基础——带传动和链传动缺点：外廓尺寸大弹性滑动，传动比不固定，效率低轴与轴承受力大寿命短需要张紧装置不宜用于高温,易燃场合第3页/共41页8-2带传动的分类一、按传动形式分开口传动：两轴平行，同向回转交叉传动：两轴平行，反向回转半交叉传动：两轴交错，不能逆转二、按带的截面分平带传动：底面是工作面，可实现多种形式的传动Ｖ带传动：带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，承载力大，只用于开口传动多楔带传动：具平、Ｖ带的优点同步带传动：具带与链传动的特点机械设计基础——带传动和链传动第4页/共41页8-3带传动的受力分析一、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——带传动和链传动第5页/共41页一、带受力变化静止时，两边拉力相等=F0→张紧力工作时:拉力增加紧边：F0→F1

紧边拉力拉力减少松边：F0→F2

松边拉力工作状态:

带两边拉力不相等紧松边判断：绕进主动轮的一边→紧边机械设计基础——带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边第6页/共41页二、紧松边拉力关系紧边由F0→F1拉力增加，带增长松边由F0→F2

拉力减少，带缩短总长不变带增长量＝带缩短量F1－F0＝F0－F2;F1＋F2＝2F0

有效拉力:F1-F2

即带所传递的圆周力F圆周力F：F=F1-F2=Ff打滑：外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动机械设计基础——带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边第7页/共41页三、最大有效拉力打滑：外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动柔韧体的欧拉公式：a——小带轮的包角此时，摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力影响因素：初拉力F0↑→F↑包角α↑→F↑，α↑→带与带轮接触弧越长→总摩擦力越大摩擦系数f↑→F↑机械设计基础——带传动和链传动F0越大越好吗？越小呢？F1F2Ff紧边松边第8页/共41页8-4带的耐久性?带传动工作时,作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小有什么特点?最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速？带的应力：拉应力、弯曲应力、离心拉应力由带弯曲运动产生的离心拉应力:σc由拉力产生的拉应力:s1、s2：机械设计基础——带传动和链传动由带弯曲产生的弯曲应力:σb1,σb2变应力→疲劳破坏最大应力:

smax=s1+sb1+sc发生位置:

小带轮与紧边接触处第9页/共41页8-5弹性滑动及传动比什么是弹性滑动,什么是打滑?对传动有什么影响？为什么会发生弹性滑动或打滑?是否可以避免?一、弹性滑动分析：带是弹性体弹性形变λ：机械设计基础——带传动和链传动F1F2紧边松边FFFF+dFF+dFF+dFF0F0+dF正确第10页/共41页弹性滑动定义：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产生的原因：带的弹性、松边与紧边拉力差变形量改变，相对轮滑动弹性滑动的特点：弹性滑动不可避免Fe↑弹性滑动↑弹性滑动范围↑

后果：带速滞后于主动轮，超前于从动轮→v1>v带>v2

，v1>v2

带传动传动比不稳定机械设计基础——带传动和链传动F1F2紧边松边弹性滑动率：如果弹性滑动扩展到整个接触弧?

第11页/共41页二、打滑定义：带沿带轮面发生全面滑动产生的原因：Fe>Ffmax

弹性滑动扩展到整个接触弧显著滑动(打滑)特点：打滑可以避免，而且应当避免短时打滑起到过载保护作用打滑先发生在小带轮处

后果：打滑带的剧烈磨损从动轮转速剧烈降低失效机械设计基础——带传动和链传动F1F2紧边松边?如何防止打滑第12页/共41页8-6普通V带传动的设计计算一、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——带传动和链传动第13页/共41页一、V带的结构伸张层(顶胶)、强力层(抗拉体)、压缩层(底胶)、包布层摩擦力分析：比较平带与V带机械设计基础——带传动和链传动FnFnFVFVFn第14页/共41页二、普通V带标准普通V带：Y、Z、A、B、C、D、E七种窄V带：SPZ、SPA、SPB、SPC四种截面尺寸见表8-1机械设计基础——带传动和链传动第15页/共41页三、V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——带传动和链传动第16页/共41页1带传动失效形式及设计准则失效形式：打滑、带的疲劳损坏设计准则：F≤Ffmax、smax=s1+sb1+sc≤[s]设计依据：保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命具体做法：确定单根带所能传递的许用功率根据带传动的设计功率确定带安全工作的根数机械设计基础——带传动和链传动第17页/共41页2单根V带能传递的功率保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命基本额定功率可查表8-2a、表8-2b基本额定功率确定条件：i=1,特定带长，工作平稳实际工作中单根带所能传递的许用功率：机械设计基础——带传动和链传动不打滑不疲劳破坏长度系数包角系数时的功率增量第18页/共41页3设计步骤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设计内容传递的名义功率P主动轮转速n1从动轮转速n2或传动比i传动位置要求

