第16章--带传动和链传动.ppt

1、1,第16章带传动和链传动,通过中间挠性件传递运动和动力,适用于两轴中心距较大场合,带传动：组成：带和带轮类型：摩擦式带传动啮合式带传动,链传动：组成：链条和链轮类型：啮合式,2,一、带传动的组成及特点,主动轴上的带轮1(主动轮)；从动轴上的带轮2(从动轮)；紧套在两轮上的传动带3。,1带传动的组成,16.1带传动的类型和应用,3,啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。,2传动原理,摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和带传动）。,4,3、传动特点优点：1）有过载保护作用（过载打滑)2

2、）有缓冲吸振作用，运行平稳无噪音（带有弹性）3）适于远距离传动（中心距大）4）结构简单，制造、安装精度要求不高，维护方便。缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大3）结构尺寸较大、不紧凑4）打滑，使带寿命较短5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合6）效率低。,二、带传动的类型,1.应用:带传动传递的功率P100KW，带速v=5-30m/s，平均传动比i7，传动效率为94%-96%。同步齿形带的带速为40-50m/s，传动比i10，传递功率可达200KW,效率高达98%-99%。带传动主要用于要求传动平稳,传动比要求不严格的中小功率

3、的较远距离传动。,5,2.类型:1)摩擦式带传动按传动带的截面形状分（1）平带平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。（2）V带：截面形状为梯形，两侧面为工作表面。应用最广的带传动是带传动，在同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。,6,在同样张紧条件下，V带传动的传动能力远比平带传动大。因此，在传递相同功率的情况下，V带传动的结构较为紧凑。,7,（4）圆形带：横截面为圆形。只用于小功率传动。,8,2)啮合式带传动,同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小;

4、传递功率大。用于要求传动平稳,传动精度较高的场合.(强力层为钢丝绳,变形小;带轮为渐开线齿形),9,10,3)带传动传动形式,开口传动,交叉传动,半交叉传动,11,一、V带的结构和标准1.结构:标准V带都制成无接头的环形带，其横截面结构如图所示。强力层的结构形式有帘布结构(制造方便,抗拉强度高)和线绳结构(柔韧性好,抗弯强度高,适用带轮直径小,转速较高场合)。,16.2V带与V带轮,12,2.标准:按截面尺寸的不同分为Y、Z、A、B、C、D、E共7种型号，其截面尺寸已标准化。在同样的条件下，截面尺寸大则传递的功率就大,3.参数和尺寸:,带的截面尺寸（课本表16-2）,节宽节面的宽度bp。,相对

5、高度V带高度h与节宽bp之比。约为0.7(窄0.9),带轮基准直径V带轮上与所配V带节宽bp相对应的带轮直径。,基准长度带轮基准直径相应的带的周线长度(V带在带轮上张紧后，位于带轮基准直径上的周线长度Ld),13,表5-1普通V带截面尺寸和单位带长质量(GB/T11544-89),14,4.带的标记:,Z1400GB11544-89,带型,基准长度,标准编号,15,2.结构:(1).轮的结构:（课本图16-4）(2).轮槽尺寸:（课本表16-3）注意带的楔角为什么大于带轮轮槽楔角?,二、带轮的材料与结构1.材料:,通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT150和HT200。,转速较高时宜采用铸钢或用

6、钢板冲压后焊接而成。,小功率时可用铸铝或塑料。,5、活络V带中心距不能调整的低速轻载的场合,S型：实心带轮P型：腹板带轮H型：孔板带轮E型：椭圆轮幅带轮,16,17,18,3.带轮的标记:,带轮A3100PGB10412-89,名称,槽型,槽数,基准直径,结构形式代号,标准编号,19,16.3带传动的受力分析和应力分析,一.受力分析和打滑,设带的总长度不变，根据线弹性假设：F1F0F0F2；或：F1F22F0；,记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff，其值由带传动的功率P和带速v决定，P=Fv/1000。,带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为F0。,带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉

