上海理工大学-机械原理与机械零件-第八章-带传动和链传动设计.优秀PPT.ppt
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1、带传动和链传动都是通过中间挠性件带传动和链传动都是通过中间挠性件(带或带或链链)传递运动和动力的,适用于两轴中心距较大传递运动和动力的,适用于两轴中心距较大的场合。带传动与齿轮传动相比,具有结构简的场合。带传动与齿轮传动相比,具有结构简洁,成本低廉等优点。洁,成本低廉等优点。因此,带传动和链传动也是常用的传动。因此,带传动和链传动也是常用的传动。第八章第八章 带传动和链传动设计带传动和链传动设计第八章第八章 带传动带传动和和链传动链传动设计设计带传动概述带传动的工作情况分析带传动的张紧与维护普通V带传动设计带与带轮结构和标准链传动概述链传动的运动分析滚子链传动的设计计算链传动的润滑和布置8-1
2、带传动概述带传动概述一、带传动的工作原理一、带传动的工作原理带传动组成:主动轮、从动轮带传动组成:主动轮、从动轮、环形带和机、环形带和机架。架。运动特点:安装时带被张紧在带轮上运动特点:安装时带被张紧在带轮上(带受初带受初拉力拉力),带与带轮接触面产生压力。当主动轮回带与带轮接触面产生压力。当主动轮回转时,靠带与带轮接触面间的摩擦力拖动从动转时,靠带与带轮接触面间的摩擦力拖动从动轮一起回转,从而传递确定的运动和动力。轮一起回转,从而传递确定的运动和动力。二、带传动的特点二、带传动的特点1、优点、优点适用于中心距较大的传动;适用于中心距较大的传动;带具有良好的挠性,可缓和冲击、吸取振动;带具有良
3、好的挠性,可缓和冲击、吸取振动;过载时带与带轮间的打滑能疼惜其他零件;过载时带与带轮间的打滑能疼惜其他零件;结构简洁、成本低廉。结构简洁、成本低廉。2、缺点、缺点传动的外廓尺寸较大传动的外廓尺寸较大需张紧装置需张紧装置带的寿命较短带的寿命较短传动效率较低传动效率较低传动比不固定传动比不固定(由于带的滑动由于带的滑动)3、应用、应用带传动常用于中小功率电机与工作机间的动力带传动常用于中小功率电机与工作机间的动力传递一般带速传递一般带速v=525m/s,传动比传动比i7,传动效率传动效率=0.90.95三、三、带传动的类型带传动的类型传动类型传动类型传动类型传动类型工作面工作面工作面工作面 特性特
4、性特性特性摩摩摩摩擦擦擦擦型型型型平带平带平带平带扁平矩形扁平矩形扁平矩形扁平矩形 与轮面相接与轮面相接与轮面相接与轮面相接触的内表面触的内表面触的内表面触的内表面V V带带带带等腰梯形等腰梯形等腰梯形等腰梯形 两侧面两侧面两侧面两侧面,带带带带与槽底不接与槽底不接与槽底不接与槽底不接触触触触初拉力相同时初拉力相同时初拉力相同时初拉力相同时,比平比平比平比平带具带具带具带具特殊截特殊截特殊截特殊截面带面带面带面带(如如如如多楔带、多楔带、多楔带、多楔带、圆带等圆带等圆带等圆带等)多楔带以多楔带以多楔带以多楔带以其扁平部其扁平部其扁平部其扁平部分为基体分为基体分为基体分为基体,下面有几下面有几下
5、面有几下面有几条等距纵条等距纵条等距纵条等距纵向槽向槽向槽向槽是楔是楔是楔是楔的侧面的侧面的侧面的侧面多楔带兼有平带弯曲应力多楔带兼有平带弯曲应力多楔带兼有平带弯曲应力多楔带兼有平带弯曲应力小和小和小和小和v v带摩擦力大等优点带摩擦力大等优点带摩擦力大等优点带摩擦力大等优点,常用于传递动力较大而又常用于传递动力较大而又常用于传递动力较大而又常用于传递动力较大而又要求结构紧凑的场合。要求结构紧凑的场合。要求结构紧凑的场合。要求结构紧凑的场合。圆带的牵引能力小,常用圆带的牵引能力小,常用圆带的牵引能力小,常用圆带的牵引能力小,常用于仪器和家用器械中于仪器和家用器械中于仪器和家用器械中于仪器和家用
