《带传动和链传动》PPT课件.ppt

第六章 带传动和链传动,第一节 带传动概述,第二节 带传动的失效分析和计算准则,第三节 V带传动传动的工作能力计算,第四节 V带传动的张紧、使用与维护,第五节 链 传 动,挠性传动 ,第一节 带传动概述,带有中间挠性件的传动方式。 包括：带传动、链传动和绳传动,摩擦传动：,平带、V带、多楔带、圆带等,啮合传动：,同步带、链传动等,减少零件数量,降低成本,简化传动装置,V 带传动的设计,胶带：,带的型号 Y Z A B C D E,带的根数,相应带轮:,尺寸参数,结构,带的基准长度,一、带传动的类型、特点和应用,带传动的组成：,主动轮、从动轮、环形带。,图7-1,主动轮,传动带,从动轮,工作原理：,安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转。,带传动的优点：,1. 适用于中心距较大的传动；,2. 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；,3. 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏；,4. 结构简单、成本低廉。,带传动的缺点：,1. 传动的外廓尺寸较大；,2. 需要张紧装置对轴压力比较大；,3. 由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；,4. 带的寿命较短，传动效率较低；,5.不宜用于高温、易燃、易爆场所,类型,平皮带,V 型带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,摩擦牵引力大,摩擦牵引力大,牵引力小，用于仪器,带传动的类型,应用：两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传动），中小功率电机与工作机之间的动力传递。,摩擦型带传动,V带传动应用最广，带速： v=525 m/s 传动比：i=7 效率： 0.90.95,啮合型带传动,啮合性带传动，也称同步带传动，它是依靠同步带上的齿与带轮齿槽之间的啮合来传递运动和动力的。,同步带传动兼有带传动和啮合传动的优点，既可保证传动比准确，也可保证较高的传动效率（98以上）；适应的传动比较大，可达10，且适应于较高的速度，带速可达 50 ms。其缺点在于同步带及带轮制造工艺复杂，安装要求较高。 同步带传动主要用于中小功率、传动比要求精确的场合，如打印机、绘图仪、录音机、电影放映机等精密机械中。,同步带,圆 带,平 带,V 带,平带的截面形状为矩形, 内表面为工作面, 主要用于两轴平行, 转向相同的较远距离的传动,V带的截面形状为梯形, 两侧面为工作面, 带轮的轮槽截面也为梯形。 根据斜面的受力分析可知, 在相同张紧力和相同摩擦系数的条件下, V带产生的摩擦力要比平带的摩擦力大,所以, V带传动能力强, 结构更紧凑, 在机械传动中应用最广泛。,多楔带是平带基体上有若干纵向楔形凸起, 它兼有平带和V带的优点且弥补其不足, 多用于结构紧凑的大功率传动中。,同步齿形带即为啮合型传动带, 同步带内周有一定形状的齿。,传动带实物,平带的摩擦力为：,V带的摩擦力为：,f v 当量摩擦系数，显然 f v f,相同条件下，V带的摩擦力大于平带，传动能力更大,普通V带与平带 摩擦力之比较,二、V带及V带轮,1、V带的结构和标准,标准V带：,V带有：普通V带、窄V带、齿形V带、联组V带、大楔角V带、宽V带等,组成:,顶胶、抗拉体、底胶、包布,强力层的结构：,帘布结构,线绳结构。,无接头的环形带,V带规格和基本尺寸,1.截面代号：Y、Z、A、B、C、D、E 2.基本参数： 节宽bp、基准宽度bd、基准直径dd、基准长度Ld（指按带轮基准直径dd 计算的数值）等。 3.型号组成： 由截面代号和基准长度组成， 如A1600表示A型V带， 基准长度为1600mm。,带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200；转速较高时宜采用铸钢(或用钢板冲压后焊接而成)；小功率时可用铸铝或塑料。,2.普通V带轮的结构和材料,带轮的材料,(a)实体结构；（b)腹板式；（c)孔板式; (d)轮副式,V带轮结构图,带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。轮缘是带轮的工作部分，制有梯形轮槽。轮毂是带轮与轴的联接部分，轮缘与轮毂则用轮辐（腹板）联接成一整体。,V带轮的结构,实心带轮,V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式： （1）实心带轮,（2）腹板带轮,腹板带轮,（3）孔板带轮,孔板带轮,（4）轮辐带轮,椭圆轮辐带轮,第二节 带传动的失效分析和计算准则,一、带传动的受力分析 二、带传动的弹性滑动与传动比 三、带的应力分析 四、带传动的计算准则,一、带传动的受力分析,工作之前：,3.