机械设计基础课件-项目六-带传动和链传动

项目六带传动和链传动项目六带传动和链传动张家界张家界航空工业职业技术学院航空工业职业技术学院模块一模块一带传动概述带传动概述模块三模块三带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析项目六带传动和链传动项目六带传动和链传动主主要要内内容容模块二模块二V带和带轮的结构带和带轮的结构模块四模块四普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算 模块五模块五窄窄V带传动带传动 模块六模块六带传动的张紧维护与安装带传动的张紧维护与安装 模块七模块七同步带简介同步带简介 模块九模块九滚子链传动和链轮滚子链传动和链轮项目六带传动和链传动项目六带传动和链传动主主要要内内容容模块八模块八链传动的类型链传动的类型模块十模块十 链传动的运动特性链传动的运动特性 模块十一模块十一链传动的设计计算链传动的设计计算模块十二模块十二链传动的布置、张紧链传动的布置、张紧知识目标知识目标1 1掌握带传动的类型、特点及应用范围。掌握带传动的类型、特点及应用范围。2 2掌握普通掌握普通V V带的构造及规格，带轮的材料，带传动的工带的构造及规格，带轮的材料，带传动的工作能力、弹性滑动和打滑的原因。作能力、弹性滑动和打滑的原因。3 3掌握普通掌握普通V V带传动的失效形式及其设计计算方法。带传动的失效形式及其设计计算方法。4 4掌握同步带传动、链传动的类型、特点及应用。掌握同步带传动、链传动的类型、特点及应用。5 5掌握滚子链的结构、规格，链传动的运动特性，失效形掌握滚子链的结构、规格，链传动的运动特性，失效形式及主要参数。式及主要参数。6 6掌握带传动、链传动的张紧维护与安装方法。掌握带传动、链传动的张紧维护与安装方法。学习目标技能目标：技能目标：学习目标1 1能分清带传动、链传动的类型及各部件。能分清带传动、链传动的类型及各部件。2 2能根据要求设计一普通能根据要求设计一普通V V带传动。带传动。3 3，能对普通，能对普通V V带传动进行张紧、维护与安装。带传动进行张紧、维护与安装。4 4，能对链传动进行张紧、维护与安装。，能对链传动进行张紧、维护与安装。5 5通过完成上述任务，能够自觉遵守安全操作规范。通过完成上述任务，能够自觉遵守安全操作规范。模块一带传动概述模块一带传动概述模块一带传动概述模块一带传动概述带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。原动机转动原动机转动带的传动过程：带的传动过程：主动轮转动主动轮转动驱动主动轮驱动主动轮从动轮转动从动轮转动带与轮的摩擦带与轮的摩擦一、带传动的类型一、带传动的类型模块一带传动概述模块一带传动概述演示带传动演示带传动模块一带传动概述模块一带传动概述演示带传动演示带传动模块一带传动概述模块一带传动概述二、带传动的特点和应用二、带传动的特点和应用 传动平稳传动平稳,噪声小噪声小,可缓冲吸振可缓冲吸振,有过载保护有过载保护,可远距离可远距离传动传动,结构简单结构简单,制造、安装和维护方便制造、安装和维护方便,但传动比不准确但传动比不准确,效效率较低率较低,寿命较短寿命较短,且对轴的压力大。且对轴的压力大。特点：特点：应用：应用：常应用于传动比不要求准确、功率常应用于传动比不要求准确、功率P100kWP100kW、v=525m/sv=525m/s、传动比传动比i5i5以及有过载保护的场合以及有过载保护的场合.模块一带传动概述模块一带传动概述三、带传动的形式三、带传动的形式模块一带传动概述模块一带传动概述模块二模块二 V V带和带轮的结构带和带轮的结构模块二模块二 V V带和带轮的结构带和带轮的结构一、普通一、普通V带的结构和尺寸标准带的结构和尺寸标准V V带类型：带类型：普通普通V V带带窄窄V V带带大楔角大楔角V V带带等多种类型，等多种类型，其中普通其中普通V V带应带应用最广用最广 二、普通二、普通V带和窄带和窄V带的标记带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例：由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例：A1400 GB1154489国标代号基准长度v带型号模块二模块二 V V带和带轮的结构带和带轮的结构三、普通三、普通V带轮的结构带轮的结构1.V带轮槽尺寸标准带轮槽尺寸标准当当v25m/sv25m/s时，时，用用HT150HT150；当；当v=25v=2530m/s30m/s时时用用HT200HT200；当；当252545m/s45m/s时时用球墨铸铁、用球墨铸铁、铸钢或锻钢；铸钢或锻钢；小功率时可用小功率时可用铸铝或塑料铸铝或塑料.2.带轮的材料带轮的材料模块二模块二 V V带和带轮的结构带和带轮的结构S S型型-实心带实心带轮轮P P型型-腹板带轮腹板带轮H H型型-孔板带轮孔板带轮E E型型-椭圆轮辐带椭圆轮辐带3.带轮的结构带轮的结构模块二模块二 V V带和带轮的结构带和带轮的结构模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析带必须以一定的初拉力带必须以一定的初拉力F0F0张紧在带轮上。张紧在带轮上。带传动静止时，带两边承受的拉力相等，称为初拉力带传动静止时，带两边承受的拉力相等，称为初拉力F0F0当带工作时，由于带与带轮间摩擦力的作用，带两边的拉力不再当带工作时，由于带与带轮间摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等。