6、器械中啮合型啮合型啮合型啮合型(如如如如,工作原理不同,工作原理不同,工作原理不同,工作原理不同)截面形态截面形态截面形态截面形态按用途分按用途分按用途分按用途分:传动传动传动传动带带带带(传递动力传递动力传递动力传递动力););输送输送输送输送带带带带(输送物品输送物品输送物品输送物品)。有更大牵引力有更大牵引力有更大牵引力有更大牵引力。同步带同步带同步带同步带多楔带多楔带多楔带多楔带初拉力相同时初拉力相同时,V带比平带具有更大牵引力带比平带具有更大牵引力 f f v vf,f,故在故在故在故在相同条件下相同条件下相同条件下相同条件下,v v带带带带能传递较能传递较能传递较能传递较大大大大的
7、功率。或者的功率。或者的功率。或者的功率。或者说说说说,在相同功率下在相同功率下在相同功率下在相同功率下,v,v带传动带传动带传动带传动的结构紧凑。的结构紧凑。的结构紧凑。的结构紧凑。VV带带带带/平带张紧力平带张紧力平带张紧力平带张紧力F F0 0相等时相等时相等时相等时,它们的法向正压力它们的法向正压力它们的法向正压力它们的法向正压力F FN N不同。不同。不同。不同。平带极限摩擦力平带极限摩擦力平带极限摩擦力平带极限摩擦力:F Ff f=fFfFN N =fFQv v带极限摩擦力带极限摩擦力带极限摩擦力带极限摩擦力:f f-带与带轮间的摩擦系数;带与带轮间的摩擦系数;带与带轮间的摩擦系数
8、;带与带轮间的摩擦系数;f fv vVV带传动当量摩擦系数带传动当量摩擦系数带传动当量摩擦系数带传动当量摩擦系数;VV带轮的轮槽角。带轮的轮槽角。带轮的轮槽角。带轮的轮槽角。附附:带传动的主要参数带传动的主要参数小轮小轮/大轮直径大轮直径d1/d2、带长带长L、中心距、中心距a、包角、包角包角包角带轮接触弧所对中心角带轮接触弧所对中心角带轮接触弧所对中心角带轮接触弧所对中心角 =2(较小较小较小较小,用用用用sin=sin=(d d2 2-d d11)/2)/2a a代入代入代入代入,故故故故)a a或或带长带长L以以和和代入得:代入得:代入得:代入得:中心距中心距a带的张紧力为规定值时,两带
9、轮轴线间的距离带的张紧力为规定值时,两带轮轴线间的距离带的张紧力为规定值时,两带轮轴线间的距离带的张紧力为规定值时,两带轮轴线间的距离a a(d d2 2-d d1 1)2 2 L2a+2a+(d d1 1+d+d2 2)+2 24a (d d2 2-d-d2 2)/(2)/(2a a)2212228-2带传动的工作状况分析带传动的工作状况分析静止时静止时静止时静止时:F1=F2=F0(:F1=F2=F0(因为因为因为因为:有用于张紧的初拉力有用于张紧的初拉力有用于张紧的初拉力有用于张紧的初拉力F0)F0)传动时传动时传动时传动时:F1F2(:F1F2(由于带与轮面间摩擦力的作用由于带与轮面间
10、摩擦力的作用由于带与轮面间摩擦力的作用由于带与轮面间摩擦力的作用)紧边紧边紧边紧边(绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边)拉力拉力拉力拉力:由由由由F0F1F0F1松边松边松边松边(绕出主动轮的一边绕出主动轮的一边绕出主动轮的一边绕出主动轮的一边)拉力拉力拉力拉力:由由由由F0F2F0F2设环形带的总长不变设环形带的总长不变设环形带的总长不变设环形带的总长不变,则紧边拉力的增加应等于松则紧边拉力的增加应等于松则紧边拉力的增加应等于松则紧边拉力的增加应等于松边拉力的削减量边拉力的削减量边拉力的削减量边拉力的削减量,即即即即:F1-F0=F0-F2F0=(F1:F1-F
