《机械原理与机械设计》第九章-带传动和链传动.ppt

9-19-1带传动的类型和应用带传动的类型和应用9-9-2 2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析9-9-3 3 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算 9-9-4 V4 V带轮的材料和结构带轮的材料和结构 第九章第九章带传动和链传动带传动和链传动机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动 日常生活中，带传动与链传动较为普遍。缝纫机拖拉机汽车发动机自行车摩托车三轮车通过中间挠性体传递运动和动力，适用于两轴中心距较大的场合。机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动9-19-1带传动的类型和应用带传动的类型和应用机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动一、带传动机构的工作原理及特点一、带传动机构的工作原理及特点带传动机构由主、从动带轮、带组成。带传动机构由主、从动带轮、带组成。一般带传动：以张紧在两轮上的带作为中间挠性件，靠带与一般带传动：以张紧在两轮上的带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生的摩擦力来传递运动与动力。轮接触面间产生的摩擦力来传递运动与动力。1 1、工作原理、工作原理机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动优点：优点：1 1）有过载保护作用；）有过载保护作用；2 2）有缓冲吸振作用；）有缓冲吸振作用；3 3）运行平稳无噪音；）运行平稳无噪音；4 4）适于远距离传动（）适于远距离传动（amax=15m）；）；5 5）制造、安装精度要求不高。制造、安装精度要求不高。2 2、特点、特点机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动缺点：缺点：1 1）有弹性滑动使传动比）有弹性滑动使传动比i不恒定；不恒定；2 2）张紧力较大（与啮合传动相比）使轴上压力较大；）张紧力较大（与啮合传动相比）使轴上压力较大；3 3）结构尺寸较大、不紧凑；）结构尺寸较大、不紧凑；4 4）打滑，使带寿命较短；）打滑，使带寿命较短；5 5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、）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。易爆的场合。机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动二、带传动的类型二、带传动的类型1)1)平带平带 2)V2)V型带：窄带、普通带、宽带型带：窄带、普通带、宽带 普通普通V V带：带：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E。截面积截面积 3)3)多楔带多楔带1.1.按带形状分按带形状分机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动带传动的类型（平带）带传动的类型（平带）机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动带传动的类型（带传动的类型（V带带/三角带）三角带）机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动带传动的类型（圆形带）带传动的类型（圆形带）机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动带传动的类型（多楔带）带传动的类型（多楔带）机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动带传动的类型（同步齿形带）带传动的类型（同步齿形带）机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动胶帆布平带、编织带、高速带。胶帆布平带、编织带、高速带。整卷出售、接头整卷出售、接头无接头无接头1 1）平带）平带 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。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。机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动普通V带 应用最广的带传动，在同样的张紧力下，带应用最广的带传动，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。传动较平带传动能产生更大的摩擦力。2）V带带窄V带机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动直径小直径小速度高速度高场合场合V V带截面组成带截面组成帘布结构：帘布结构：一般传动一般传动绳芯结构：绳芯结构：柔韧性好柔韧性好机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动注意：注意：对对V带来说，带来说，为什么带传动较平带传动能产生更大的摩擦力？为什么带传动较平带传动能产生更大的摩擦力？机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动 兼有平带和兼有平带和V V带的优点，工作接带的优点，工作接触面数多，摩擦力大，柔韧性好，用触面数多，摩擦力大，柔韧性好，用于结构紧凑而传递功率较大的场合。于结构紧凑而传递功率较大的场合。解决多根解决多根V V带长短不一而受力不均。带长短不一而受力不均。3 3）多楔带）多楔带汽车发动机机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动 啮合传动啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的优点兼有带传动和齿轮传动的优点吸振、吸振、i 准确准确，在汽车、打印机中广泛应用。在汽车、打印机中广泛应用。4 4）同步带）同步带机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动机器人关节机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动1)1)开口传动开口传动-两平行轴、同向；两平行轴、同向；2)2)交叉传动交叉传动-两平行轴、反向、寿命短；两平行轴、反向、寿命短；3)3)半交叉轴半交叉轴-空间交错轴。空间交错轴。2.2.