第8章带传动和链传动.ppt

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1、第8章 带传动和链传动,总 论带传动链传动,基本要求:熟悉普通V带的结构、标准、张紧方法和装置掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑掌握V带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法掌握链传动链传动的工作情况运动不均匀性分析掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择了解链传动的布置、张紧和润滑等,机械设计基础带传动和链传动,总 论,中心距较大的传动,采用环形曵引元件传动减少零件数量，简化传动装置，降低成本,链传动,机械设计基础带传动和链传动,摩擦型,啮合型,挠性传动,带传动,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

2、动比8-6 普通V带传动的设计计算8-7 V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,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,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,8-2 带传动的分类,一、按传

3、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、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,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,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：F0F1 紧边拉力拉力减少松边：F0F2 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

4、计基础带传动和链传动,紧边,松边,二、紧松边拉力关系,紧边由F0F1拉力增加，带增长松边由F0F2 拉力减少，带缩短总长不变 带增长量带缩短量F1F0F0F2;F1F22F0,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,紧边,松边,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F0F包角F，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

5、和链传动,F0越大越好吗？越小呢？,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:c,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:b1,b2,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,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：,机械设计基础带传动和链传动,

6、正确,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,弹性滑动率：,如果弹性滑动扩展到整个接触弧?,二、打滑,定义：带沿带轮面发生全面滑动,产生的原因：FeFfmax 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

7、械设计基础带传动和链传动,?如何防止打滑,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,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,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,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,1 带传动失效形式及设计准则,失效形式：打滑、带的

8、疲劳损坏设计准则：FFfmax、smax=s1+sb1+scs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,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,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

9、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 和包角计算初拉力和压轴力,7、计算带的根数 z,2、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)，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8-3,4、验算带速v(v525m/s),N,5、确定中心距 a 及带长 Ld,6、验算主动轮的包角1,N,z 7？,N,Y,8、确定初拉力 F0,9、计

10、算压轴力 FQ,10、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,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65),8-7 V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,8-8 带传动的使用维护,为什么要张紧？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

11、,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,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,平带传动：张紧轮设置在 处,调整张紧轮,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,(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,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,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

12、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,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,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

13、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,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,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,二、链轮,1 基本参数基本参数：节距p

14、、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),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,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

15、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,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,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,四、链节距p,最主要的参数。它是相邻链节中心之间的距离,机械设计基础带传动和链传动,节距 p 越大，承载能力越大但 p 过大，运动越不均匀，冲击越大，且

16、结构庞大所以，高速重载时，宜选小节距多排链低速重载时，宜选大节距单排链,五、中心距和链条长度,链条长度常以链节数表示，链节数最好取偶数，避免过渡链节,机械设计基础带传动和链传动,8-12 链传动的计算,一、链传动的失效形式1.链的疲劳破坏 变应力 链板疲劳断裂，套筒、滚子表面疲劳点蚀2.链条铰链的磨损 压力+相对转动 磨损 链节伸长脱链3.链条铰链的胶合 高速+冲击油膜破坏 温度 胶合（冷焊接）4.链条静力拉断 低速（v0.6ms）过载 断裂,二、滚子链传动的设计和参数选择由失效形式 极限功率曲线围成的封闭区即表示一定条件下链传动允许传递功率的范围 链的型号及尺寸链的润滑方式根据节距及链速选用设计思路：已知条件 链的型号、节距、尺寸（p、z、Lp、a、d）验算,机械设计基础带传动和链传动,8-13 链传动的使用维护,一、链传动的布置要求：两轮共面两轮中心连线尽量水平(45)松边在下二、链传动张紧方法：调整中心距；取掉一两个链节；用张紧轮（紧压松边靠近小链轮）,三、链传动的润滑高速重载链传动很重要,机械设计基础带传动和链传动,