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1、测控装置结构设计课件第06章摩擦轮传动和带传动 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望CHL测控装置结构设计课件26.1 6.1 概述概述基本传动原理基本传动原理摩擦轮传动摩擦轮传动和大部分的和大部分的带传动带传动是是借助摩擦力借助摩擦力来实现运动和转距的传递。来实现运动和转距的传递。特点及其应用特点及其应用优点优点：不仅可实现定传动比传动还可实现不仅可实现定传动比传动还可实现变传动比传动变传动比传动。常制作各种。常制作各种无极无极变速器变速器，能简单方便

2、地实现穿的比地调节；，能简单方便地实现穿的比地调节；结构简单，易于制造；结构简单，易于制造；传动平稳，工作时噪声小；传动平稳，工作时噪声小；有有过载保护过载保护功能。功能。缺点缺点：传动比难以保持恒定，故传动精度低；传动比难以保持恒定，故传动精度低；不适合大转矩传动；不适合大转矩传动；传动件磨损较快，寿命低；传动件磨损较快，寿命低；传动效率较低。传动效率较低。返回本章首页CHL测控装置结构设计课件36.2 6.2 摩擦轮传动摩擦轮传动机构构成机构构成传动原理传动原理主动轮顺时针转动时，由法向力主动轮顺时针转动时，由法向力Fn在在接触处产生阻止主动轮转动的摩擦轮接触处产生阻止主动轮转动的摩擦轮F

3、t；相应地从动轮上受到；相应地从动轮上受到Ft地反作用地反作用力力Ft；当；当Ft足够大时，从动轮开始旋足够大时，从动轮开始旋转。转。传动比传动比传动比概念传动比概念弹性滑动弹性滑动打滑打滑实际传动比实际传动比法向力计算法向力计算摩擦轮材料摩擦轮材料FnFnFtFtn1返回本章首页从动轮从动轮，带滑块。主动轮主动轮机架返回第一节CHL测控装置结构设计课件4主动轮从动轮【注注】1、图中、图中n1和和n2分别为主动轮和分别为主动轮和从动轮的转速；从动轮的转速；T1为主动轮的为主动轮的转矩，转矩，T2为从动轮的阻力矩。为从动轮的阻力矩。2、灰色部分为压缩区。、灰色部分为压缩区。ABA2A1B1B2弹

4、性滑动弹性滑动摩擦轮接触处的表面弹性变形从摩擦轮接触处的表面弹性变形从入口处开始，到出口处结束，这入口处开始，到出口处结束，这是个是个渐变渐变的过程。的过程。两轮接触两轮接触由于材料的弹性变形而由于材料的弹性变形而产生的滑动产生的滑动称为弹性滑动。称为弹性滑动。打滑打滑若接触区能产生的最大摩擦力任若接触区能产生的最大摩擦力任不能克服阻力矩不能克服阻力矩T2，此时此时主动轮主动轮将无法带动从动轮转动将无法带动从动轮转动，此时主，此时主动轮将在从动轮表面上产生动轮将在从动轮表面上产生全面全面滑动滑动，此即打滑。，此即打滑。打滑会引起摩擦力表面严重磨损，打滑会引起摩擦力表面严重磨损，降低传动寿命，应

5、降低传动寿命，应尽量避免尽量避免。弹性滑动可以减轻，不能避免；弹性滑动可以减轻，不能避免；而打滑可以避免。而打滑可以避免。返回本节首页CHL测控装置结构设计课件5实际传动比实际传动比其中，其中，称为速度损失率，或滑动率称为速度损失率，或滑动率。是指由弹性滑动的存。是指由弹性滑动的存在造成的从动轮圆周速度小于主动轮圆周速度而出现的速度在造成的从动轮圆周速度小于主动轮圆周速度而出现的速度损失。损失。不同材料的滑动率不尽相同，如：钢钢不同材料的滑动率不尽相同，如：钢钢为为0.2%，铸铁，铸铁铸铁铸铁为为0.2%，橡胶钢，橡胶钢为为3%，夹布胶木钢，夹布胶木钢为为1%。圆周摩擦轮的法向力计算圆周摩擦轮