有效圆周力F,工作中：,1.紧边拉力增至,，拉力变化,2.松边拉力降至,，拉力变化,假定带长不变,张紧才能工作,4.有效圆周力F、F1、F2和F0之间的关系,6. 欧拉公式,7. 最大有效拉力,5.有效圆周力F、功率P 和带速 之间的关系,弹性滑动,主动轮: 胶带边走边缩短,从动轮: 胶带边走边伸长,带的紧边进入主动轮的速度,= 主动轮圆周速度,带的松边进入从动轮的速度,= 从动轮圆周速度,丢转速,速度相等,速度相等,主、从动轮的圆周速度不相等,二、带传动的弹性滑动,传递圆周力,胶带弹性变形量,滑动,弹性滑动不可避免,弹性滑动的大小滑动率,令传动比,则,一般情况取,打滑,弹性滑动,，带与带轮发生相对滑动,打滑,在达到极限,时，紧边与松边拉力有关系：,即所传递的最大圆周力,（张紧力）,（摩擦系数）,（包角）,所能传递的圆周力,打滑是可以避免的,弹性滑动与打滑的区别,带截面产生的应力包括三个部分：,1.由拉力产生的拉应力,2.由离心力产生的拉应力,三、带的应力分析,3.由弯曲产生的弯曲应力,由上式可知，带愈厚，或者带轮直径愈小，带所受的弯曲应力就愈大。显然，带绕过小带轮时产生的弯曲应力b1 大于带绕过大带轮时的弯曲应力b2 ，因此设计中应当限制小带轮的最小直径d1min。,带上最大应力发生在带的紧边进入小带轮处，故强度条件为,三种应力沿带长的分布及变化情况图,四 . 带传动的计算准则,打滑,疲劳破坏,不打滑,不发生疲劳破坏,确定单根带所能传递的许用功率,根据带传动的设计功率,确定带安全工作的根数,具体做法：,在保证带传动不打滑的条件下，保证V带具有一定的疲劳寿命。,K-包角系数，计入包角1180时对传动能力的影响； KL-长度系数，计入带长不等于特定长度时对传动能力的影响; P1-功率增量，计入传动比 时，带在大带轮上的弯曲程度减小对传动能力的影响。,单根V带许用功率,P1（P1P1）KKL,保证不打滑单根V带所能传递的功率P1,为使V带具有一定的疲劳寿命,既不打滑又 不疲劳断裂，单根V带传递的功率为,当实际工作条件与上述试验条件不同时，应对单根V带的基本额定功率加 以修正，获得实际工作条件下单根V带所能传递的功率，称为许用功率P1。,第三节、V带传动传动的工作能力计算,1确定计算功率Pd,PdKAP,2选择V带型号,（KA为工作情况系数 ）,原始数据：P、n1、i、传动用途、工矿、传动位置要求,设计内容：,选型 Y Z A B C D E,由Pd、n1查图68、69,根据型号参考表64，,：满足,取标准值,靠标准值,3确定带轮基准直径,4验算带速v,在 525 m/s,V越大，带往外甩越 厉害，承载能力下降,带传动宜放高 速级，且吸振 缓冲,5确定中心距a和带的基准长度Ld,初选a0,初算带长度Ld0,选择基准长度Ld 后，计算实际中心距a,0.7（dd1dd2） a0 2（dd1dd2）,靠标准带长,6验算小带轮包角1,7确定带的根数Z,8确定初拉力F0,9.FQ作用于带轮轴上的载荷,10.带轮结构设计 确定带轮结构类型、材料、结构尺寸，绘制带轮工作图。,根数不宜过多、否则各带受力不均,设计实例,请按照上述步骤并对照书上详细学习！,例：现有一只旧的五槽B型V带轮，基准直径 和一台旧的电动机，额定功率 ，需用来改装一台混沙机，混沙机转速 在330r/ min左右，要求中心距a在600mm左右，每天工作16h。试分析计算该V带传动是否可用。,第四节 V带传动的张紧、使用与维护,一、 V带传动的张紧,2.带传动的张紧方法,1) 根据摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；,1.张紧的目的,2) 运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力， 必须重新张紧，才能正常工作。,1.调整中心距,2.采用张紧轮,3.自动张紧,调整螺钉,调整螺钉,滑道式张紧装置,摆架式张紧装置,1.调整中心距,潘存云教授研制,张紧轮,自动张紧装置,(a)(b)定期张紧装置 ；（c）自动张紧装置 ； (d)利用张紧轮方式,二、V带传动的使用与维护,1、为便于装拆无接头的环形带，带轮宜悬臂装于轴端；在 水平或接近水平的同向传动中，一般应使带的紧边在下， 松边在上，以便借带的自重加大带轮包角。,2、安装时两带轮轴线必须平行，轮槽应对正，以避免带扭 曲和磨损加剧。,3、安装时应缩小中心距，松开张紧轮，将带套入槽中后再 调整到合适的张紧程度。不要将带强行撬入，以免带被损坏。,4、多根V带传动时，为避免受载不均，应采用配组带。,5、带避免与酸、碱、油类等接触，不宜在阳光下曝晒，以 免老化变质。,6、带传动应装设防护罩，并保证通风良好和运转时带不擦 碰防护罩。