进入主动轮的一边被拉紧，称为紧边，拉力由相等。进入主动轮的一边被拉紧，称为紧边，拉力由F0F0增大到增大到F1F1，另一边被放松，称为松边，其拉力由，另一边被放松，称为松边，其拉力由F0F0减小到减小到F2F2。1有效拉力有效拉力Fe模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析 带传动时，紧边和松边的拉力差形成有效拉力带传动时，紧边和松边的拉力差形成有效拉力F F。以传以传动动力和运动。动动力和运动。在带传动过程中，有效拉力不能超过带与轮面间在带传动过程中，有效拉力不能超过带与轮面间F F摩擦摩擦力综合的极限值否则带传动会发生打滑，导致传动失效。力综合的极限值否则带传动会发生打滑，导致传动失效。在带即将打滑的临界紧边拉力和松边拉力的关系符在带即将打滑的临界紧边拉力和松边拉力的关系符合欧拉公式：合欧拉公式：可推知带传动有效拉力可推知带传动有效拉力F F的大小为：的大小为：模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析2最大有效拉力最大有效拉力表明，带所传递的圆周力表明，带所传递的圆周力F与下列因素有关与下列因素有关：初拉力初拉力F0F0摩擦系数摩擦系数f f包角包角a a带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为：带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为：模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析二、带传动的应力分析二、带传动的应力分析带传动中存在着三种应力带传动中存在着三种应力由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力s s由离心力产生的离心拉应力由离心力产生的离心拉应力sCsC由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力sbsb三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，故带易产生疲劳破坏。故带易产生疲劳破坏。模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析皮带中的应力最大值为：皮带中的应力最大值为：s smax=s s1+s sc+s sb1为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力smax小小于等于带材料的许用应力于等于带材料的许用应力s。即即s smax=s s1+s sc+s sb1s s 模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析最大应力发生在紧边开始最大应力发生在紧边开始进入小带轮处进入小带轮处三、带传动的弹性滑动和打滑三、带传动的弹性滑动和打滑弹性滑动：由于带的弹性变形而引起带在轮面上滑动的现象弹性滑动：由于带的弹性变形而引起带在轮面上滑动的现象模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析主动轮上，带从紧边主动轮上，带从紧边A点转到松边点转到松边B点的过程中，拉力由点的过程中，拉力由F1降降至至F2，带因弹性变形渐小而回缩，由，带因弹性变形渐小而回缩，由B点缩回至点缩回至E点，于是产点，于是产生了向后的相对滑动，带的圆周速度滞后于带轮的圆周速度。生了向后的相对滑动，带的圆周速度滞后于带轮的圆周速度。从动轮上：带将逐渐伸长，这时带的圆周速度超前于带轮的圆从动轮上：带将逐渐伸长，这时带的圆周速度超前于带轮的圆周速度。周速度。三、带传动的弹性滑动和打滑三、带传动的弹性滑动和打滑 带传动时，带与轮面之间存带传动时，带与轮面之间存在着弹性滑动在着弹性滑动,这使得从动带轮这使得从动带轮的圆周速度的圆周速度v2 2总是低于主动带轮总是低于主动带轮的圆周速度的圆周速度v1 1。v2 2相对于相对于v1 1的降的降低率称为带传动的滑动率低率称为带传动的滑动率e e：模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析带传动的传动比为带传动的传动比为从动轮的转速为从动轮的转速为 随载荷变化而变化。因随载荷变化而变化。因 是变量，故带传动的传动比不准确。是变量，故带传动的传动比不准确。弹性滑动是带传动所不可避免的特性弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。不同于打滑失效。模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析2打滑打滑 当需要传递的有效拉力（圆周力）大于极限摩檫力时，当需要传递的有效拉力（圆周力）大于极限摩檫力时，带与带轮间将发生全面滑动带与带轮间将发生全面滑动 打滑将造成带的严重磨损并使从动轮转速急剧降低，打滑将造成带的严重磨损并使从动轮转速急剧降低，致使传动失效致使传动失效 带在大轮上包角一般大于在小轮上的包角，所以打滑总带在大轮上包角一般大于在小轮上的包角，所以打滑总是先在小轮上开始。是先在小轮上开始。模块三模块三 带传动的工作能力分析带传动的工作能力分析不同：不同：打滑是因为过载引起的，因此可以避免。打滑是因为过载引起的，因此可以避免。