6、的法向力计算为了正常传动，两轮之间的法向力为了正常传动，两轮之间的法向力Fn必须足够大，以产生必须足够大，以产生足够大的摩擦力克服从动轮的阻力矩足够大的摩擦力克服从动轮的阻力矩T2。克服从动轮阻力矩。克服从动轮阻力矩所需的最小圆周力所需的最小圆周力Ft称为传递的名义载荷。则法向力可计算称为传递的名义载荷。则法向力可计算如下：如下：返回本节首页CHL测控装置结构设计课件6其中其中P为传递的功率；为传递的功率；D1为主动轮直径；为主动轮直径；n1主动轮转速；主动轮转速；f 为摩擦系数；为摩擦系数；K为载荷系数，一般取为载荷系数，一般取1.21.5。摩擦轮材料摩擦轮材料要求：要求：弹性模量弹性模量大

7、：减小弹性滑动大：减小弹性滑动摩擦系数摩擦系数大：便于以较小的法向力实现正常工作大：便于以较小的法向力实现正常工作表面接触强度表面接触强度大，大，耐磨耐磨：获得较长的使用寿命：获得较长的使用寿命常见材料常见材料淬火钢淬火钢淬火钢淬火钢淬火钢表面硬化铸铁淬火钢表面硬化铸铁铸铁铸铁铸铁铸铁钢或铸铁工程塑料钢或铸铁工程塑料返回本节首页CHL测控装置结构设计课件76.3 6.3 摩擦无级变速器摩擦无级变速器构成及工作原理构成及工作原理构成构成传动传动机构机构加压加压装置装置调速调速机构机构工作原理工作原理变速范围变速范围最小速比最小速比i12min最大速比最大速比i12max变速范围变速范围Rb分类及

8、其应用分类及其应用参加教材参加教材P113图图76。返回本章首页CHL测控装置结构设计课件8传动传动机构：滚轮机构：滚轮1和圆盘和圆盘2加压加压装置：弹簧装置：弹簧3调速调速机构：丝杠机构：丝杠4和螺母和螺母5需调速时，转动丝杠需调速时，转动丝杠4，通过螺母，通过螺母5和夹套和夹套6带动滚轮带动滚轮1沿着轴沿着轴7移动，移动，改变改变滚轮与圆盘之间的接触位置滚轮与圆盘之间的接触位置，从而实现，从而实现可连续变化的不同的速比可连续变化的不同的速比，即无级，即无级调速。调速。返回本节首页CHL测控装置结构设计课件96.4 6.4 带传动带传动工作原理工作原理构成构成：由：由主动轮主动轮、从动轮从动

9、轮和张紧在两轮上的和张紧在两轮上的环形带环形带组成。组成。原理原理：由于张紧，带在静止时受到：由于张紧，带在静止时受到初拉力初拉力F0，故带与带轮，故带与带轮接触处产生压力，当主动轮回转时，接触处出现接触处产生压力，当主动轮回转时，接触处出现摩擦力摩擦力，从而传递运动和转矩。从而传递运动和转矩。带传动类型带传动类型带传动的张紧带传动的张紧V带和带轮带和带轮带传动的几何关系带传动的几何关系带传动的受力分析带传动的受力分析弹性滑动、打滑和滑动率弹性滑动、打滑和滑动率普通普通V带的设计计算带的设计计算返回本章首页CHL测控装置结构设计课件10带传动类型带传动类型平带传动平带传动：工作面工作面是与轮面

10、接触的内表面是与轮面接触的内表面V带传动带传动：工作面工作面是与轮槽接触的两侧面，由于是与轮槽接触的两侧面，由于楔行效应楔行效应，同样的初拉力下，能产生较平带更大的拉曳力。同样的初拉力下，能产生较平带更大的拉曳力。圆带传动圆带传动：工作面工作面很小，牵引能力也最小，常用于低速很小，牵引能力也最小，常用于低速小功率传动中。小功率传动中。多楔带传动多楔带传动：工作面工作面是各个楔侧面，同时又向平带一样是各个楔侧面，同时又向平带一样有较好的弯曲应力，故常用于传动功率大而又要求结构紧有较好的弯曲应力，故常用于传动功率大而又要求结构紧凑的场合。凑的场合。带传动的张紧带传动的张紧常用的张紧方法是常用的张紧

11、方法是调节中心距调节中心距。常见张紧装置（教材常见张紧装置（教材P115图图79）返回本节首页CHL测控装置结构设计课件11带传动原理及类型带传动原理及类型返回本节首页返回第一节返回类型F0F0F0F0132D1D2O1O2CHL测控装置结构设计课件12V带和带轮带和带轮V带带构成构成：由：由强力层强力层1、填充物填充物2和和外包层外包层3构成。构成。几何尺寸几何尺寸：参见相关标准。：参见相关标准。普通普通V带的带的楔角楔角为为40，相对高度相对高度（h/bp）为为0.7，按照，按照横截面几何尺寸的不同分为七种型号。横截面几何尺寸的不同分为七种型号。普通普通V带采用带采用基准宽度制基准宽度制。

