《带传动和链传动》PPT课件

2 n带传动通常是由主动轮1，从动轮2和张紧在两轮上的环形带3所组成。由于张紧，静止时带已受到张紧力（初拉力）F0，在带与带轮的接触面间产生压力。当主动轮回转时，利用带与带轮接触面间产生的摩擦力来传递运动和转矩。 3 1 传 动 带 具 有 挠 性 和 弹 性 ， 可 吸 收 振 动 和 缓 和 冲 击 ， 使 传动 平 稳 噪 音 小 ；2 当 过 载 时 ,传 动 带 与 带 轮 之 间 可 发 生 相 对 滑 动 而 不 损 伤 其它 零 件 ,起 过 载 保 护 作 用 ；3 适 合 于 主 、 从 动 轴 间 中 心 距 较 大 的 传 动 ；4 结 构 简 单 ， 制 造 、 安 装 和 维 护 都 较 方 便 ；5 传 动 比 不 稳 定 、 效 率 较 低 ， 传 动 功 率 一 般 P50kW、 线 速度 v=525(40)m/s、 传 动 比 35(10)； 4 n按照带的截面形状不同，带传动可分为：平带传动、V带传动、圆带传动和多楔带传动等。平带的横截面为扁平矩形，其工作面是与轮面相接触的内表面；V带的横截面为等腰梯形，其工作面是与轮槽相接触的两侧面。由于轮槽的棋形效应，张紧力相同时，V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，故具有较大的拉曳能力。多楔带以其扁平部分为基体，其工作面是楔的侧面。这种带兼有平带弯曲应力小和V带摩擦力大等优点，常用于传递功率大而又要求结构紧凑的场合。圆带牵引能力小，常用于低速小功率传动中，例如仪器和家用器中。 5 n带传动常用的张紧方法是调节中心距。如用调节螺钉2使装有带轮的电动机沿滑轨1移动（图7-9a），或用螺杆及调节螺母2使电动机绕小轴1摆动（图7-9b）。前者适用于水平或接近水平的布置，后者适用于垂直或接近垂直的布置。若中心距不能调节时，可采用具有张紧轮的传动（图7-9C），它靠重砣2将张紧轮1压在带上，以保证带的张紧。 6定期张紧装置 7定期张紧装置 8自动张紧装置 9用带轮张紧 10 n带传动的主要几何参数：带轮直径D1和D2，中心距a，带长度L，包角。各参数间的关系如图7-12所示。其近似几何关系为 11 n静止时，带两边的拉力相等且等于张紧力F0（见图a）;传动时，由于带与轮面间摩擦力的作用，带两边的拉力就不再相等（图7-13）。即将绕进主动轮的一边，拉力由F0增到 F1，称为紧边拉力，而另一边带的拉力由F0减为F2 ,称为松边拉力。两边拉力之差为 F1 - F2= Ft n Ft 即为带传动所能传递的有效圆周力，称为有效拉力。其值等于沿任一个带轮的接触弧上摩擦力的总和。 12 n带传动是依靠带与带轮间的摩擦力传递运动或转矩，对于一定的张紧力 F0 ，此摩擦力有一极限值。当传递的圆周力超过此极限值时，带将在轮面上打滑。打滑使带发热磨损，导致传动失效，因此，设计时必须设法避免。开始打滑时，F1和F2的关系可用欧拉公式表示为:n带传动的张紧力为F0时所能传递的最大有效圆周力 FtfeFF 21 13 n预紧力F0 ：n小轮包角 ：n摩擦系数f ：0F maxtF F0越大越好吗？越小呢？f摩擦系数取值橡胶 钢橡胶 铸铁4.0f 8.0f maxtFmaxtF 14 n带传动工作时的应力有：由紧边和松边拉力所产生的应力；由离心力产生的应力以及由于带在带轮上弯曲产生的应力。 15 n带工作时所受总应力即为上述三种应力之和。n带中的应力为变应力，其最大应力为： max= 1+ b1+ cn此最大应力发生在带紧边进人小带轮处。n带工作时，如果最大应力超过带的许用应力，带将产生疲劳破坏。n三种应力中以弯曲应力 b1对传动带的寿命影响最大。为控制弯曲应力 b1不致过大，则小带轮直径不宜过小带传动失效形式1：带的疲劳破坏 16 n由于带是弹性体，所以在受拉力作用后会产生拉伸弹性变形。如图 7 - 16 所示，当带自 A1点绕上主动轮时，由于紧边带被张紧，故带在 A1点的速度应等于主动轮的表面速度。但当带由 A 1点转到 C1点的过程中，带所受拉力由 F1降为F2，故带的拉伸变形也随之减小，即带在逐渐收缩，因此带在 C 1点的速度将落后于带轮的速度，因此带与带轮之间产生了相动滑动。