带传动和链传动课件.pptx
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1、总总 论论中心距较大的传动中心距较大的传动,采用环形曵引元件传动采用环形曵引元件传动减少零件数量,简化传动装置,降低成本减少零件数量,简化传动装置,降低成本链传动链传动机械设计基础带传动和链传动摩擦型啮合型挠挠性性传传动动带传动第1页/共84页带传动带传动8-1 带传动的特点8-2 带传动的分类8-3 带传动的受力分析8-4 带的耐久性8-5 弹性滑动及传动比8-6 普通V带传动的设计计算8-7 V带轮的结构8-8 带传动的使用维护机械设计基础带传动和链传动第2页/共84页8-1 带传动的特点带传动的特点一、带传动组成一、带传动组成主动带轮主动带轮1、从动带轮、从动带轮2、环形带、环形带二、工
2、作原理二、工作原理静止时,静止时,两边拉力相等;两边拉力相等;传动时,传动时,拉力大的一边称为主动边(紧边),拉力大的一边称为主动边(紧边),拉力小的一边为从动边(松边)拉力小的一边为从动边(松边)靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力机械设计基础带传动和链传动F1F2Ff12F0F0F0F0第3页/共84页三、带传动的优缺点三、带传动的优缺点机械设计基础带传动和链传动第4页/共84页四、带传动的应用四、带传动的应用机械设计基础带传动和链传动第5页/共84页8-2 带传动的分类带传动的分类一、按传动形式分一、按传动形式分开口传动开口传动:两轴平行,同向
3、回转:两轴平行,同向回转交叉传动交叉传动:两轴平行,反向回转:两轴平行,反向回转半交叉传动半交叉传动:两轴交错,不能逆转:两轴交错,不能逆转 二、按带的截面分二、按带的截面分平带传动:平带的截面形状为矩形,平带传动:平带的截面形状为矩形,底面是工作面,可实现多种形式的底面是工作面,可实现多种形式的传动传动机械设计基础带传动和链传动第6页/共84页二、按带的截面分二、按带的截面分带传动:截面形状为梯形,带两侧面是工作面,带传动:截面形状为梯形,带两侧面是工作面,当量摩擦系数大,当量摩擦系数大,承载力大承载力大,只用于开口传动,只用于开口传动机械设计基础带传动和链传动v多楔带传动:具平、带的优点第
4、7页/共84页同步带的特点:具带与链传动的特点具带与链传动的特点同步带的应用第8页/共84页机械设计基础带传动和链传动摩擦力分析:v比较平带与V带FnFnFVFVFn第9页/共84页8-3 带传动的受力分析带传动的受力分析一、带传动的几何尺寸计算二、带传动的受力分析三、紧松边拉力关系紧松边拉力关系四、最大有效拉力最大有效拉力F Felim机械设计基础带传动和链传动第10页/共84页一、带传动的几何尺寸计算一、带传动的几何尺寸计算机械设计基础带传动和链传动第11页/共84页二、带传动的受力分析二、带传动的受力分析静止时,静止时,两边拉力相等两边拉力相等=F0张紧力张紧力工作时工作时:拉力增加拉力
5、增加紧边:紧边:F0F1 紧边拉力紧边拉力拉力减少拉力减少松边:松边:F0F2 松边拉力松边拉力工作状态工作状态:带两边拉力不相等带两边拉力不相等 紧松边判断:紧松边判断:绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边紧边紧边机械设计基础带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边第12页/共84页三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系紧边由紧边由F0F1拉力增加,带增长拉力增加,带增长松边由松边由F0F2 拉力减少,带缩短拉力减少,带缩短有效拉力有效拉力Fe:紧边拉力与松边拉力的差值紧边拉力与松边拉力的差值 Fe=F1-F2=Ff 机械设计基础带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边第13页