7、力为F1和松边拉力为F2。,定义由负载所决定的传动带的有效圆周力为FeP/v，则显然有FeFf。,20,带传动的最大有效拉力Fmax有多大？,由欧拉公式可知：,欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，或者说是给出了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec。,预紧力F0最大有效拉力Fec,包角最大有效拉力Fec,摩擦系数f最大有效拉力Fec,取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象，有:FeFfF1F2；,因此有：F1F0Fe2；F2F0Fe2；,包角的概念,21,打滑:,若带的工作载荷加大，有效圆周力达到临界值Fmax后，则带与带轮间会发生明显显著全面的相对滑动，即产生打滑。打滑

8、将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。,22,带传动在工作过程中带上的应力有：,二、带传动的应力分析,拉应力：紧边拉应力、松边拉应力；,离心应力：带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力；,弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。,23,工作时带在变应力工作状态下工作，随着位置的不同，应力大小在不断地变化，带将产生疲劳破坏。由疲劳强度条件：,带的许用拉应力,24,三、带传动的弹性滑动,带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。,带传动中因带的弹性变形变化而引起的带与带轮间的局部相对滑动，称为弹性滑动。,16.4带传

9、动的弹性滑动和传动比,25,或,其中：,因此，传动比为：,弹性滑动导致：从动轮的圆周速度v2主动轮的圆周速度v1，速度降低的程度可用滑动率来表示：,因带传动的滑动率=0.01-0.02,其值不大，可不予考虑。,26,弹性滑动与打滑的区别:,27,一、带传动的失效形式和设计准则,1.失效形式1）打滑；2）带的疲劳破坏另外：磨损静态拉断等。,16.5普通V带传动的设计,2.设计准则：保证带在不打滑的前提下，有足够的疲劳强度和寿命。,设计的原始数据为：功率P，转速n1、n2（或传动比i），外廓尺寸要求及工作条件等。,设计内容：确定带的型号、长度L、根数Z、传动中心距a、带轮基准直径及其它结构尺寸，材

10、料及张紧方式等。,28,二、单根V带的基本额定功率,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P0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，称为额定功率，用P表示：P=(P0+P0)KKL式中:P0为单根V带的基本额定功率,kW；查表164P0为功率增量,Kw;当传动比i1时,带在大轮上的弯曲应力较小,传递的功率可以增大些，查表165。K包角修正系数，见教材表166；KL带长修正系数,见教材表161。,表57包角系数K,29,三、V带型号和根数的确定,带型号可由计算功率和小带轮转速n1查教材图165得到。PC=KAPP为传动的额定功率kW；KA为工作情况系数，查

11、教材表167。V型带的根数Z可按下式确定：Z=PC/P=PC/(P1+P1)KKL一般Z=，max10.以保证受力均匀。,四、主要参数的确定,1.带轮的基准直径和带速带轮直径小，则传动结构紧凑，但弯曲应力大，使带的寿命降低。设计时，应取小轮基准直径dd1ddmin。ddmin值见表168。带速Vdd1n1/601000式中：V的单位m/s;dd1的单位为mm;n1的单位为r/min.一般以v=(5-25)m/s为宜。,30,图16-5,31,表59工况系数KA,32,2.中心距和带长影响因素：a太小，结构紧凑，但带短，使绕转次数增多，降低带的寿命，同时包角减小，降低传动能力。a太大，传动结构尺

12、寸增大，高速时带容易颤动。若求中心距a时：初选a0的取值范围为：,带的长度可由几何条件求得：L2a+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a根据中心距a0计算出带长L0,由表161中取接近基准长度Ld,再按下式计算实际中心距a:aa0+(Ld-L0)/2,3.小轮包角,一般要求120,若不能满足此条件,可增大中心距或减小两轮直径差。,33,适当的初拉力是保证带传动正常工作的重要因素，初拉力太小容易打滑，初拉力太大降低带的寿命，且对轴和轴承的压力增大。单根V带的初拉力F0可按下式计算：式中：q为V带每米的质量kg/m,4.初拉力,五、传动带作用在轴上的压力带传动对轴的压力FQ即为传