上述现象称为带的弹性滑动。 17 n传动中由于带的滑动引起的从动轮速度的降低率用滑动率来表示n由此可得带传动的实际传动比 i %1001 21 v vv 121 221 )1( ddd d ddd dnni 18 n实践证明，弹性滑动并不是发生在包角所对应的全部接触弧上，而仅发生在带离开带轮的一侧，即 范围内。在带进人带轮的一侧，即 范围内并不发生弹性滑动。但随着外负荷的增大，弹性滑动区也逐渐扩大，当传递的有效圆周力达到最大值时，带的弹性滑动区遍及全部接触弧。若外负荷继续增大，则带与带轮之间产生全面滑动，即产生了打滑。 19 1）定义：带工作时，随着有效拉力增加，滑动角增加，静角减小。滑动角增加到整个包角时，带的有效拉力达到最大值，带开始沿着带轮滑动，此时称为带的打滑。2）产生的原因：外载荷增加，使得 Fe=FecFfmax3）特点：可以避免的。4）后果：带的磨损急剧增加、噪声和严重发热，从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。带传动失效形式2：带的打滑带传动的打滑有何用途？ 20 n V 带有普通 V 带、窄 V 带、宽 V 带、大楔角 V 带、汽车 V 带等多种类型，其中普通 V 带应用最广。以下主要介绍普通 V 带传动的设计与计算。n设计普通 v 带传动时，已知的数据和条件：传动的用途和工作情况；传递的功率；主从动轮的转速或传动比；原动机类型；传动空间尺寸的限制等。n设计要确定的是：带的型号；带轮的直径；带的长度；传动中心距；带的根数；作用在轴上的载荷；带轮的结构等。 21n V 带由强力层（帘布结构或缆绳结构）1、填充物（用橡胶填满）2和外包层（橡胶帆布）3三部分组成。强力层为线绳结构的V带比较柔软，可以在较小的带轮上工作。为了提高拉曳能力，强力层的材料也可采用合成纤维或钢丝绳。 1.普通V带的结构 22 n楔角为40，相对高度（h/bp）约为0.7的V带称为普通V带，按截面尺寸的不同有七种型号，见表7-2。2.普通V带的国家标准：按照截面形状分：Y、Z、A、B、C、D、E小大 23 n普通V带采用基准宽度制，带轮轮槽的基准宽度位置通常与所配用V带节面处于同一位置。带轮在基准宽度处的直径是带轮的基准直径。相应带的长度以基准长度L d表示，见表7-3。 24 1）带传动的工作能力设计对象V带2）主要失效形式：带的疲劳失效、带的打滑、带的磨损3）带传动工作能力设计准则： 在保证带传动不打滑的前提下，具有一定的疲劳强度和寿命。 25 n V带型号可根据计算功率Pd和小带轮转速n1由图选取。如果有两种带型可用，则应按两种方案分别计算，最后对计算结果作综合分析，以确定用哪一种较适宜的型号。 26 n计算功率Pd可根据传递的名义功率P的大小，并考虑到载荷的性质、原动机的种类和连续工作时间的长短等条件，利用下式求得Pd=KAPP传递的名义功率；Pd计算功率；KA为工作情况系数，按表选取。 27 n带轮直径愈小，带在带轮上的弯曲程度愈大，带中的弯曲应力也就愈大，致使带的寿命降低。表7-6 给出了普通 v 带传动的最小带轮基准直径 Dmin的荐用值。 28 n带速一般限制在 525m/s范围内，带速过高时，将产生较大的离心力；当传递功率一定，带速过低将引起力的增大，使得带的根数增多。min maxv v 29 n传动中心距 a 最大值受安装空间的限制，而最小值则受最小包角的限制。若中心距没有限定时，可按下式初定中心距 a0。 0.7(D1D2) a0 2 (D1D2) n然后，利用式(7-12)初定带的基准长度L，再从表中选取相近的Ld值。 30 n因选取的 Ld 与可能大于或小于 L ，所以应将初定的中心距 a0 加以修正。为了简化计算， a 值可近似按下式确定 31 n按式(7-11)可算出小带轮包角 1 。 1过小，带容易在带轮上打滑。在普通 v 带传动中，通常应使 1 120，特殊情况下允许 1 90。如1 较小，应增大 a 或采用张紧轮。 