12、带轮带轮带轮有三种带轮有三种典型结构典型结构：实心式实心式、辐板式辐板式和和孔板式孔板式。带轮的带轮的几何尺寸几何尺寸亦可根据配合亦可根据配合V带类型，参见相关标准带类型，参见相关标准加以选用。加以选用。返回本节首页CHL测控装置结构设计课件13带传动的几何关系带传动的几何关系带传动的主要几何参数带传动的主要几何参数带轮直径带轮直径D1和和D2；中心距中心距a；带长带长L；包角包角。近似几何关系近似几何关系：参见以下公式。参见以下公式。对对V带传动，带轮直径为带传动，带轮直径为基准直径基准直径，带长也为，带长也为基准带长基准带长。21D1D2O1O2返回本节首页CHL测控装置结构设计课件14带

13、传动的受力分析带传动的受力分析静止时静止时带两边的拉力即为带两边的拉力即为初拉力初拉力F0；传动时传动时主动轮主动轮：绕进端绕进端F0增大至增大至F1，称之为，称之为紧边紧边拉力拉力；绕出端；绕出端F0减小至减小至F2，称之，称之为为松边拉力松边拉力；从动轮从动轮：绕进端绕进端F0减小至减小至F2；绕出端；绕出端F0增增大至大至F1有效圆周力有效圆周力FtFt=F1F2有效圆周力有效圆周力Ft（N）与带速）与带速v（m/s）和传递功率）和传递功率P（Kw）之间的关系之间的关系21O1O212有效圆周力有效圆周力Ft与初拉力与初拉力F0的关系的关系式中，fv为当量摩擦系数当量摩擦系数，为包角包角

14、（rad），通常取小带轮的包角。fv计算如下：返回本节首页F0F0F0F0F2F2F1F1CHL测控装置结构设计课件15弹性滑动、打滑和滑动率弹性滑动、打滑和滑动率弹性滑动弹性滑动打滑打滑当当弹性滑动区增大至遍及全弹性滑动区增大至遍及全部接触区时部接触区时，此时若外负荷，此时若外负荷继续增大，则带与带轮之间继续增大，则带与带轮之间出现出现全面滑动全面滑动，将不能实现，将不能实现正确运动和力矩传动，此即正确运动和力矩传动，此即打滑。打滑。滑动率滑动率由于带的弹性滑动引起的由于带的弹性滑动引起的从从动轮速度的降低率动轮速度的降低率。实际传动比实际传动比返回本节首页CHL测控装置结构设计课件16普通

15、普通V带的设计计算带的设计计算步骤：步骤：根据给定计算功率根据给定计算功率Pd和小带轮转速和小带轮转速n1，查选型图，选，查选型图，选择择V带型号；带型号；确定带轮直径确定带轮直径D1和和D2；验算带速；验算带速；确定带长确定带长Ld确定实际中心距确定实际中心距a；验算小带轮包角；验算小带轮包角；计算计算V带根数；带根数；计算作用在轴上的载荷；计算作用在轴上的载荷；确定带轮的结构尺寸。确定带轮的结构尺寸。举例举例：P126例题例题71。返回本节首页CHL测控装置结构设计课件176.5 6.5 同步带传动同步带传动工作原理工作原理同步带同步带构成构成强力层强力层基体基体：包括：包括带齿带齿和和带

16、背带背主要参数主要参数节距节距 Pb ：在规定张紧力下，同步带纵向截面上相邻两：在规定张紧力下，同步带纵向截面上相邻两齿中心轴线间节线上的距离。齿中心轴线间节线上的距离。节线长度节线长度 Lp ：节线节线是指当同步带垂直其底边弯曲时，是指当同步带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的周线，通常位于承载层的中线在带中保持原长度不变的周线，通常位于承载层的中线上。节线的传递亦称为上。节线的传递亦称为公称长度公称长度。基准带宽基准带宽 bs0材料材料：强力层强力层：要求有高的抗拉强度和抗弯曲疲劳强度，弹性：要求有高的抗拉强度和抗弯曲疲劳强度，弹性模量要大，故多采用模量要大，故多采用钢丝绳钢丝绳或或