13、动带紧、松边拉力的向量和，一般按初拉力作近似计算，由图5-12可知：FQ2zF0sin1/2,34,六、带传动的设计任务及步骤v带传动设计计算前应明确的设计条件有：1.传动的用途、工作情况和原动机种类2.传递的功率3.主、从动轮转速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.选择v带的型号2.确定带轮的基准直径并验算带速3.确定带长和传动中心距4.验算小带轮包角5.确定带的根数6.计算轴上的压力7.绘制带轮的工作图（课本例题16-1，222页）,35,一、带传动的张紧,根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；,张紧的目的,运

14、转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。,常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。,16.4带传动的张紧和维护,36,1.调整中心距方式（1）定期张紧,37,（2）自动张紧,38,2.张紧轮方式,张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。,39,六、带传动的使用和维护,1安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上），两带轮轴线应在同一平面，避免带扭曲而使其侧面过早磨损。2带的根数较多时，其长度不能相差太大，以免受力不均。3V带在轮槽中的位置要正确，不能过高或

15、过低。4防护罩。5不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀。6带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒。7定期张紧。8安装时两轮槽应对准，处于同一平面。,40,链传动的特点和应用,一.链传动的结构和类型链传动是一种具有中间挠性件(链条)的啮合传动，组成：主动链轮、从动链轮和中间挠性件(链条)组成，通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。类型：,按工作特性分：起重链、牵引链、传动链,传动链接形式分：滚子链；齿形链,41,特点：与带传动相比，链传动能没有滑动能保持准确的平均传动比；张紧力小，故对轴的压力小；效率比带传动高；对工作条件要求低，可在高温、油污、潮湿等恶劣环境

16、下工作。但其瞬时传动比变化造成从动轮瞬时转速不均匀，高速传动平稳性差，工作时有噪声。应用：一般多用于要求平均传动比准确，中心距较大的两平行轴间，工作条件恶劣不宜用带传动和齿轮传动地低速场合。链传动适用的一般范围为：传递功率P100kW，中心距a6m，传动比i5，链速v15ms，传动效率为0.920.97。,二.链传动的特点和应用,42,一、滚子链,1.组成：内链板与套筒、外链板与销轴间均为过盈配合，套筒与销轴、滚子与套筒间均为间隙配合。内、外链板交错联接而构成铰链。,滚子链和链轮,43,2、主要参数：,链节数常用偶数，接头处用开口销或弹簧卡固定。一般前者用于大节距，后者用于小节距。当采用奇数链

17、节时，需采用过渡链节。链节数应尽量为偶数。,相邻两滚子轴线间的距离称为链节距，用P表示，P越大，链条尺寸越大，其承载能力也越高,44,3.类型：(1)两个系列：A级链：重载高速重要场合B级链：一般传动(2)单排链多排链：大功率传动（一般不超过四排）,4.滚子链标记：,链号排数链节数标准号例如：节距为15.875mm,单排，86节A系列滚子链其标记为：10A186GB1243.183,5.滚子链材料：热处理的碳素钢或合金钢,6.滚子链的主要尺寸和参数（表16-9）。,45,二.链轮1.齿形要求：便于链节平稳顺利进入退出啮合，受力良好，不易脱链，便于加工。2.齿形：三圆弧一直线齿形,46,3.基本

18、参数：相配的链条节距p，滚子外径d1，排距pt，齿数z,4.链轮的材料,*小链轮的材料应好于大链轮,47,链轮的结构,整体式,孔板式,组合式,48,在链传动中，链条包在链轮上如同包在正多边形的轮子上，正多边形的边长等于链条的节距p。,链的平均速度为：,链传动的平均传动比为：,链条铰链A点的前进分速度,上下运动分速度,链传动的运动特性,49,因为链传动工作时，是变化的，所以链条的前进速度和上下运动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。前进速度变化导致从动轮角速度变化，产生角加速度，引起动载荷。上下运动速度变化导致链条上下抖动，同时造成啮合冲击。,50,四、链传动主要参数的选择1.链节距链节距P越大，承载能力越大，但引起的冲击，振动和噪音也越大。为使传动平