而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的，是带传动而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的，是带传动正常工作时不可避免的现象。正常工作时不可避免的现象。模块四模块四 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算模块四模块四 普通普通V V带传动的设计带传动的设计一、带传动的失效形式和设计准则一、带传动的失效形式和设计准则带传动的主要失效形式：带传动的主要失效形式：打滑打滑传动带的疲劳破坏。传动带的疲劳破坏。带传动的设计准则：带传动的设计准则：在传递规定功率是不打滑，同时具有足够的疲劳强在传递规定功率是不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使用寿命。度和一定的使用寿命。模块四模块四 普通普通V V带传动的设计带传动的设计二、二、单根单根V带传递的功率带传递的功率带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转速、包角和载荷特性等因素。带传动的转速、包角和载荷特性等因素。单根单根V V带的基本额定功率带的基本额定功率P0P0是根据特定的实验和分析确定是根据特定的实验和分析确定的。的。实验条件：传动比实验条件：传动比i=1i=1、包角包角180180、特定长度、平稳特定长度、平稳的工作载荷。的工作载荷。当实际使用条件与特定条件不同时，应对P0进行修正 三、普通三、普通V带传动的设计步骤和方法带传动的设计步骤和方法设计的已知条件为：传动的工作情况，功率设计的已知条件为：传动的工作情况，功率P，转速转速n1、n2（或传动比或传动比i）以及空间尺寸要求以及空间尺寸要求设计内容：确定设计内容：确定V带的型号、长度带的型号、长度L和根数和根数Z、传动中心距传动中心距a及带轮基准及带轮基准直径，画出带轮零件图等。直径，画出带轮零件图等。1.确定计算功率确定计算功率式中：传递的名义功率传递的名义功率（如电动机的额定功率，（如电动机的额定功率，KW）工作情况系数工作情况系数模块四模块四 普通普通V V带传动的设计带传动的设计工作情况系数工作情况系数K KA A工作情况工作情况KA软启动软启动硬启动硬启动每天工作小时数每天工作小时数/h1010161610101616载荷变动微小载荷变动微小离心式水泵和压缩机、离心式水泵和压缩机、轻型输送机等轻型输送机等1.01.11.21.11.21.3载荷变动小载荷变动小压缩机、发电机、金压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、属切削机床、印刷机、木工机械等木工机械等1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大载荷变动较大制砖机、斗式提升机、制砖机、斗式提升机、起重机、冲剪机床、起重机、冲剪机床、纺织机械、橡胶机械、纺织机械、橡胶机械、重载输送机、磨粉机重载输送机、磨粉机等等1.21.31.41.41.51.6载荷变动大载荷变动大破碎机、摩碎机等破碎机、摩碎机等1.31.41.51.51.61.8模块四模块四 普通普通V V带传动的设计带传动的设计2.选择选择V带的型号带的型号根据计算功率根据计算功率Pc和和主动轮（通常是小带轮）主动轮（通常是小带轮）转速转速n1由右图选择由右图选择V带带型号。型号。当所选取得结果当所选取得结果在两种型号的分界线在两种型号的分界线附近，可以两种型号附近，可以两种型号同时计算，最后从中同时计算，最后从中选择较好的方案选择较好的方案点击小图看大图点击小图看大图模块四模块四 普通普通V V带传动的设计带传动的设计3.确定带轮基准直径确定带轮基准直径带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，使带的寿命降低使带的寿命降低。设计时应取小带轮的基准直径设计时应取小带轮的基准直径dd1ddmin，ddmin的值的值查表查表忽略弹性滑动的影响，忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1n1/n2，dd1、dd2宜取标准值宜取标准值模块四模块四 普通普通V V带传动的设计带传动的设计4.验算带速验算带速离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑带速不宜过高，否则带速不宜过高，否则单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命带速不宜过低，否则带速不宜过低，否则当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多模块四模块四 普通普通V V带传动的设计带传动的设计5.初定中心距初定中心距a和基准带长和基准带长Ld按下式初步确定中心距按下式初步确定中心距a0初选初选a0后，可根据下式计算后，可根据下式计算v带的初选长度带的初选长度L0模块四模块四 普通普通V V带传动的设计带传动的设计根据初选长度根据初选长度L0，由表选取与相近的基准长度由表选取与相近的基准长度Ld作为所选带作为所选带的长度，然后就可以计算出实际中心距的长度，然后就可以计算出实际中心距a，即即考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一定的调整余量。中心距的变动范围为定的调整余量。