17、玻璃纤维玻璃纤维。返回本章首页CHL测控装置结构设计课件18基体基体：要求有良好的耐磨性、强度、抗老化性以及与：要求有良好的耐磨性、强度、抗老化性以及与强力层的粘结性。常用材料有强力层的粘结性。常用材料有聚氨酯聚氨酯和和氯丁橡胶氯丁橡胶。分类分类按节距按节距：最轻型：最轻型MXL、超轻型、超轻型XXL、特轻型、特轻型XL、轻型、轻型L、重型、重型H、特重型、特重型XH、超重型、超重型XXH共七种。其参数共七种。其参数可查看相关标准。可查看相关标准。按齿形按齿形：梯形齿梯形齿、半圆弧齿半圆弧齿、双圆弧齿双圆弧齿等。其中，梯等。其中，梯形齿同步带又可分为形齿同步带又可分为单面带单面带和和双面带双面

18、带两种。两种。带轮带轮结构结构除了有轮齿之外，与其它带轮结构相似。轮齿齿形一除了有轮齿之外，与其它带轮结构相似。轮齿齿形一般有般有渐开线齿形渐开线齿形和和直边齿形直边齿形两种。两种。材料材料一般用一般用钢钢或或铸铁铸铁，轻载场合用，轻载场合用轻合金轻合金或或塑料塑料。大批量。大批量生产时也用生产时也用粉末冶金材料粉末冶金材料。返回本章首页CHL测控装置结构设计课件19同步带传动同步带传动同步带内的同步带内的钢丝绳钢丝绳在承受载荷之后在承受载荷之后仍能保持同步带仍能保持同步带节距不变节距不变，故同步，故同步带与带轮间传动时带与带轮间传动时无相对滑动无相对滑动，做，做的是的是同步传动同步传动，因此

19、称为同步带传，因此称为同步带传动。动。返回本节首页CHL测控装置结构设计课件20DpDaabsht2pbF绳芯基体a）梯形齿b）半圆弧齿c）双圆弧齿带背带齿同步带构成同步带构成及其参数及其参数返回本节首页返回分类部分CHL测控装置结构设计课件216.6 6.6 其它带传动简介其它带传动简介齿孔带传动齿孔带传动构成构成齿孔带的齿孔齿孔带的齿孔采用采用35mm电影胶卷齿孔电影胶卷齿孔的标准，常用厚度为的标准，常用厚度为0.150.25mm的涤纶或三醋酸纤维素制造。的涤纶或三醋酸纤维素制造。齿孔带的带轮轮齿齿孔带的带轮轮齿齿形齿形有渐开线和圆弧两种，有渐开线和圆弧两种，几何尺寸几何尺寸由与其相配合的

20、由与其相配合的齿孔参数来定。齿孔参数来定。材料材料常用硬铝、超硬铝、优质碳素结构钢和碳素工具常用硬铝、超硬铝、优质碳素结构钢和碳素工具钢及塑料等。为增加轮齿寿命，齿面可镀铬、渗氮硬钢及塑料等。为增加轮齿寿命，齿面可镀铬、渗氮硬化或用表面淬火的方法增强其性能。化或用表面淬火的方法增强其性能。返回本章首页CHL测控装置结构设计课件22拖动式带传动拖动式带传动构成构成主要特点主要特点不存在不存在相对滑动相对滑动，故传动准确，精度高；，故传动准确，精度高；要要改变传动比改变传动比，只要适当改变主、从动件的形状即可；，只要适当改变主、从动件的形状即可；主从动件主从动件转动范围转动范围受到限制，一般不超过

21、受到限制，一般不超过360；应用应用：多用于精密机械及仪器中精密读数等场合。多用于精密机械及仪器中精密读数等场合。材料材料主、从动件主、从动件：优质碳素结构钢、铝合金、黄铜及塑料优质碳素结构钢、铝合金、黄铜及塑料等等挠性传动件挠性传动件：精密传动精密传动用碳素工具钢或弹簧钢轧制的薄带或细丝；用碳素工具钢或弹簧钢轧制的薄带或细丝；精度要求低精度要求低的用丝绵线、锦纶丝制成的薄带或绳；的用丝绵线、锦纶丝制成的薄带或绳；有特殊要求时有特殊要求时，也有采用铍青铜或磷青铜带。，也有采用铍青铜或磷青铜带。返回本章首页CHL测控装置结构设计课件23有特殊轮齿的带轮有等距孔的传动带返回本节首页CHL测控装置结构设计课件24主动件从动件挠性传动件从动件主动件挠性传动件构成构成将将挠性传动件挠性传动件的两端直接固的两端直接固定在定在主动件主动件和和从动件从动件上，主上，主动件转动则拖动件转动则拖动挠性传动件，动挠性传动件，从而带动从动从而带动从动件。件。返回本节首页