机械设计基础带传动与链传动资料.ppt

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1、第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动第第8 8章章 带传动与链传动带传动与链传动8-1 8-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用一、带传动的组成和类型、带传动的组成和类型1.带传动的组成带传动的组成主动轮、从动轮、封闭环形带主动轮、从动轮、封闭环形带2.传递原理传递原理主动轮转动时，利用带与带轮之间的摩擦，将动力传递给从动轮。主动轮转动时，利用带与带轮之间的摩擦，将动力传递给从动轮。这类传动属于摩擦传动。这类传动属于摩擦传动。第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动3.3.带的类型带的类型8-1 8-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用按工作原理分按工作原理分摩擦式带传动摩擦式

2、带传动 啮合式带传动啮合式带传动 按带的截面形状分按带的截面形状分 平带平带 V V带带 圆带圆带 多楔带多楔带 同步齿形带同步齿形带第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动二、带传动的特点及应用二、带传动的特点及应用1 1带传动的特点带传动的特点适于两轴中心距较大的传动适于两轴中心距较大的传动可以缓冲、吸振可以缓冲、吸振当过载时可自动打滑当过载时可自动打滑结构简单，成本低结构简单，成本低优点优点尺寸大，不紧凑尺寸大，不紧凑带与带轮接触面间有滑动，不能保证准确的传动比带与带轮接触面间有滑动，不能保证准确的传动比传动效率低，带的寿命短传动效率低，带的寿命短需要张紧装置需要张紧装置缺点缺点2.2

3、.应用应用带速：一般带速：一般5m/s5m/s25m/s25m/s，最高，最高80m/s80m/s功率：最高功率：最高700KW700KW机床、抽水泵、缝纫机机床、抽水泵、缝纫机 第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动 8-2 8-2 普通普通V V带传动的结构及尺寸参数带传动的结构及尺寸参数一、普通一、普通V V带的结构和规格带的结构和规格 1.1.结构结构 由包布，顶胶，抗拉体和底胶组成由包布，顶胶，抗拉体和底胶组成2.2.规格规格V V带带 普通普通V V带：带：Y、Z、A、B、C、D、E 窄窄 V V 带：带：SPZ、SPA、SPB、SPC 宽宽 V V 带带 已标准化已标准化第第

4、8 8章带传动与链传动章带传动与链传动u普通普通V V带标记带标记 第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动二、二、V V带轮的材料和结构带轮的材料和结构1.1.材料材料铸铁（铸铁（HT150HT150，HT200HT200），高速时宜采用钢制成。），高速时宜采用钢制成。2.2.结构结构通常由轮缘、轮毂、轮辐或腹板组成通常由轮缘、轮毂、轮辐或腹板组成第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动u结构结构第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动 uV V带的几个常用术语带的几个常用术语节线：节线：V V带弯曲时，带中保持原有长度不变的周线带弯曲时，带中保持原有长度不变的周线节面：带的全部节线组

5、成的面。节面：带的全部节线组成的面。节宽：节面宽度称为节宽节宽：节面宽度称为节宽 V V带轮槽两侧的夹角：带轮槽两侧的夹角：32 34 36 3832 34 36 38，V V带带4040第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动 8-38-3带传动的受力分析带传动的受力分析一、受力分析、受力分析带之间的拉力带之间的拉力（带轮工作时（带轮工作时 的摩擦力）的摩擦力）绕带轮的离心力绕带轮的离心力静止与运动有区别静止与运动有区别绕带轮的弯曲力绕带轮的弯曲力第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动1.1.带的拉力带的拉力静止时：静止时：带两边拉力等于初拉力带两边拉力等于初拉力运动时：运动时：主动轮

