章带传动与链传动g机械设计基础解析.pptx

136 V带轮的结构138 链传动的特点和应用 1310 链传动的运动分析和受力分析 135 普通V带传动的计算139 链条和链轮 1312 滚子链传动的计算 第1页/共57页挠性传动 通过中间挠性件传递运动和动力的传动机构；由主动轮、从动轮和传动带所组成。包括：带传动、链传动和绳传动。挠性传动的工作原理 摩擦传动：平带、平带、V V带、多楔带、圆带等。带、多楔带、圆带等。啮合传动：同步带、链传动等。同步带、链传动等。带传动和链传动适用于两轴中心距较大的传动场合。简述第2页/共57页13-1 带传动的类型和应用一、带传动工作原理二、主要类型和应用三、带传动参数四、带传动的张紧方式五、带传动的特点和主要性能第3页/共57页 驱动力矩使主动轮转动时，依靠带和带轮接触面间的摩擦力的作用，拖动从动轮一起转动，由此传递一定的运动和动力。一、工作原理：第4页/共57页二、主要类型与应用 最简单，截面形状为矩形，其工作面是与轮面接触的内表面。适合于高速转动或中心距a较大的情况。1.平型带传动 2.V带传动 三角带，截面形状为等腰梯形，与带轮轮槽相接触的两侧面为工作面，在相同张紧力和摩擦系数情况下，V带传动产生的摩擦力比平带传动的摩擦要大，故具有较大的牵引能力，结构更加紧凑，广泛应用于机械传动中。第5页/共57页 截面形状为圆形，牵引能力小，常用于仪器和家用电器中。3.多楔带传动4.圆形带 相当于平带与多根V带的组合兼有两者的优点，适于传递功率较大要求结构紧凑场合。第6页/共57页三、带传动参数三、带传动参数两轴平行且回转方向相同的传动称为开口传动。第7页/共57页 设小、大带轮的直径为d1、d2，带长为L。当带处于张紧状态时，两带轮轴线间的距离称为中心距a。带与带轮接触弧所对的中心角称为包角。则包角中心距a：包角:代入式中“”适用大轮包角2，“”适用小轮包角1第8页/共57页带长L：L2AB+BC+ADADCB已知带长L，由上式可得中心距：第9页/共57页四、带传动的张紧方四、带传动的张紧方式式带传动常用的张紧方法是调节中心距。第10页/共57页中心距不能调节，可采用具有张紧轮的装置。第11页/共57页五、带传动的特五、带传动的特点点优点：1）适用于中心距较大的传动；2）带具有良好的挠性挠性，可缓和冲击吸收振动；3）具有过载保护作用；4）结构简单，成本低。缺点：1）外廓尺寸大；2）需要张紧装置；3）由于带的打滑，不能保持精确的传动比；4）带的寿命短；5）传动效率低。第12页/共57页带传动的主要性能：带的速度V：一般为V=525ms；单级传动比：平型带45，V（三角）带710，同步齿型带10；通常，带传动用于中小功率电动机与工作机械之间的动力传递。目前V带传动应用最广。近年来平带传动的应用已大为减少。但在多轴传动或高速情况下，平带传动仍然是很有效的。传动比i：效率：传动效率0.900.95第13页/共57页13-2 带传动的受力分析一、带传动的受力分析二、带传动的最大有效圆周拉力三、影响最大有效圆周拉力的 几个因素第14页/共57页一、带传动的受力分析安装时，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上.带工作前：带工作时：F0F0Ff 带轮作用于带的摩擦力紧边 进入主动轮的一边第15页/共57页F=Ff=F1 F2 F 有效拉力，即圆周力 带是弹性体，工作后可认为其总长度不变，则：紧边拉伸增量 松边拉伸减量紧边拉力增量 松边拉力减量 F 因此：F1 F0 FF2 F0 FF0(F1 F 2)/2F1 F0 F/2F2 F0 F/2由F=F1 F2，得：带所传递的功率为：P F v/1000 kWv 为带速P 增大时，所需的F(即Ff)加大。但Ff 不可能无限增大。第16页/共57页打滑：二、带传动的最大有效圆周拉力当带所传递的圆周力F超过带与轮面之间的极限摩擦力总和Ff时，带与带轮将发生显著的相对滑动。当Ff 达到极限值Fflim 时，带传动处于即将打滑的临界状态。此时，F1 达到最大，而F2 达到最小。第17页/共57页欧拉公式反映了带传动丧失工作能力之前，紧、松边拉力的最大比值 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。推导得到松紧边拉力 F1 和 F2 的关系:f 为摩擦系数；为带轮包角联解：F=F1 F2得带即将打滑时，三力计算公式：第18页/共57页F 此时为不打滑时的最大有效拉力，将F1 F0 F/2代入上式：正常工作时，有效拉力不能超过此值整理后得：第19页/共57页三、影响最大有效圆周拉力的几个因素：初拉力初拉力F F0 0：F F 与与F F0 0 成正比，增大成正比，增大F F0 0有利于提高带的传动能力，避免打滑。