11、0=F0-F2F0=(F1+F2)/2+F2)/2一、带传动的一、带传动的受力分析受力分析工作时工作时工作时工作时未工作时未工作时未工作时未工作时 带传动的有效拉力带传动的有效拉力带传动的有效拉力带传动的有效拉力(带传递的圆周力带传递的圆周力带传递的圆周力带传递的圆周力:两边拉力之差两边拉力之差两边拉力之差两边拉力之差):):F1-F2=F=FfF1-F2=F=Ff 带传递的功率带传递的功率带传递的功率带传递的功率:p=Fv/1000(kw)p=Fv/1000(kw)带传动中即将打滑时带传动中即将打滑时带传动中即将打滑时带传动中即将打滑时F1F1与与与与F2F2的关系的关系的关系的关系紧边和松
12、边的拉力比为紧边和松边的拉力比为紧边和松边的拉力比为紧边和松边的拉力比为:联解联解联解联解F=F1-F2F=F1-F2得:得:得:得:探讨探讨探讨探讨:或或或或f,f,都可提高带传动所能传递的圆周力。都可提高带传动所能传递的圆周力。都可提高带传动所能传递的圆周力。都可提高带传动所能传递的圆周力。P P传递功率传递功率传递功率传递功率(KWKW)v v带速带速带速带速(mm/s s)F F圆周力圆周力圆周力圆周力(N N)e e自然对数的底自然对数的底自然对数的底自然对数的底,e e=2.718=2.718;f fv vVV带传动当量摩擦系数带传动当量摩擦系数带传动当量摩擦系数带传动当量摩擦系数
13、;VV带轮的轮槽角。带轮的轮槽角。带轮的轮槽角。带轮的轮槽角。二、二、带传动的带传动的应力分析应力分析带的应力:传动时,带中应力由以下三部分组成带的应力:传动时,带中应力由以下三部分组成带的应力:传动时,带中应力由以下三部分组成带的应力:传动时,带中应力由以下三部分组成拉应力拉应力拉应力拉应力 1 1、2 2紧边拉应力紧边拉应力紧边拉应力紧边拉应力 1 1=F F1 1/A A MPaMPa松边拉应松边拉应松边拉应松边拉应 2 2=F F2 2/A A MPaMPa弯曲应力弯曲应力弯曲应力弯曲应力 b b(带绕过带轮时因弯曲而产生带绕过带轮时因弯曲而产生带绕过带轮时因弯曲而产生带绕过带轮时因弯
14、曲而产生)VV带中的弯曲应力带中的弯曲应力带中的弯曲应力带中的弯曲应力:式中:式中:式中:式中:y y0 0:带中性层到最外层垂直距离带中性层到最外层垂直距离带中性层到最外层垂直距离带中性层到最外层垂直距离mmmmE E:带的弹性模量带的弹性模量带的弹性模量带的弹性模量MPaMPad d:v:v带轮的基准直径带轮的基准直径带轮的基准直径带轮的基准直径mmmmA A:带的横截向积带的横截向积带的横截向积带的横截向积(mmmm2 2)b b =MPaMPa2 2EyEy0 0D D离心拉应力离心拉应力离心拉应力离心拉应力 c c带绕过带轮时产生离心力引起的拉应力。带绕过带轮时产生离心力引起的拉应力
15、。带绕过带轮时产生离心力引起的拉应力。带绕过带轮时产生离心力引起的拉应力。式中式中式中式中:q q每米带长的质量每米带长的质量每米带长的质量每米带长的质量(kgkg/mm);v v带的线速度带的线速度带的线速度带的线速度(mm/s)s);A A带的横截面积带的横截面积带的横截面积带的横截面积(mmmm2 2)。带的应力分布图带的应力分布图带的应力分布图带的应力分布图:各截面应力的大小用各截面应力的大小用各截面应力的大小用各截面应力的大小用自该处引出的径向线自该处引出的径向线自该处引出的径向线自该处引出的径向线(或或或或垂直线垂直线垂直线垂直线)的长短来表示。的长短来表示。的长短来表示。的长短来