6、/共84页三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系第14页/共84页三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系提问:提问:带传动是靠摩擦力来传动的,当外载荷引起的圆带传动是靠摩擦力来传动的,当外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力,带是否能够正常工作?周力大于全部摩擦力,带是否能够正常工作?打滑:打滑:带将沿轮面发生滑动带将沿轮面发生滑动机械设计基础带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边第15页/共84页四、最大有效拉力四、最大有效拉力F Felim打滑:打滑:外载荷引起的圆周力大外载荷引起的圆周力大于全部于全部Ff,即,即Ff 达到达到Fflim 时,带将沿轮面发生滑动,时,带将沿轮面发生滑动,
7、可用可用柔韧体的欧拉公式柔韧体的欧拉公式表示:表示:e 自然对数自然对数f 摩擦系数摩擦系数a a 小带轮的包角小带轮的包角 此时,摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力,要保证此时,摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力,要保证带正常工作,就要使带正常工作,就要使Fflim 大于等于大于等于Felim。怎样才能使怎样才能使Fflim大呢?大呢?Ff越大,带传动的性能就越好,所以,引出了越大,带传动的性能就越好,所以,引出了F1 和和F2之间之间的关系。的关系。讨论带传动的最大有效拉力讨论带传动的最大有效拉力Felim 以及影响因素以及影响因素机械设计基础带传动和链传动F1F2Ff紧边松边第16页
8、/共84页四、最大有效拉力四、最大有效拉力F Felim影响因素:影响因素:初拉力初拉力F0正压力正压力 Ff,Felim但但F0,磨损加快,磨损加快,带的寿命下降;带的寿命下降;小带轮包角小带轮包角带与带轮接触弧带与带轮接触弧 总摩擦力越大总摩擦力越大 Fflim Felim,根据计算公式可知,根据计算公式可知,大小取决于设计参数大小取决于设计参数d1 d2及中心距及中心距a,因此设计时,要对这些参数合理的设计;,因此设计时,要对这些参数合理的设计;摩擦系数摩擦系数 f Ff总摩擦力越大总摩擦力越大 Felim,f取决于带和取决于带和带轮的材料。带轮的材料。机械设计基础带传动和链传动F0越大
9、越好吗?越小呢?第17页/共84页8-4 带的带的耐久性耐久性提问提问?带传动工作时带传动工作时,作用于带上有哪些应力作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小它们的分布及大小有什么特点有什么特点?最大应力发生在什么部位最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速为什么要限制带速?带的应力:带的应力:拉应力、弯曲应力、离心拉应力拉应力、弯曲应力、离心拉应力机械设计基础带传动和链传动第18页/共84页8-4 带的带的耐久性耐久性由带弯曲运动产生的离心拉应力由带弯曲运动产生的离心拉应力c:有质量的带在运动过程中有圆周速度,所以产生离心拉应力,有质量的带在运动过程中有圆周速度,所以产生离心拉应力,c作用于带
10、的全长;作用于带的全长;机械设计基础带传动和链传动第19页/共84页8-4 带的带的耐久性耐久性由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力:s s1、s s2:机械设计基础带传动和链传动第20页/共84页8-4 带的带的耐久性耐久性机械设计基础带传动和链传动v由带弯曲产生的弯曲应力:b1,b2因为带要绕上小带轮和大带轮,绕在带轮上有弯曲,所以有弯曲应力式中:E:带的当量弯曲弹性模量;y:带的最外层到中性层(节面)的距离;d1,d2:大小带轮直径。第21页/共84页思考:v最大应力=?v最大应力的位置在那里?第22页/共84页按A、B、C、D四个点把带分为四段:A:紧边绕上小带轮;C:绕上大带轮。第2
