测控装置结构设计][课件][第06章][摩擦轮传动和带传动

CHL测控装置结构设计课件1 第 六 章 摩 擦 轮 传 动 和 带 传 动6.1 概述 6.2 摩擦轮传动6.3 摩擦无级变速器6.4 带传动6.5 同步带传动6.6 其它带传动简介 CHL测控装置结构设计课件2 6.1 概 述基本传动原理摩擦轮传动和大部分的带传动是借助摩擦力来实现运动和转距的传递。特点及其应用优点：不仅可实现定传动比传动还可实现变传动比传动。常制作各种无极变速器，能简单方便地实现穿的比地调节；结构简单，易于制造；传动平稳，工作时噪声小；有过载保护功能。缺点：传动比难以保持恒定，故传动精度低； 不适合大转矩传动；传动件磨损较快，寿命低；传动效率较低。返回本章首页 CHL测控装置结构设计课件3 6.2 摩 擦 轮 传 动机构构成传动原理主动轮顺时针转动时，由法向力Fn在接触处产生阻止主动轮转动的摩擦轮Ft；相应地从动轮上受到Ft地反作用力Ft；当Ft足够大时，从动轮开始旋转。传动比传动比概念弹性滑动打滑实际传动比法向力计算摩擦轮材料FnFn FtFtn 1 返回本章首页从动轮，带滑块。 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】1、图中n 1和n2分别为主动轮和从动轮的转速；T1为主动轮的转矩，T2为从动轮的阻力矩。2、灰色部分为压缩区。 AB A2 A1 B1 B2弹性滑动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，这是个渐变的过程。两轮接触由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。打滑若接触区能产生的最大摩擦力任不能克服阻力矩T2，此时主动轮将无法带动从动轮转动，此时主动轮将在从动轮表面上产生全面滑动，此即打滑。打滑会引起摩擦力表面严重磨损，降低传动寿命，应尽量避免。弹性滑动可以减轻，不能避免；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 实际传动比其中，称为速度损失率，或滑动率。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损失。不同材料的滑动率不尽相同，如：钢钢为0.2%，铸铁铸铁为0.2%，橡胶钢为3%，夹布胶木钢为1%。圆周摩擦轮的法向力计算为了正常传动，两轮之间的法向力Fn必须足够大，以产生足够大的摩擦力克服从动轮的阻力矩T 2。克服从动轮阻力矩所需的最小圆周力Ft称为传递的名义载荷。则法向力可计算如下： 2221 )1( DDnni 返回本节首页%1001 21 v vv CHL测控装置结构设计课件6 其中P为传递的功率；D1为主动轮直径；n1主动轮转速；f 为摩擦系数；K为载荷系数，一般取1.21.5。摩擦轮材料要求：弹性模量大：减小弹性滑动摩擦系数大：便于以较小的法向力实现正常工作表面接触强度大，耐磨：获得较长的使用寿命常见材料淬火钢淬火钢淬火钢表面硬化铸铁铸铁铸铁钢或铸铁工程塑料11611 101.1910006010001000 nfDKPnD PfKv PfKfKFF tn 返回本节首页 CHL测控装置结构设计课件7 6.3 摩 擦 无 级 变 速 器构成及工作原理构成传动机构加压装置调速机构工作原理变速范围最小速比i12min最大速比i 12max变速范围Rb分类及其应用参加教材P113图76。返回本章首页1min2max2 1min12 DDnni min2max2min2max2min12max12 DDnniiRb 1max2min2 1max12 DDnni CHL测控装置结构设计课件8传动机构：滚轮1和圆盘2加压装置：弹簧3调速机构：丝杠4和螺母5需调速时，转动丝杠4，通过螺母5和夹套6带动滚轮1沿着轴7移动，改变滚轮与圆盘之间的接触位置，从而实现可连续变化的不同的速比，即无级调速。返回本节首页 CHL测控装置结构设计课件9 6.4 带 传 动工作原理构成：由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成。原理：由于张紧，带在静止时受到初拉力F0，故带与带轮接触处产生压力，当主动轮回转时，接触处出现摩擦力，从而传递运动和转矩。带传动类型带传动的张紧 V带和带轮带传动的几何关系带传动的受力分析弹性滑动、打滑和滑动率普通V带的设计计算返回本章首页 CHL测控装置结构设计课件10 带传动类型平带传动：工作面是与轮面接触的内表面 V带传动：工作面是与轮槽接触的两侧面，由于楔行效应，同样的初拉力下，能产生较平带更大的拉曳力。圆带传动：工作面很小，牵引能力也最小，常用于低速小功率传动中。多楔带传动：工作面是各个楔侧面，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凑的场合。带传动的张紧常用的张紧方法是调节中心距。常见张紧装置（教材P115图79）返回本节首页 CHL测控装置结构设计课件11 带传动原理及类型返回本节首页返回第一节返回类型F0 F0F 0F01 3 2D1 D2O1 O2 CHL测控装置结构设计课件12 V带和带轮 V带构成：由强力层1、填充物2和外包层3构成。