16、表示。由图可知:带工作过由图可知:带工作过由图可知:带工作过由图可知:带工作过程中程中程中程中经受变应力经受变应力经受变应力经受变应力,最大最大最大最大应力应力应力应力发生在发生在发生在发生在紧边与小轮紧边与小轮紧边与小轮紧边与小轮的接触处的接触处的接触处的接触处。max=1+b1+c c c=MPaMPaF Fc cqvqv2 2A AA A三、三、带传动的弹性滑动带传动的弹性滑动设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则:设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则:设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则:设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则:紧边的单位伸长量:紧边的单位伸长量:紧边的单位
17、伸长量:紧边的单位伸长量:1=F1/AE1=F1/AE松边的单位伸长量:松边的单位伸长量:松边的单位伸长量:松边的单位伸长量:2=F2/AE2=F2/AE因此,带绕过两轮时将沿轮面滑动。因此,带绕过两轮时将沿轮面滑动。因此,带绕过两轮时将沿轮面滑动。因此,带绕过两轮时将沿轮面滑动。带绕过主动轮带绕过主动轮带绕过主动轮带绕过主动轮1 1时,渐渐缩短,时,渐渐缩短,时,渐渐缩短,时,渐渐缩短,v v带带带带v1v2v2。弹性滑动弹性滑动弹性滑动弹性滑动 由于材料的弹性由于材料的弹性由于材料的弹性由于材料的弹性 变形而产生的滑动。变形而产生的滑动。变形而产生的滑动。变形而产生的滑动。由由由由F F1
18、 1 F F2 2,得得得得:1 1 2 2带的滑动方向带的滑动方向带的滑动方向带的滑动方向传动参数传动参数圆周速度圆周速度圆周速度圆周速度:v v1 1=d d1 1n n1 1/(601000)/(601000)mm/s sv v2 2=d d2 2n n2 2/(601000)/(601000)mm/s s滑动率滑动率滑动率滑动率 (由于弹性滑动引起由于弹性滑动引起由于弹性滑动引起由于弹性滑动引起从动轮从动轮从动轮从动轮圆周速度的降低率圆周速度的降低率圆周速度的降低率圆周速度的降低率)=(=(v v1 1-v v2 2)/v v1 1=(=(d d1 1n n1 1-d d2 2n n2
19、 2)/()/(d d1 1n n1 1)=1-(=1-(d d2 2n n2 2)/()/(d d1 1n n1 1)=1-=1-d d2 2/(/(d d1 1i i)带的传动比带的传动比带的传动比带的传动比(由上式求得由上式求得由上式求得由上式求得):):i i=n n1 1/n n22=d d2 2/(/(d d1 1(1-)(1-)从动轮转速从动轮转速从动轮转速从动轮转速可表示为:可表示为:可表示为:可表示为:n n22=n n1 1d d1 1(1-)/(1-)/d d2 2VV带传动的滑动率带传动的滑动率带传动的滑动率带传动的滑动率=0.010.03,=0.010.03,在一般计
20、算中可不考在一般计算中可不考在一般计算中可不考在一般计算中可不考虑。虑。虑。虑。d d1 1、d d2 2:主、从动轮直径主、从动轮直径主、从动轮直径主、从动轮直径n n1 1、n n2 2:主、从动轮转速主、从动轮转速主、从动轮转速主、从动轮转速四、打滑现象四、打滑现象打滑打滑若带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限若带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时摩擦力总和时,带与带轮发生显著相对滑动的现带与带轮发生显著相对滑动的现象。象。常常打滑将使带磨损加剧、效率降低常常打滑将使带磨损加剧、效率降低,以致传以致传动失效。动失效。弹性滑动与打滑比较弹性滑动与打滑比较打滑是指由过载引起的
