第七章摩擦轮与带传动1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 摩擦轮传动和带传动,第一节 概述,摩擦轮传动和带传动,借助于摩擦力传递运动和扭矩,摩擦轮传动,(,可作变传动比传动,),直接接触,带传动,带为中间挠性件,摩擦轮传动和带传动的特点,优点：,1,结构简单，易于制造,2,传动平稳，噪声小,3,变速传动时，传动比调节简便，无级变速,4,过载时有保护作用,(,打滑,),缺点：,1,传动比不能精确地恒定,1,2,转矩不宜过大。,3,磨损快，寿命低。,4,传动效率低。,第二节 摩擦轮传动,一、传动的工作原理,利用主、从动轮之间的摩擦力传递运动和扭矩,：,f.FnFt,法向力,Fn,摩擦力,f.Fn,工作圆周力,Ft,2,摩擦轮在接触面间可能的滑动,弹性滑动,打滑,1,弹性滑动：,两摩擦轮表层由于在摩擦力的作用下产生不同情况的切向,弹性变形而引起的相对滑动叫做弹性滑动。,由于弹性滑动的存在，使得从动轮内,圆周速度,v2,，低于主动轮的圆周速,度,v1,其滑差率：,金属：,=0.51%,非金属材料,=510%,材料的弹性模量,E,越低，弹性滑动越厉害,3,存在弹性滑动时摩擦轮的实际传动比：,圆柱摩擦轮传动：,圆锥摩擦轮传动,注意：弹性滑动在摩擦轮传动中是不可避,免的,弹性滑动后果,:,速度损失功率损失，实际,传动比偏差，使传动精度,降低,措施：采用高弹性模量材料制作轮面,4,2,打滑：,当,f.FnFt,时主动轮将不能带动从动轮，接,触表面将会产生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。,打滑后果：将使摩擦轮面产生严重摩损，因而使传动寿命,降低,打滑现象一般允许发生在起、制动等短暂时间内，正常,工作时，必须设法避免。,应用：功率，传动比，速度和轴间中心距等方面适用范围,很大。,功率：,18kw,。最大,:220kw,传动比,: 7,。最大,: 25(,微动装置,),5,二、法向力的计算,(,一,),圆柱摩擦轮传动,为保证正常传动，必须有足够的法向力,Fn,代入,f,摩擦系数，表,7-1,K,载荷系数,k=1.21.5(,功率传动,) k=3.0(,示数传动,),K,考虑载荷的不平稳性及保证传动的可靠性,若取，第一个式子，则,Fn7Ft,摩擦轮传动功率不宜过大,6,(,二,),圆锥摩擦轮传动,D1,应换为主动轮的平均直径,Dm1,三、作用在轴上的载荷,Ft,作用在圆周方向的载荷,Fn,接触面间的法向力,计算,轴、支承,1,圆柱摩擦轮,Fr,径向力,指向轮心,Fr=Fn,Ft,圆周力,主反从同,7,2,圆锥摩擦轮,Ft,圆周力,主反从同,Fr,径向力,指向轮心,Fa,轴向力,背向锥顶 （指向大端）,Fa=Fn.sin,1,2,F,a1,2,带轮上从紧边到松边,不断减小,(,二,),离心力产生的应力,33,离心力虽只发生在带作圆周运动的部分，但由此引起的,拉力作用于带的全长,(,三,),带在带轮上弯曲产生的弯曲应力,E,带的弹性模量,带的厚度,D,带轮的直径,小带轮处的弯曲应力较大,:,b1,b2,34,最大应力：,位置：紧边进入小带轮的接触点,b1,对传动带的寿命影响最大，,小带轮直径不宜过小。,35,六、弹性滑动、打滑和滑动率,1,弹性滑动,当传动带从紧边过渡到松边时，拉力由,F1F2,。因此，自,某点,B,1,开始，带的拉伸变形逐渐减小。,这种由于带的弹性变形量的改变，而引起,的传动带与轮面在局部接触弧上的相对滑,动称弹性滑动。,弹性滑动是不可避免的。,2,带传动的滑差率,和实际传动,i,36,由于弹性滑动使从动轮的圆周速度,v,2,低于主动轮的圆周速,度,v,1,，其速度损失率称为滑差率,(,也称滑动率,),。,或,一般平型胶带,=1-2%,三角胶带,=1.5%,带传动的实际传动比为：,37,弹性滑动的后果,:,除了造成功率损失和带的摩损，还引起从,动轮圆周速度的损失，使带传动得不到准,确的传动比，使传动精度降低。,3,打滑,-F,t,F,fmax,时,当载荷大到某一数值时,(,F,t,F,fmax,),时,，带首先与小带轮在整,个接触弧上产生相对滑动。,这种由于载荷过大，引起的传动带与小带轮轮面在整个接,触弧上的相对滑动，称为打滑。,注意：打滑首先发生在小带轮上。,38,带传动产生打滑以后不能产生正常工作，而且会引起带,的过度磨损,因此必须避免。