工况条件、原动机类型等V带的型号、长度和根数带轮直径和结构传动中心距a验算带速v

和包角α计算初拉力和压轴力第19页/共41页7、计算带的根数z2、根据n1、Pc选择带的型号3、确定带轮基准直径dd1、dd2带轮愈小，弯曲应力愈大，所以dd1≥dmin

dd2=i

dd1(1–ε)，圆整成标准值

具体步骤1、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，查表8-34、验算带速v(v＝5～25m/s)N5、确定中心距a及带长Ld6、验算主动轮的包角α1N

z≥7？NY8、确定初拉力F09、计算压轴力FQ10、带轮结构设计问题：带传动适合于高速级还是低速级？根据图8-10

套基准长度，表8-1第20页/共41页a过小，带短，易疲劳a过大，易引起带的扇动确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Ld0

计算实际中心距a（圆整）取基准带长Ld(表6－5)第21页/共41页8-7V带轮的结构基本结构型式——按带轮直径确定实心式、腹板式、椭圆轮辐式具体轮槽尺寸见表8-7机械设计基础——带传动和链传动第22页/共41页8-8带传动的使用维护为什么要张紧？Ｐ＝Fecv/100→调整F0→增大Fec但安装制造误差、塑性变形

F0不保证设张紧装置常见的张紧装置:调整中心距定期张紧自动张紧调整张紧轮机械设计基础——带传动和链传动第23页/共41页自动张紧调整中心距定期张紧机械设计基础——带传动和链传动第24页/共41页平带传动：张紧轮设置在处调整张紧轮Ｖ带传动：张紧轮设置在处机械设计基础——带传动和链传动松边内侧靠大轮(∵Ｖ带只能单向弯曲，避免过多减小包角）松边外侧靠小轮(∵平带可以双向弯曲，应尽量增大包角)范例第25页/共41页链传动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——带传动和链传动第26页/共41页8-9链传动的特点一、构成主动链轮、从动链轮、链二、工作原理靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力有中间挠性件的啮合传动三、特点优点：远距离传动工作可靠,效率η较高平均传动比恒定i=z2/z1压轴力Fp小于带传动的结构紧凑(与带传动比较)缺点：运动不均匀(z小、

p大→不均匀↑)瞬时传动比不恒定传动平稳性差(冲击、振动大，噪音高→动载荷→不宜高速传动)外廓尺寸大机械设计基础——带传动和链传动第27页/共41页8-10链传动结构一、链滚子链齿形链二、链轮机械设计基础——带传动和链传动第28页/共41页一、链传动链可分为：滚子链、齿形链1滚子链（套筒滚子链）组成: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:内链板、套筒之间—过盈配合外链板、销轴之间—过盈配合套筒、销轴之间—间隙配合，使内外链板能相对转动链板形状的特点→等强度内链板外链板套筒销轴滚子第29页/共41页参数节距p—相邻两销轴中心之距离链长—链节数机械设计基础——带传动和链传动链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇时，采用过渡链节第30页/共41页2齿形链无声链结构：链板(带两个齿，交错并列铰接)、导板(防侧向窜动)机械设计基础——带传动和链传动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齿互相啮合特点：优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难第31页/共41页二、链轮1基本参数基本参数：节距p、套筒外径d1、齿数z、排距p1分度圆直径：被链轮节距等分的圆，d=p/(sin180°/z)齿顶圆直径:

da机械设计基础——带传动和链传动2齿形端面齿形：三圆弧一直线（零件工作图上不画）轴面齿形：(工作图上要画)工作图应标明：链节距p、齿数z、分度圆直径d以及顶圆直径da3材料材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度小链轮材料好些低碳钢(渗碳淬火)、中碳钢(表面淬火)、铸钢、夹布胶木(平稳、噪音小)第32页/共41页8-11主要参数及其选择一、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——带传动和链传动第33页/共41页一、链条速度假定：主动边总处于水平位置链轮抽象成正多边形，边长为p链速：

机械设计基础——带传动和链传动平均链速：相当于多边形轮的传动第34页/共41页二、传动比平均传动比，瞬时速度、传动比是变化的，且z越少，转速越不均匀机械设计基础——带传动和链传动称为多边形效应v0=1r1v第35页/共41页三、链轮齿数表8-12，小链轮齿数选用奇数，这是因为链条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z1

愈多，传动愈平稳，动载荷减小通常取z1≥17，且传动比i

越小，z1可越多大链轮齿数z2

＝i

z1

，常取z2≤120，以防止脱链第36页/共41页四、链节距p最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离机械设计基