11、3页/共84页分为A、B、C、D四个点:A:紧边绕上小带轮;C:绕上大带轮。A点的应力等于sA=sC+s1+sb1B点的应力等于sB=sC+s2+sb1C点的应力等于sC=sC+s2+sb2D点的应力等于sD=sC+s1+sb2弯曲应力只发生在包角所对的圆弧部分,带轮直径越小,带越厚(带的最外层到中性层(节面)的距离y越大),弯曲应力越大。所以,带绕过小带轮时的弯曲应力较大,带的最大应力发生在紧边开始绕上小轮处(A点)。第24页/共84页要求掌握的内容:带传动有哪几个应力的作用?这几个应力大小是如何分布的?最大应力的位置?第25页/共84页8-5 弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比什么是弹性滑动
12、什么是弹性滑动,对传动有什么影响?对传动有什么影响?为什么会发生弹性滑动或打滑为什么会发生弹性滑动或打滑?是否可以避免是否可以避免?机械设计基础带传动和链传动前面分别讲了带的受力分析和带的应力分析,下面来分析下带传动的运动。带的缺点:有弹性滑动和打滑,是传动比不恒定。打滑:带将沿轮面发生滑动第26页/共84页8-5 弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比一、弹性滑动一、弹性滑动分析:分析:带是弹性体,它在受力情况下会产生弹性变形,由于带在紧边和松边上所受带是弹性体,它在受力情况下会产生弹性变形,由于带在紧边和松边上所受拉力不相等,因而产生的弹性变形也不相同。拉力不相等,因而产生的弹性变形也不相同。机
13、械设计基础带传动和链传动F1F2紧边松边第27页/共84页分析:分析:a1:带绕上小带轮;c1:离开小带轮。带从带从a1 c1点的运动过程中,紧边拉力为点的运动过程中,紧边拉力为F1松边拉力为松边拉力为F2;从;从a1 c1点,带从紧边运动到松边,所受的力由点,带从紧边运动到松边,所受的力由F1下下降到降到F2;本来带和带轮应为同步运动,但由于带是弹性;本来带和带轮应为同步运动,但由于带是弹性体,拉力差就使得带向后收缩,带在带轮接触面上出现体,拉力差就使得带向后收缩,带在带轮接触面上出现局部微量的向后滑动,此时带与带轮不同步,因此带和局部微量的向后滑动,此时带与带轮不同步,因此带和带轮的速度也
14、就不一样。哪个速度大呢?带轮的速度也就不一样。哪个速度大呢?V V带带VVV带轮带轮机械设计基础带传动和链传动第29页/共84页通过分析可知:由于带是弹性体,在不同的拉力下,会产生弹性变形,主动轮上的通过分析可知:由于带是弹性体,在不同的拉力下,会产生弹性变形,主动轮上的带向后滑动,带向后滑动,V V带带VVV带轮带轮这种滑动现象成为这种滑动现象成为弹性滑动弹性滑动机械设计基础带传动和链传动第30页/共84页动画:主动轮上带轮的速度大于带的速度,两者理论是要同步的,但是由于以上分析的原因,就是的轮子的速度比带的速度要快;再看从动轮上的,带的速度比轮子的速度要大。第31页/共84页弹性滑动弹性滑
15、动定义:定义:由于带的两边弹性变形不等所引由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑起的带与带轮之间的微量相对滑动动产生的原因产生的原因:带带的的弹弹性性、松松边边与与紧紧边边拉拉力力差差变变形形量量改改变变,相相对对轮轮滑滑动动机械设计基础带传动和链传动F1F2紧边松边第32页/共84页弹性滑动弹性滑动弹性滑动的特点弹性滑动的特点:弹弹性性滑滑动动是是摩摩擦擦型型带带传传动动正正常常工工作作时时不不可可避避免免的的固固有有特特性性,是是微微量量滑滑动动,只只发发生生在在离离开开带带轮轮前前的的那那部部分分弧弧上上(称为滑动弧)(称为滑动弧)Fe 弹性滑动弹性滑动 弹性滑动范围弹
16、性滑动范围机械设计基础带传动和链传动如果弹性滑动扩展到整个接触弧?第33页/共84页弹性滑动弹性滑动弹性滑动对传动的影响:弹性滑动对传动的影响:带传动传动比不稳定带传动传动比不稳定(因为弹性体和打滑)(因为弹性体和打滑)降降低低传传动动效效率率(V带带传传动动效效率率=0.910.96),使使带带与与带带轮磨损增加和温度升高。轮磨损增加和温度升高。使使从从动动轮轮的的圆圆周周速速度度低低于于主主动动轮轮的的圆圆周周速速度度,即即:v1 v2 v1 v带带 v2,从从动动轮轮圆圆周周速速度度相相对对降降低低量量称称为为滑滑动动率率e:传动比不为常数,即:传动比不为常数,即:机械设计基础带传动和链