6、：摩擦力主动轮：摩擦力 使紧边拉力使紧边拉力 增大增大从动轮：摩擦力从动轮：摩擦力 使松边拉力使松边拉力 减小减小设环形带的总长度保持不变：设环形带的总长度保持不变：不变不变第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动有效拉力有效拉力 1.1.带的拉力带的拉力有效拉力与带速有效拉力与带速V V及传递功率及传递功率P P之间的关系为：之间的关系为：式中：式中：V带速带速 m/s P带功率带功率Kw F有效拉力有效拉力N第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动u绕性体摩擦的欧拉公式绕性体摩擦的欧拉公式打滑打滑：带与带轮之间就会产生滑动，这种现象称为打滑。带与带轮之间就会产生滑动，这种现象称为打滑。

7、当当 时时当忽略离心力的作用，由欧拉公式：当忽略离心力的作用，由欧拉公式：Fmax？：为包角。一般取小轮包角：为包角。一般取小轮包角：带与轮面间摩擦系数。对：带与轮面间摩擦系数。对V V带应用带应用代替。代替。第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动u绕性体摩擦的欧拉公式绕性体摩擦的欧拉公式公式讨论：公式讨论：带与轮面间摩擦系数。对：带与轮面间摩擦系数。对V V带应用带应用代替。代替。第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动u绕性体摩擦的欧拉公式绕性体摩擦的欧拉公式公式讨论：公式讨论：u初张紧力初张紧力F0越大，最大有效拉力越大；越大，最大有效拉力越大；u包角越大，最大有效拉力越大；包角越

8、大，最大有效拉力越大；u摩擦系数越大，最大有效拉力越大；摩擦系数越大，最大有效拉力越大；Fmax的确定：的确定：第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动2.2.离心力离心力离心力作用在带的全长上离心力作用在带的全长上q：单位长度带的单位长度带的质量质量kg/m第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动二、带的应力二、带的应力1.紧边与松边拉力所产生的应力紧边与松边拉力所产生的应力2.2.离心力所产生的应力离心力所产生的应力3.3.弯曲应力弯曲应力第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动三、带的弹性滑动三、带的弹性滑动1 1弹性滑动弹性滑动弹性变形沿轮的轮面向拉力的紧边弹性变形沿轮的轮面向拉

9、力的紧边方向方向逐渐增大，产逐渐增大，产生相对滑动。生相对滑动。由于材料的弹性变形引起带在带轮上的微小滑动称为弹性滑动。由于材料的弹性变形引起带在带轮上的微小滑动称为弹性滑动。弹性滑动定义弹性滑动定义滑动率滑动率：从动轮圆周速度的降低率。从动轮圆周速度的降低率。忽略弹性滑动忽略弹性滑动 第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动2.2.打滑与弹性滑动的区别打滑与弹性滑动的区别弹性滑动弹性滑动:由于带的弹性及工作时紧松边存在拉力差引起的。由于带的弹性及工作时紧松边存在拉力差引起的。是带传动中不可避免是带传动中不可避免.打滑：打滑：由于过载（摩擦力小于有效拉力）引起的一种失效。由于过载（摩擦力小于

10、有效拉力）引起的一种失效。在带传动正常工作时应避免出现打滑。在带传动正常工作时应避免出现打滑。第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动8-4 8-4 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算一、带传动失效形式一、带传动失效形式交变应力下的疲劳失效交变应力下的疲劳失效打滑打滑二、设计准则二、设计准则在不打滑条件下，带具有一定疲劳强度和寿命在不打滑条件下，带具有一定疲劳强度和寿命第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动三、设计步骤三、设计步骤1.1.确定确定V V带截型和带轮基准直径带截型和带轮基准直径确定设计功率：确定设计功率：选择选择V V带截型带截型第第8 8章带传动与链传动章带传