21、全面滑动,是一种失打滑是指由过载引起的全面滑动,是一种失效形式,应当避开;弹性滑动由拉力差引起,是效形式,应当避开;弹性滑动由拉力差引起,是不行避开的。不行避开的。8-3带与带轮结构和标准带与带轮结构和标准一、一、平带平带开口传动开口传动开口传动开口传动(轴线平行轴线平行轴线平行轴线平行,转向相转向相转向相转向相同同同同)交叉传动交叉传动交叉传动交叉传动(轴线平行轴线平行轴线平行轴线平行,转向相转向相转向相转向相反反反反)半交叉传动半交叉传动半交叉传动半交叉传动(轴线交叉轴线交叉轴线交叉轴线交叉)平带常用于两轴平带常用于两轴平带常用于两轴平带常用于两轴间距离较大的传动间距离较大的传动间距离较大
22、的传动间距离较大的传动。最常见的最常见的最常见的最常见的传动布置形传动布置形传动布置形传动布置形式式式式是是是是开口传动开口传动开口传动开口传动。二、二、V带和带和V带轮带轮1.V带的分类带的分类V带分为一般带分为一般V带、窄带、窄V带、宽带、宽V带、大楔角带、大楔角V带、汽车带、汽车V带等多种类型。其中一般带等多种类型。其中一般V带应用带应用最广。最广。弯曲时受弯曲时受弯曲时受弯曲时受拉拉拉拉弯曲时受弯曲时受弯曲时受弯曲时受压压压压承受拉力的主体承受拉力的主体承受拉力的主体承受拉力的主体,由帘布或线绳组成由帘布或线绳组成由帘布或线绳组成由帘布或线绳组成一般一般一般一般V V带的结构带的结构带
23、的结构带的结构 节线:带受纵向弯曲时,带长保持不变的一条周线。节线:带受纵向弯曲时,带长保持不变的一条周线。节线:带受纵向弯曲时,带长保持不变的一条周线。节线:带受纵向弯曲时,带长保持不变的一条周线。节面:由全部节线构成的面。节面:由全部节线构成的面。节面:由全部节线构成的面。节面:由全部节线构成的面。节宽节宽节宽节宽(bd)(bd):带的节面宽度:带的节面宽度:带的节面宽度:带的节面宽度(带受纵向弯曲时宽度不变带受纵向弯曲时宽度不变带受纵向弯曲时宽度不变带受纵向弯曲时宽度不变)。一般一般一般一般V V带带带带:楔角楔角楔角楔角 为为为为4040、相对高度、相对高度、相对高度、相对高度(h/b
24、d)(h/bd)约为约为约为约为0.70.7的的的的v v带。带。带。带。一般一般一般一般V V带已标准化,按截面尺寸分为带已标准化,按截面尺寸分为带已标准化,按截面尺寸分为带已标准化,按截面尺寸分为Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E七种型号七种型号七种型号七种型号(P128(P128表表表表8-2)8-2)。基准直径基准直径基准直径基准直径d:Vd:V带轮上与所配用带轮上与所配用带轮上与所配用带轮上与所配用VV带的节面宽度带的节面宽度带的节面宽度带的节面宽度bdbd相对应的相对应的相对应的相对应的带轮直径带轮直径带轮直径带轮直径。基准长度基准长度基准长度基准长度LdLd:
25、v v带在规定的张带在规定的张带在规定的张带在规定的张紧力下,位于带轮基准直紧力下,位于带轮基准直紧力下,位于带轮基准直紧力下,位于带轮基准直径上的周线长度。径上的周线长度。径上的周线长度。径上的周线长度。V V带的公称长度:内周长。带的公称长度:内周长。带的公称长度:内周长。带的公称长度:内周长。窄窄窄窄V V带带带带:楔角楔角楔角楔角 为为为为4040、相对高度、相对高度、相对高度、相对高度(h/bd)(h/bd)约为约为约为约为0.90.9的的的的v v带。带。带。带。窄窄窄窄v v带用合成纤维绳作抗拉体。与一般带用合成纤维绳作抗拉体。与一般带用合成纤维绳作抗拉体。与一般带用合成纤维绳作
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