有利于提高带的传动能力，避免打滑。但但F F0 0 过大，将使带发热和磨损加剧，从而缩短带的寿命。过大，将使带发热和磨损加剧，从而缩短带的寿命。包角包角 ：带所能传递的圆周力增加，传带所能传递的圆周力增加，传 ,F动能力增强，故应限制小带轮的最小包角动能力增强，故应限制小带轮的最小包角 1 1。摩擦系数摩擦系数 f f ：f f,F传动能力增加传动能力增加对于对于V V带，应采用当量摩擦系数带，应采用当量摩擦系数 f fv v第20页/共57页QFNQFNFN平带：V带:第21页/共57页13-3 带的应力分析 1、紧边和松边拉力 产生的拉 应力 2、离心力产生的拉应力3、带弯曲而产生的弯曲应力第22页/共57页1、拉力F1、F2 产生的拉应力1、2 由离心力产生的拉应力；由弯曲产生的弯曲应力。紧边拉应力：1 F 1/A MPa松边拉应力：2 F2/A MPa由紧边和松边拉力产生的拉应力；工作时，带横截面上的应力由三部分组成：A 带的横截面积，带的应力分析第23页/共57页2、离心力产生的拉应力c 带绕过带轮作圆周运动时会产生离心力。dFNC设：作用在微单元弧段dl 的离心力为dFNC，则截取微单元弧段dl 研究，其两端拉力Fc 为离心力引起的拉力。由水平方向力的平衡条件可知：取：第24页/共57页虽然离心力只作用在做圆周运动的部分弧段，即：则离心拉力 Fc 产生的拉应力为：注意：但其产生的离心拉力（或拉应力）却作用于带的全长，且各剖面处处相等。第25页/共57页带绕过带轮时发生弯曲，由材力公式得带的弯曲应力：显然：dd故：b 1 b 2 与离心拉应力不同，弯曲应力只作用在绕过带轮的那一部分带上。ddb 3、带弯曲而产生的弯曲应力b第26页/共57页带横截面的应力为三部分应力之和。最大应力发生在:紧边开始进入小带轮处。带受变应力作用，这将使带产生疲劳破坏。各剖面的应力分布为：由此可知：第27页/共57页带传动一周，完成两个应力循环带的寿命为T时，带的应力循环总次数为N第28页/共57页13-413-4 带传动的弹性滑动和传动比 1、弹性滑动2、传动比第29页/共57页两种滑动现象：打 滑 是指由于过载引起的全面滑动，是带传动的一种失效形式，应当避免。弹性滑动 是指正常工作时的微量滑动现象，是由拉力差（即带的紧边与松边拉力不等）引起的，不可避免。弹性滑动是如何产生的？因 F1 F21、弹性滑动故松紧边单位长度上的变形量不等。第30页/共57页 当带绕过主动轮时，由于拉力逐渐减小，所以带逐渐缩短，这时带沿主动轮的转向相反方向滑动，使带的速度V落后于主动轮的圆周速度V1.同样的现象也发生在从动轮上。但情况有何不同？弹性滑动是由弹性变形和拉力差引起的。由此可见：当带绕过从动轮时，由于拉力逐渐增大，所以带逐渐伸长，这时带沿从动轮的转向相同方向滑动，使带的速度V超前于从动轮的圆周速度V2.第31页/共57页 1带的弹性滑动和打滑弹性滑动：带为弹性体，由于摩擦力使带的两边拉力不等，发生不同程度的拉伸变形，使带和带轮间产生相对滑动。b仅发生在带从主从动轮上离开前的那一部分接触弧上。第32页/共57页弹性滑动引起的不良后果：设d1、d2为主、从动轮的直径，mm；n1、n2为主、从动轮的转速,r/min，则两轮的圆周速度分别为：产生摩擦功率损失，降低了传动效率；引起带的磨损，并使带温度升高；使从动轮的圆周速度低于主动轮，即 v2 1，从动轮直径增大，b2减小，功率增量，传动能力提高，则额定功率增加。第50页/共57页三、普通带的型号和根数的确定三、普通带的型号和根数的确定计算功率和根数的计算式：工况系数，查表138。计算功率:根数:第51页/共57页四、四、主要参数的选择主要参数的选择1.带轮直径和带速大带轮的基准直径:带速:要求:最佳带速V=525m/s小轮直径d1应该大于等于最小直径dmin，见表139。离心力太大，带与轮的正压力减小，摩擦力，传递载荷能力V太小:由P=FV可知，传递同样功率P时，圆周力F太大，寿命 V太大:第52页/共57页2.中心距、带长和包角3.预拉力4.作用在带轮轴上的压力第53页/共57页13-613-6 带轮的结构一、带轮材料 二、结构尺寸三、带轮楔角与皮带 截面夹角的关系第54页/共57页一、带轮材料 二、结构尺寸1）实心式 2)腹板式3）轮辐式可采用铸钢或钢板冲压后焊接塑料、木材高速：其他：带轮常用铸铁制造(允许的最大圆周速度V25m/s)。小直径 da（2.53）d中等直径 da300mm直径很大 da350mm第55页/共57页 普通V带两侧面的夹角均为40，带轮轮槽的楔角比皮带截面夹角小，其目的是为了使皮带在弯曲后仍能紧贴轮槽的两面。一般轮槽的楔角等于32、34、36或38。三、带轮楔角与皮带截面夹角的关系第56页/共57页感谢您的观看。第57页/共57页