11、动与链传动确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径dd1和和dd2d2然后选其标准值然后选其标准值 三、设计步骤三、设计步骤验算带的速度验算带的速度V一般在一般在V=525m/s内选取内选取,以以V=2025m/s最为有利。最为有利。第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动三、设计步骤三、设计步骤2 2确定中心距和确定中心距和V V带基准长度带基准长度初选中心距初选中心距确定确定V V带基准长度带基准长度然后选取标准长度然后选取标准长度计算实际中心距计算实际中心距验算小轮包角验算小轮包角 1第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动3.3.确定确定v带的根数带的根数 计算计算V V带根数带根数基

12、本额定功率。查表基本额定功率。查表 基本额定功率增量。查表基本额定功率增量。查表 带长修正系数带长修正系数 式中：式中：包角修正系数包角修正系数计算作用在轴上的载荷计算作用在轴上的载荷第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动8-5 8-5 带传动的张紧装置与维护带传动的张紧装置与维护一、带的张紧装置一、带的张紧装置第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动u带的张紧装置带的张紧装置用带轮张紧第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动二、带传动的维护二、带传动的维护1.1.安装时两带轮轴线必须平行。安装时两带轮轴线必须平行。两轮槽中线必须对正，减轻磨损。两轮槽中线必须对正，减轻磨损。2.2.带

13、传动必须加防护罩。带传动必须加防护罩。3.3.防止带老化，不宜于酸碱等介质接触。防止带老化，不宜于酸碱等介质接触。4.4.多根带并用时，应选相同的型号。多根带并用时，应选相同的型号。当一根带松弛或损坏时，应全部同时更换。当一根带松弛或损坏时，应全部同时更换。第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动例例 题题 已知：已知：传递功率传递功率P=15kw，带速，带速V=15m/s，带在小轮上的包角，带在小轮上的包角 1=170(2.97rad)，带的厚度，带的厚度=4.8mm，宽度，宽度b=100mm，带的密度带的密度=0.001kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数，带与轮面间的摩擦系数f=0.3。

14、试求：试求：传递的圆周力传递的圆周力紧边、松边拉力紧边、松边拉力离心力在带中的拉力离心力在带中的拉力 所需初拉力所需初拉力作用在轴上的压力作用在轴上的压力一平带传动。一平带传动。解：解：传递的圆周力传递的圆周力第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动例题（续）例题（续）紧边、松边拉力紧边、松边拉力离心力在带中的拉力离心力在带中的拉力第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动 例题（续）例题（续）所需初拉力所需初拉力作用在轴上的压力作用在轴上的压力第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动例题例题设计：设计：一电动机与减速器之间的普通一电动机与减速器之间的普通V V带传动。带传动。已知：已知：

15、电动机功率电动机功率P=5kwP=5kw，转速，转速n n1 1=1460r/min=1460r/min，减速器输，减速器输 入轴转速入轴转速n n2 2=320r/min=320r/min，载荷变动微小，负载启动，载荷变动微小，负载启动，每天工作每天工作16h16h，要求结构紧凑。，要求结构紧凑。解：解：确定确定V V带截型带截型 V V带截型：查图（由带截型：查图（由P Pd d，n n1 1）得）得A A型型确定确定V V带轮直径带轮直径查图及表：查图及表：d dd1d1=100mm=100mm由表取由表取dd2=450mm第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动例题（续）例题（续）验

16、算带速验算带速 传动比传动比 确定中心距及确定中心距及V V带基准长度带基准长度要求结构紧凑取：要求结构紧凑取：第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动例题（续）例题（续）初定初定V V带长度带长度由表取由表取传动中心距传动中心距 验算小带轮包角验算小带轮包角第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动例题（续）例题（续）确定确定v v带的根数带的根数查表查表 取：取：Z=5作用在轴上的载荷作用在轴上的载荷查表查表：第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动8-6 8-6 链传动及其结构链传动及其结构一、链传动的组成及特点一、链传动的组成及特点主动链轮，从动链轮和链条主动链轮，从动链轮和链条优