中心距的变动范围为模块四模块四 普通普通V V带传动的设计带传动的设计6.验算小带轮包角验算小带轮包角小带轮包角可按下式计算小带轮包角可按下式计算一般要求一般要求，否则应适当增大中心距或减小传动比，否则应适当增大中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。也可以加张紧轮。7.确定确定V带根数带根数Z带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一般应满足般应满足z0.6m/s的链传动，主要失效形式为疲劳破坏，故设计的链传动，主要失效形式为疲劳破坏，故设计计算通常以疲劳强度为主并综合考虑其他失效形式的影响。设计准则为：计算通常以疲劳强度为主并综合考虑其他失效形式的影响。设计准则为：在现实当中，在现实当中，P0不能作为不能作为P，因而需要对因而需要对P0进行修正，即进行修正，即模块十一模块十一 链传动设计计算链传动设计计算对于一般链轮对于一般链轮v0.6m/s的链传动，主要失效形式为链条的过载拉断，的链传动，主要失效形式为链条的过载拉断，因此应进行静强度计算，即因此应进行静强度计算，即链条作用在链轮轴上的压力链条作用在链轮轴上的压力F可近似取为可近似取为当有冲击、振动时，式中的系数取大值当有冲击、振动时，式中的系数取大值模块十一模块十一 链传动设计计算链传动设计计算四、链传动主要参数的选择四、链传动主要参数的选择1.链的节距和排数链的节距和排数在满足承载能力的前提下，尽量选用较小节距的单排链，当在高在满足承载能力的前提下，尽量选用较小节距的单排链，当在高速大功率时，可选用小节距的多排链。速大功率时，可选用小节距的多排链。2.链轮齿数和传动比链轮齿数和传动比为保证传动平稳，减少冲击和动载荷，小链轮齿数不宜过小，大为保证传动平稳，减少冲击和动载荷，小链轮齿数不宜过小，大链轮齿数链轮齿数z2=iz1，不宜过多，通常不宜过多，通常z2120链传动的传动比链传动的传动比i不宜大于不宜大于7，一般推荐，一般推荐i=23.5。3.中心距和链节数中心距和链节数一般中心距取一般中心距取a80p，大多数情况下取大多数情况下取a=(3050)p模块十一模块十一 链传动设计计算链传动设计计算五、五、链传动的设计计算链传动的设计计算一般设计链传动时的已知条件为：传动的用途和工作情况，原动机的类一般设计链传动时的已知条件为：传动的用途和工作情况，原动机的类型，需要传递的功率，主动轮的转速，传动比以及外廓安装尺寸等。型，需要传递的功率，主动轮的转速，传动比以及外廓安装尺寸等。设计计算一般包括：确定滚子链的型号、链节距、链节数，选择链轮的设计计算一般包括：确定滚子链的型号、链节距、链节数，选择链轮的齿数、材料、结构、绘制链轮工作图并确定传动的中心距。齿数、材料、结构、绘制链轮工作图并确定传动的中心距。模块十一模块十一 链传动设计计算链传动设计计算模块十二模块十二 链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑模块十二模块十二 链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑一、链传动的布置（一、链传动的布置（1）一、一、链传动的布置（链传动的布置（2）模块十二模块十二 链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑一、一、链传动的布置（链传动的布置（3）模块十二模块十二 链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑二、二、链传动的张紧链传动的张紧弹簧自动张紧 重力自动张紧托架自动张紧张紧轮定期张紧模块十二模块十二 链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑三、三、链传动的润滑链传动的润滑润滑油推荐采用牌号为：润滑油推荐采用牌号为：L-AN32、L-AN46、L-AN68等全损耗系统用油。等全损耗系统用油。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。良好的润滑可缓和冲击、减轻磨损、延长链条的使用寿命。链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动链传动中销轴与套筒之间产生磨损，链节就会伸长，这是影响链传动寿命的最主要因素。因而，润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑寿命的最主要因素。因而，润滑是延长链传动寿命的最有效的方法。润滑的作用对高速重载的链传动尤为重要。的作用对高速重载的链传动尤为重要。模块十二模块十二 链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑三、三、链传动的润滑链传动的润滑链传动的润滑对链传动的工作能力和寿命有重要影响。必须按推荐的链传动的润滑对链传动的工作能力和寿命有重要影响。必须按推荐的方式进行润滑。方式进行润滑。模块十二模块十二 链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入MoS2、WS2等添加剂。等添加剂。对于不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。对于不便采用润滑油的场合，允许涂抹润滑脂，但应定期清洗与涂抹。模块十二模块十二 链传动的布置、张紧及润滑链传动的布置、张紧及润滑推荐的润滑方式如下：推荐的润滑方式如下：