几何尺寸：参见相关标准。普通V带的楔角为40，相对高度（h / bp）为0.7，按照横截面几何尺寸的不同分为七种型号。普通V带采用基准宽度制。带轮带轮有三种典型结构：实心式、辐板式和孔板式。带轮的几何尺寸亦可根据配合V带类型，参见相关标准加以选用。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主要几何参数带轮直径D1和D2；中心距a；带长L；包角。近似几何关系：参见以下公式。 对V带传动，带轮直径为基准直径，带长也为基准带长。 3.57180 121 a DD aDDDDaL 4 )(22 21221 8 )(8)(2)(2 21221212 DDDDLDDLa 21 D1 D2O1 O2返回本节首页 CHL测控装置结构设计课件14 带传动的受力分析静止时带两边的拉力即为初拉力F0；传动时主动轮：绕进端F0增大至F1，称之为紧边拉力；绕出端F0减小至F2，称之为松边拉力；从动轮：绕进端F 0减小至F2；绕出端F0增大至F1有效圆周力FtFt=F1F2有效圆周力Ft（N）与带速v（m/s）和传递功率P（Kw）之间的关系21 O1 O21 2有效圆周力Ft与初拉力F0的关系1000vFP t 1 )1(2 0 v vf ft e eFF式中，fv为当量摩擦系数，为包角（rad），通常取小带轮的包角。fv计算如下：)2/sin(/ ffv 返回本节首页F0F0F0 F0F2 F2F1F1 CHL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当弹性滑动区增大至遍及全部接触区时，此时若外负荷继续增大，则带与带轮之间出现全面滑动，将不能实现正确运动和力矩传动，此即打滑。滑动率由于带的弹性滑动引起的从动轮速度的降低率。实际传动比返回本节首页 11 2211 Dn DnDn )1(1 221 D Dnni CHL测控装置结构设计课件16 普通V带的设计计算步骤：根据给定计算功率Pd和小带轮转速n1，查选型图，选择V带型号；确定带轮直径D1和D2；验算带速；确定带长Ld确定实际中心距a；验算小带轮包角；计算V带根数；计算作用在轴上的载荷；确定带轮的结构尺寸。举例：P126例题71。返回本节首页 CHL测控装置结构设计课件17 6.5 同 步 带 传 动工作原理同步带构成强力层基体：包括带齿和带背主要参数节距 Pb ：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。节线长度 L p ：节线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上。节线的传递亦称为公称长度。基准带宽 bs0材料：强力层：要求有高的抗拉强度和抗弯曲疲劳强度，弹性模量要大，故多采用钢丝绳或玻璃纤维。返回本章首页 CHL测控装置结构设计课件18 基体：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。常用材料有聚氨酯和氯丁橡胶。分类按节距：最轻型MXL、超轻型XXL、特轻型XL、轻型L、重型H、特重型XH、超重型XXH共七种。其参数可查看相关标准。按齿形：梯形齿、半圆弧齿、双圆弧齿等。其中，梯形齿同步带又可分为单面带和双面带两种。带轮结构除了有轮齿之外，与其它带轮结构相似。轮齿齿形一般有渐开线齿形和直边齿形两种。材料一般用钢或铸铁，轻载场合用轻合金或塑料。大批量 生产时也用粉末冶金材料。返回本章首页 CHL测控装置结构设计课件19同步带传动 同步带内的钢丝绳在承受载荷之后仍能保持同步带节距不变，故同步带与带轮间传动时无相对滑动，做的是同步传动，因此称为同步带传动。返回本节首页 CHL测控装置结构设计课件20 Dp Daa bsht2 pbF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21 6.6 其 它 带 传 动 简 介齿孔带传动构成齿孔带的齿孔采用35mm电影胶卷齿孔的标准，常用厚度为0.150.25mm的涤纶或三醋酸纤维素制造。齿孔带的带轮轮齿齿形有渐开线和圆弧两种，几何尺寸由与其相配合的齿孔参数来定。材料常用硬铝、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 拖动式带传动构成主要特点不存在相对滑动，故传动准确，精度高；要改变传动比，只要适当改变主、从动件的形状即可；主从动件转动范围受到限制，一般不超过360；应用：多用于精密机械及仪器中精密读数等场合。材料主、从动件：优质碳素结构钢、铝合金、黄铜及塑料等挠性传动件：精密传动用碳素工具钢或弹簧钢轧制的薄带或细丝；精度要求低的用丝绵线、锦纶丝制成的薄带或绳； 有特殊要求时，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将挠性传动件的两端直接固定在主动件和从动件上，主动件转动则拖动挠性传动件，从而带动从动件。返回本节首页