17、点优点保证准确的平均传动比保证准确的平均传动比作用在轴上的力小作用在轴上的力小结构紧凑结构紧凑可使用恶劣环境中可使用恶劣环境中中心距可很大中心距可很大缺点缺点瞬时链速及瞬时传动比不是常数瞬时链速及瞬时传动比不是常数传动平稳性差，工作中有一定的冲击和噪声传动平稳性差，工作中有一定的冲击和噪声只用于平行轴间的传动只用于平行轴间的传动制造成本高制造成本高第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动按结构不同，分为滚子链、齿形链等。其中，按结构不同，分为滚子链、齿形链等。其中，滚子链滚子链应用最广应用最广 8-6 链传动及其结构链传动及其结构第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动u滚子链结构滚子链结

18、构 第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动三、滚子链基本参数三、滚子链基本参数1.1.链节距链节距P相邻两销轴中心之间的距离。相邻两销轴中心之间的距离。2.2.链的长度链的长度L LP P链节数以取为偶数为宜。链节数以取为偶数为宜。3.3.滚子链型号滚子链型号分为分为A A、B B系列；常用系列；常用A A系列。系列。链标记：链标记：链号链号排数排数链节数链节数 标准号标准号 注意注意 链号数链号数第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动四、链轮四、链轮1.1.齿形齿形由三段圆弧（由三段圆弧（aa，ab，cd）和一段直线（）和一段直线（bc）组成）组成滚子链的链轮齿形已标准化滚子链的链轮

19、齿形已标准化 第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动2 2链轮的尺寸链轮的尺寸分度圆直径：分度圆直径：齿顶圆直径（三圆弧一直线）：齿顶圆直径（三圆弧一直线）：齿根圆直径：齿根圆直径：滚子直径滚子直径第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动3.3.链轮材料链轮材料低速、轻载：中碳钢低速、轻载：中碳钢中速、中载：中碳钢淬火处理中速、中载：中碳钢淬火处理高速、重载：低碳钢渗碳淬火或中碳钢表面淬火高速、重载：低碳钢渗碳淬火或中碳钢表面淬火载荷平稳、速度较低、齿数较多也可铸铁和非金属材料载荷平稳、速度较低、齿数较多也可铸铁和非金属材料第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动4.4.链轮的结构链轮

20、的结构实心式实心式腹板式腹板式第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动4.4.链轮的结构链轮的结构组合式组合式第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动4.4.链轮的结构链轮的结构第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动8-7 8-7 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析1.1.平均链速平均链速链传动的平均传动比：链传动的平均传动比：第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动2.2.瞬时链速瞬时链速 8-7 8-7 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析主动轮链速：主动轮链速：第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动从

21、动轮链速从动轮链速链的瞬时传动比：链的瞬时传动比：所以，链在运动中不断上下抖动。为提高运动平稳性，所以，链在运动中不断上下抖动。为提高运动平稳性，应减小链节距应减小链节距P P，增多轮齿数，增多轮齿数Z Z 8-7 8-7 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动二、受力分析二、受力分析1.1.工作拉力工作拉力2.2.离心力离心力3.3.链的垂度拉力链的垂度拉力垂度系数垂度系数 6 5 2.8 1.2 1第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动紧边拉力：紧边拉力：松边拉力松边拉力:链传动对轴产生的拉力：链传动对轴产生的拉力：二、受力分析二

22、、受力分析第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动8-8 8-8 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算一、失效形式一、失效形式1 1疲劳破坏疲劳破坏2 2铰链磨损铰链磨损3 3链条铰链胶合链条铰链胶合4 4链条静力拉断链条静力拉断二、主要参数的选择与计算二、主要参数的选择与计算1 1传动比传动比:最好在最好在3 3左右。左右。2 2链轮齿数链轮齿数链速链速 v（m/sm/s）Z1最好为奇数最好为奇数，第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动3.3.链节距链节距P P高速重载时，宜选用小节距多排链；高速重载时，宜选用小节距多排链；速度不太高时，宜选用大节距单排链。速度不太高时，宜选用大节