,第五节 链 传 动,一、链传动的类型、特点和应用,由主动轮1,从动链轮2,两轮上链条3组成.靠链条和链轮齿啮合传递运动和动力. 链传动的使用范围是：传动功率一般为100kW以下，效率在0.920.96之间，传动比i不超过7，传动速度一般小于15m/s。,没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，传动效率较高(封闭式链传动传动效率 =0.950.98)； 链条不需要像带那样张得很紧，所以压轴力较小； 传递功率大，过载能力强；能在低速重载下较好工作； 能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。,优点：,瞬时链速和瞬时传动比不为常数，传动平稳性较差工作 中有冲击和噪声，磨损后易发生跳齿，不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。,缺点：,链传动广泛应用于矿山机械、 冶金机械、 运输机械、 机床传动及石油化工等行业。,按用途区分,传动链,起重链,输送链,按结构区分,滚子链,齿形链,滚子链,齿形链,二、滚子链及链轮,1、 滚子链的结构及标准,1.内链板 2.外链板 3.销轴 4.套筒 5.滚子,滚子链有单排或多排结构, 排数愈多, 承载能力愈高, 但制造、 安装误差也愈大, 各排链受载不均匀现象愈严重。 一般链的排数不超过4排。,单排滚子链 多排滚子链,滚子链的接头形式,链节数为偶数时,滚子链的接头形式,开口销（a）,弹簧卡（b）,链节数为奇数时,过渡链节（c）,由于过渡链节的弯链板工作时受到附加弯曲应力, 因此应尽量避免使用奇数链节。,滚子链的规格：节距 p (链号),链传动的设计,链条,链号,排数,链节数,16A - 180 GB1243.1-83,80节,单排,链号16， p25.4,链轮,链轮分度圆直径,节距 p ：滚子链上相邻两滚子中心的距离,链轮的几何参数和尺寸,2、滚子链轮,链轮的几何参数和尺寸,链轮的齿形,链轮的齿形已有国家标准, 并用标准刀具以范成法加工。 根据GB 1244-85的规定, 链轮端面的齿形推荐采用“三圆弧一直线” 的形状(三段圆弧aa 、 ab 、 cd 和一段直线bc,一般为中碳钢淬火处理；高速重载用低碳钢渗碳淬火处理； 低速时也可用铸铁等温淬火处理；小链轮对材料的要求比大链轮高（当大链轮用铸铁时，小链轮用钢,链轮的材料,链轮的结构,小直径链轮可做成整体式（a）,中等直径链轮多用腹板式（b）,大直径链轮可制成组合式（c）（d）,（ a） （b） （c） （d）,整体式,孔板式,焊接式,装配式,实心式 腹板式 齿圈组合式,三、 链传动的运动特性,链节与链轮相啮合，可看成是 链条绕在正多边形的链轮上,每分钟小轮上链条转过的长度,每分钟大轮上链条转过的长度,链的平均速度,平均传动比,链传动运动的不均匀性分析,分析主动轮链条销轴轴心A的速度,水平分速度,垂直分速度,变化范围：,每一链节从进入到脱离啮合，链条前进的瞬时速度 周期性由小大小,变化范围,瞬时速度变化,垂直分速度亦周期性变化，链条抖动,则有：,瞬时传动比：,链传动的动载荷,链轮转速越高,节距越大(齿数越少),链传动的动载荷越大,四、 链传动的受力分析与失效分析,失效形式：,(3) 多次冲击破断,(5) 过载拉断,(4) 胶合,(2) 链的疲劳破坏,(1) 铰链磨损,与带传动设计类似，确定不发生失效的链条规格(链号),设计准则：,链号,转速,链额定功率,作用在链上的力有： 有效圆周力、离心拉力、悬垂拉力、,五、链传动的使用及维护,(1) 两链轮的回转平面应在同一平面内, 否则易使链条脱落或产生不正常磨损。,合理布置,1、链传动的布置,链传动的布置是否合理，对传动的质量和使用寿命有较大的影响。,(2) 两链轮的中心线最好在水平面内, 若需要倾斜布置时, 倾角应小于45(a), 应避免垂直布置(b), 因为过大的下垂量会影响链轮与链条的正确啮合, 降低传动能力。,(3) 链传动最好紧边在上, 松边在下, 以防松边下垂量过大使链条与链轮轮齿发生干涉(c)或松边与紧边相碰。,不合理布置,2、 链传动的张紧,张紧调整方法：,调整中心距,当中心距不可调时，可通过设置张紧轮张紧或者将 磨损变长的链条拆掉至节,张紧轮一般压在松边靠近小轮处。,3、 链传动的润滑,油壶加油,油浴润滑,油泵,飞溅润滑,4、链条传动的安装与维护 、链条安装时两轮子旋转平面夹角误差不超过.；两链轮宽度的中心平面轴向位移误差不超过.a 、定期清洗滚子链，更换损坏链节 、链传动应该有防护罩封闭，即防尘又减轻噪声，并且安全防护作用 、如噪音过大，原因是链轮不共面，松边垂度不合适，润滑不好，链条磨损等，应即使检查修理,本章总结,1. 带传动类型及工作原理 2. 带传动受力情况与应力分析 3. 弹性滑动及打滑 4. 普通V带传动设计计算 5. 带轮结构设计 6、链传动特点及应用,