按传动形式分按传动形式分机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动开口传动交叉传动机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动半半交交叉叉传传动动角角度度传传动动机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动1 1）包角）包角a因因较小，所以：较小，所以：三、开口传动的几何关系三、开口传动的几何关系机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动2 2）带长）带长a机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动3 3）中心距）中心距机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动1 1）调节中心距（最主要）调节中心距（最主要）四、四、带的张紧和维护带的张紧和维护1、带的张紧、带的张紧 机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动2 2）加张紧轮法）加张紧轮法机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动2、带的维护、带的维护 1 1）安装时，保持两带轮轴平行）安装时，保持两带轮轴平行2 2）严防与酸碱等介质接触）严防与酸碱等介质接触3 3）不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀）不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀4 4）安装好防护罩）安装好防护罩5 5）工作一定时间后，应重新张紧胶带）工作一定时间后，应重新张紧胶带机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动9-9-2 2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析工作前：两边初拉力工作前：两边初拉力F0=F0机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动当主动轮转动时，带与轮之间就会产生摩擦力，在摩擦力的当主动轮转动时，带与轮之间就会产生摩擦力，在摩擦力的作用下，主动轮驱动带运动；运动的带又靠摩擦力驱动从动作用下，主动轮驱动带运动；运动的带又靠摩擦力驱动从动轮转动。轮转动。机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动绕入主动轮一边的带绕入主动轮一边的带:F0F1紧边；紧边；摩擦力使绕入主动轮的一边被进一步拉紧，绕出主动轮的摩擦力使绕入主动轮的一边被进一步拉紧，绕出主动轮的一边则被放松，即两边拉力发生变化：一边则被放松，即两边拉力发生变化：绕出主动轮一边的带绕出主动轮一边的带:F0F2 松边。松边。机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动所以所以:紧边拉力紧边拉力F1=F0+Ft/2松边拉力松边拉力F2=F0Ft/2假设带工作时的总长度不变，则：假设带工作时的总长度不变，则：F1F0=F0F2即：即：F1+F2=2F0记：记：Ft=F1F2带传动的有效圆周拉力带传动的有效圆周拉力Ft=F1F2=1000P/v机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动但：但：F0一定时，则一定时，则Ffmax也一定也一定故：故：Ft 不能一味地增大不能一味地增大正常工作情况下，正常工作情况下，Ft Ff有效圆周拉力等于传动带工作表面的总摩擦力有效圆周拉力等于传动带工作表面的总摩擦力若：若：P，则必须，则必须Ft机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动打滑使传动失效，加剧带的磨损，应避免打滑使传动失效，加剧带的磨损，应避免 由于在小带轮上带的接触长度小于在大带轮上带的接由于在小带轮上带的接触长度小于在大带轮上带的接触长度，所以触长度，所以打滑总是先发生在小带轮上。打滑总是先发生在小带轮上。带在带轮表面上将发生较显著的相对滑动。带在带轮表面上将发生较显著的相对滑动。FtFfmax会产生什么后果？会产生什么后果？打滑：打滑：机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动为了保证带传动的正常工作，首先需要确定满足传递功率要为了保证带传动的正常工作，首先需要确定满足传递功率要求的至少具有的总极限摩擦力、与之相对应的最小初拉力。求的至少具有的总极限摩擦力、与之相对应的最小初拉力。由于带表面所能提供的总极限摩擦力由于带表面所能提供的总极限摩擦力Ffmax由初拉力由初拉力F0所决所决定，因此定，因此机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动当带有打滑趋势时，摩擦力达到极限值，带的有效拉当带有打滑趋势时，摩擦力达到极限值，带的有效拉力也达到最大值。力也达到最大值。带传动的最大有效圆周拉力（临界值）：带传动的最大有效圆周拉力（临界值）：经分析，松、紧边拉力经分析，松、紧边拉力 F1 和和F2的关系的关系:机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动由由由由法向和切向力的平衡法向和切向力的平衡法向和切向力的平衡法向和切向力的平衡：FF+dFdFNfdFN机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动1.F0增大，增大，Ftmax随之增大。随之增大。F0过大，磨损快，寿命短，轴承过大，磨损快，寿命短，轴承受力大受力大2.规定规定 1150（平带）（平带）120（V带）；带）；一般一般 1dmin。3、带在变应力状态下工作、带在变应力状态下工作防防疲劳失效疲劳失效：机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动三、带传动的弹性滑动三、带传动的弹性滑动弹性滑动：弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间相对滑动。由于带的弹性变形而引起的带与带轮间相对滑动。原因：原因：带为弹性体带为弹性体机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动A点点:带与主动轮开始接触，拉力带与主动轮开始接触，拉力F1，v带带=v轮轮1即：带在带轮上发生了相对滑动即：带在带轮上发生了相对滑动使得：使得：v带带v轮轮2 所以：所以：v轮轮1 v带带v轮轮2 机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动结论：结论：1 1）由于）由于拉力差拉力差引起的带弹性变形而产生的滑动现象引起的带弹性变形而产生的滑动现象弹性滑动弹性滑动3 3）速度间关系：）速度间关系：v v轮轮1 1vv带带vv轮轮2 2。2 2）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性（只要只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动量关系量关系滑动率滑动率 表示：表示：传动比传动比4 4）后果：）后果：v轮轮2 2 300mm机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动V带轮的结构（实心带轮）带轮的结构（实心带轮）带轮的带轮的结构型结构型式由式由基基准直径准直径决定决定机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动V带轮的结构（腹板式带轮）带轮的结构（腹板式带轮）机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动V带轮的结构（轮辐式带轮）带轮的结构（轮辐式带轮）机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动机械设计基础机械设计基础第九章第九章带传动与链传动带传动与链传动作业：作业：习题习题9-2，9-3