23、距单排链。二、主要参数的选择二、主要参数的选择4.4.链长和中心距链长和中心距实际中心距实际中心距最好取偶数最好取偶数由图选链号由图选链号定链节距定链节距第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动三、链传动的设计计算步骤三、链传动的设计计算步骤1.1.确定链轮齿数确定链轮齿数2.2.初定中心距及链长初定中心距及链长 3.3.确定额定功率确定额定功率4.4.确定链节距确定链节距P P 极限功率曲线极限功率曲线各种失效曲线围成的区域边线。各种失效曲线围成的区域边线。链节距链节距P P由由P0、小链轮、小链轮n1及假设的失效形式查图。及假设的失效形式查图。2.2.链板冲击疲链板冲击疲 劳强度限定劳强

24、度限定4.4.铰链胶合铰链胶合 限定曲线限定曲线1.1.铰链磨铰链磨 损极限损极限修正系数修正系数3.3.链板疲劳强链板疲劳强度限定度限定第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动5.5.计算实际中心距计算实际中心距三、链传动的设计计算步骤三、链传动的设计计算步骤6.6.验算链速验算链速与初设的链速比较，若不符，重设与初设的链速比较，若不符，重设Z1Z17.7.计算作用在轴上的载荷计算作用在轴上的载荷第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动9.9.确定润滑方式和张紧装置确定润滑方式和张紧装置人工定期用油壶或油刷给油人工定期用油壶或油刷给油油浴润滑油浴润滑(甩油润滑甩油润滑)油泵润滑油泵润滑(

25、强制润滑强制润滑)用油杯通过油管向松边用油杯通过油管向松边内、外链板间隙处滴油内、外链板间隙处滴油第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动9.9.确定润滑方式和张紧装置确定润滑方式和张紧装置第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动9.9.确定润滑方式和张紧装置确定润滑方式和张紧装置第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动例题例题已知：已知：传动功率传动功率P=5.5kw，转速，转速n1=750r/min，工作机转速，工作机转速 n2=260r/min，传动布置倾角传动布置倾角=40=40，中等冲击。，中等冲击。设计：设计：一锅炉清渣链传动装置，选用一锅炉清渣链传动装置，选用Y Y系列电机

26、。系列电机。要求中心距可调。要求中心距可调。解：解：1 1确定小齿轮齿数（奇数）确定小齿轮齿数（奇数）设设V=3V=38m/s8m/s，由表查得小齿轮齿数：，由表查得小齿轮齿数：Z Z1 1=21=21取取Z2=612 2确定链节距和中心距确定链节距和中心距取取Lp=122（偶数）（偶数）第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动查表：查表：额定功率：额定功率：由由P0、n1查图选取查图选取10A,链节距链节距:选选10A10A滚子链滚子链（在功率曲线左顶侧，属链板疲劳破坏，与假设相符）（在功率曲线左顶侧，属链板疲劳破坏，与假设相符）实际中心距：实际中心距：例题（续）例题（续）（设链板疲劳破坏

27、）（设链板疲劳破坏）第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动3 3验算链速验算链速4 4计算作用在轴上的载荷计算作用在轴上的载荷5 5确定润滑方式确定润滑方式由由10A型滚子链及型滚子链及 查图：选油浴或飞溅润滑。查图：选油浴或飞溅润滑。例题（续）例题（续）第第8 8章带传动与链传动章带传动与链传动重点学习内容重点学习内容1.1.带传动的受力分析、失效形式及设计准则带传动的受力分析、失效形式及设计准则。2.2.普通普通V V带传动的参数选择和设计计算带传动的参数选择和设计计算。3.3.链传动的运动特性。链传动的运动特性。第第8 8章章 带传动与链传动带传动与链传动4.4.滚子链传动的参数选择和设计计算。滚子链传动的参数选择和设计计算。