2 11 180 57.3D Da 32 n所需 V 带的根数 z 可按下式计算n式中P0 i = 1 、特定基准长度、平稳工作情况下单根 V 带的基本额定功率( kW) ; K a 包角修正系数，考虑 a 1800 时对传动能力的影响；KL 带长修正系数，考虑到带长不为特定基准长度时对寿命的影响。P0 i 1 时，单根 V 带额定功率的增量(kw ) 。0 0 10( ) d LPz P P k k 33 n作用在轴上的载荷等于松边和紧边拉力的向量和。如果不考虑带两边的拉力差，则作用在轴上的载荷 Fz 可近似地由下式确定（图 7-18 ）。 式中 F0 单根 V 带的张紧力（ N ）。 34 35 n在普通 v 带传动设计中，小带轮直径的选取是至关重要的。在满足 D1 Dmin的前提下，若选取较小的 D1值，可以减小重量和传动的外廓尺寸，但弯曲应力的增大会影响带的疲劳寿命。再者， D1小则带速 v 低，当传递功率一定时，有效拉力Ft大( P Ftv/1000)，即所需带的根数增多，于是带轮的宽度、轴径和轴承尺寸都要随之增大。通常，小带轮的转速 n1已给定，选定小带轮直径 D1也就确定了带速，从而对带传动的功率产生影响。因此，为了得到合理的设计方案，必要时可取多组数据进行试算，根据设计要求从中选择最合理的尺寸参数。 36 n带轮直径较小时可采用实心式；中等直径的带轮可采用辐板式。为了便于加工和减轻重量，通常在辐板对称位置上开孔，即孔板式。n带轮轮缘尺寸见表7-4 37 38 39 求计算功率 Pd=KAP；带的型号图7-17，与传递的功率大小、小轮转速有关；带轮直径dd1、dd2，带速根据传动比确定；传动中心距a 已知或根据结构需要估算；带基准长度Ld 国家标准；精确计算传动中心距；验算小轮包角120；带根数z；张紧力、压轴力等；结构设计。带传动参数选择对传动能力的影响？带传动设计的已知条件：P、n、i 等。 40 n例题 7-1 设计某传动装置中的 V 带传动。传递功率P=7.5kw ，电动机为 Y 系列三相异步电动机，电动机转速（主动轮转速） n1=1440rmin-1，从动轮转速 n2=720rmin-1，载荷变动较小，两带轮中心距大约为850mm，希望大带轮直径不超过 280mm，每日工作不超过 16h。 41 42 43 1.提高摩擦系数 f -选材料2.增加小轮包角-张紧装置3.尽量使带传动在最佳速度下工作vopt=0.58vlim4.采用新型带传动-多楔带、大楔角V带、同步带等5.采用高强度带材料-采用钢丝绳、涤纶等合成纤维绳等制作带的承载层。 44 n习题n13-6 END 46 第 一 节 概 述链传动组成按 用 途 分 类 ：传 动 链 :在 机 械 中 用来 传 递 运 动 和 动 力输 送 链 :在 输 送 机 械中 用 来 输 送 物 料 或机 件曳 引 链 :在 起 重 机 械中 用 来 提 升 重 物 47 n 链 传 动 特 点 ：n 传 递 功 率 大 、 效 率 高n 传 递 中 心 距 大 ， 压 轴 力 不 大n 经 济 、 可 靠n 瞬 时 传 动 比 不 是 常 数n 有 一 定 动 载 荷 和 冲 击 n 链 传 动 应 用 ：n 农 业 机 械n 轻 工 、 化 工 机 械n 起 重 、 运 输 机 械n 汽 车 、 机 床 n 采 矿 机 械 48 49 50 51 第 三 节 链 传 动 的 运 动 特 性一 、 链 传 动 的 运 动 不 均 匀 性实 际 上 ， 瞬 时 链 速 v 和 从 动 轮 角 速 度 2及 瞬 时 传动 比 i 都 是 变 化 的 。 52 二、保证传动比 i=常数（ 1= 2 ）的条件：Z1=Z2紧边链长=链节距的整数倍 53 滚子链的主要失效形式1、链的疲劳破坏2、链的铰链磨损3、链的铰链胶合4、链的静强度破断 54 1、两链轮回转平面应在同一铅垂平面、两轴线应平行2、两链轮中心线与水平线夹角尽量小于453、下列情况松边在下面 1）a2 水平 2）倾斜角大 3）a=60p i2 z1 = 25 水平4、若松边垂度过大，会啮合不良，应张紧。链 传 动 的 布 置 55 链 传 动 的 张 紧链传动的润滑链传动太松：啮合不良、链边振动、跳齿张紧方法：调整中心距、用张紧轮润滑的作用：降低摩擦、减少磨损、散热润滑方式：油浴润滑 润滑脂定期润滑 56 END