17、传动 一般的情况下:e=1%2%虽然很小,但是对带传动的工作还是有影响的,在多数情况下,忽略掉滑动率e。第34页/共84页二、打滑二、打滑定义:定义:当传递的有效拉力达到或超过带与小带轮之间的摩擦力总当传递的有效拉力达到或超过带与小带轮之间的摩擦力总和的极限值时,过载引起带与带轮在整个接面弧上发生显和的极限值时,过载引起带与带轮在整个接面弧上发生显著的相对滑动。这种现象称为著的相对滑动。这种现象称为打滑。打滑。产生的原因产生的原因:FeFfmax 弹弹性性滑滑动动扩扩展展到到整整个个接接触触弧弧显显著著滑滑动动(打打滑滑)特点特点:打滑打滑可以可以避免避免,而且应当避免而且应当避免短时打滑起到
18、过载保护作用短时打滑起到过载保护作用打滑先发生在小带轮处打滑先发生在小带轮处 后果:后果:打滑打滑带的剧烈磨损带的剧烈磨损从动轮转速剧烈降低从动轮转速剧烈降低失效失效机械设计基础带传动和链传动?如何防止打滑 第35页/共84页三、弹性滑动与打滑的本质区别三、弹性滑动与打滑的本质区别弹性滑动:弹性滑动:是带传动正常工作时是带传动正常工作时不可避免的固有特性;不可避免的固有特性;因局部弹性变形的变化是的带与带轮间发生因局部弹性变形的变化是的带与带轮间发生局部相对滑动;局部相对滑动;打滑:打滑:是是带带传传动动的的失失效效形形式式,(即即不不能能正正常常工工作作,而而弹弹性性打打滑滑是是可可以以正正
19、常常工工作作的的),并并且且在在设设计计时时可可以以避避免免打打滑滑现现象象。(而弹性滑动是不可避免的)(而弹性滑动是不可避免的)发发生生在在带带和和带带轮轮的的全全部部接接触触弧弧上上的的(而而弹弹性性滑滑动动是是在在滑滑动弧上的)动弧上的)机械设计基础带传动和链传动第36页/共84页8-6 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算一、V带的结构二、普通V带标准三、V带传动设计计算机械设计基础带传动和链传动第37页/共84页一、一、V带的结构带的结构机械设计基础带传动和链传动第38页/共84页二、普通二、普通V带标准带标准机械设计基础带传动和链传动第39页/共84页二、普通二、普通V带标准
20、带标准机械设计基础带传动和链传动第40页/共84页三、三、V带传动设计计算带传动设计计算设计内容:设计内容:确定型号、长度、根数、中心距、包角等。确定型号、长度、根数、中心距、包角等。1 带传动失效形式及设计准则2 单根V带能传递的功率3 设计步骤机械设计基础带传动和链传动第41页/共84页1 带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则失效形式:失效形式:1)打滑)打滑由由F F实传实传 F Flim引起的失效;引起的失效;2)带的疲劳损坏(脱层和疲劳断裂)带的疲劳损坏(脱层和疲劳断裂)s smax s s引起的失效。引起的失效。设计依据:设计依据:保证带传动不打滑的条件下,充分发挥带的
21、和传动能力,并使带具有一保证带传动不打滑的条件下,充分发挥带的和传动能力,并使带具有一定的疲劳强度或寿命。定的疲劳强度或寿命。设计准则:设计准则:不打滑:不打滑:FFFflim 疲劳强度:疲劳强度:s smax=s s1+s sb1+s scs s机械设计基础带传动和链传动第42页/共84页1 带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则具体做法具体做法:确定单根带所能传递的许用功率确定单根带所能传递的许用功率根据带传动的设计功率根据带传动的设计功率确定带安全工作的根数确定带安全工作的根数机械设计基础带传动和链传动v使带同时满足:不打滑和具有一定的疲劳强度这两个条件带传递的功率:不打滑不疲
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