,七、普通,V,带传动的设计与计算,已知：用途，工作情况，功率，主从动轮的转速或传动比，,原动机类型，空间尺寸,设计确定：带的型号，带轮直径，带长，传动中心距，,带的根数，轴上的载荷，带轮结构,(,一,),选择带的型号,P,d,=K,A,.P,K,A,工况系数，表,7-5,由,P,d,，小轮转速,n,1,图,7-17,选带的型号,39,40,(,二,),确定带轮直径,D,1,、,D,2,小带轮直径的选取至关重要：,D,1,小，弯曲应力，,v,，,根数，轮宽,D,1,大，,D,2,，重量，尺寸,可取多组数据试算，进行比较,D,MIN,见表,7-6,(,三,),验算带速,( V=5-25m/s),按表,7-7,选,D,41,要求,:V=5-25m/s,v,过高，离心力，压紧力，摩擦力，传递的圆周力、,功率,v,过低，功率一定时，,F,需传递的圆周力，易打,滑，带的根数,(,四,),确定带的基准长度,初定,a,0,计算,L,选取标准带长,L,d,(,表,7-3),0.7(D,1,+D,2,)a,0,2(D,1,+D,2,),(,五,),确定实际中心距,42,(,六,),验算小带轮包角,1,1,过小，带易打滑，要求,:,1,120(,特殊情况,1,90),1,过小时的措施,1),加大中心距,a,2),采用张紧轮,(,七,),计算,V,带的根数,P,0,i,=1,，特定长度，平稳工作，单根,V,带的基本额定功,率，表,7-8,K,包角修正系数，表,7-9,K,L,带长修正系数，表,7-3,P,0,i1,时，单根,V,带额定功率的增量，表,7-10,43,(,八,),计算作用在轴上的载荷,(,不考虑两边的拉力差,),(,九,),确定带轮的结构尺寸,其中,F,0,可按式,(7-33),选取,三角带轮的材料多采用灰铸铁，小功率时可用铸铝和塑料,，高速时用铸钢,三角带轮结构可用实心轮,(D100-150mm),，腹板式,(D400mm,，孔较大,),，孔板式,(D400mm),注意：轮槽,=34,，,36,，,3840(,带的楔角,),见表,7-4,44,第五节 同步带传动,一、同步带传动的特点和应用,综合带传动和齿轮传动的优点,:,钢丝绳,强力层,受力后,仍保持,节距不变无相对滑动,主要参数：,主动轮，从动轮作同步传动,45,P,d,节距，纵向截面上相邻两齿中心轴线间节线上的距离,节线,受弯时，带中保持原长不变的周线,L,P,节线长度，公称长度,类型：,按齿型,:,梯型齿,半圆弧齿,双圆弧齿,梯型齿,单面同步带,(,仪器中常用,),双面同步带,按节距不同,:,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,，表,7-12,，表,7-13,46,二、带轮,轮缘表面须制出轮齿,渐开线齿形,(,推荐,),直边齿形,带轮齿数,:,同时啮合齿数,6,三、同步带传动的设计计算,已知条件：用途、功率、大小带轮的转速或传动比，空间,尺寸范围,确定：同步带的型号，带长，齿数，中心距，带轮节圆直,径及齿数，带宽，带轮结构,解：,(,一,),选带型,P,d,=K,A,.P,K,A,工作情况系数，表,7-15,P,d,，,n,1,图,7-22,选带型,47,48,(,二,),带轮齿数和节圆直径,(,三,),带长和带的齿数,查表,7-13 L,P,及齿数,(,四,),实际中心距,49,(,五,),小带轮啮合齿数,圆整为整数,(,六,),选择带宽,b,s0,基准宽度，表,7-12,K,Z,啮合齿数系数,z,m,6,时, K,Z,=1;z,m,6,时,K,Z,=1-0.2(6-Z,M,),(,七,),计算作用在轴上的载荷,P,0,-,同步带基准宽度,b,s0,所能传递的功率,式,(7-38),50,(,八,),带轮结构（从略）,第六节 其它带传动简介,一、齿孔带传动,适用：重量轻，转矩小，传动精度较高,齿孔带：齿孔,35mm,电影胶卷齿孔,材料,，涤纶，,三醋酸纤维素,带轮：渐开线齿形,(,推荐,),，圆弧齿形,材料,硬铝，超硬铝，优质结,构钢，碳素工具钢，,塑料,二、拖动式带传动,51,将挠性传动件的两端直接固定在主、从动件上，拖动从动,件运动。,特点：,可改变主、从动件表面形状，,改变,i,，实现变传动比,i,传动,无相对滑动，,i,准确，精度高,可将回转运动变为直线运动,结构简单，制造方便,挠性传动件长度有限，主、从,动件转动范围,360,适用：精密机械，仪器的精密读数,挠性传动件：材料,碳素工具钢，弹簧钢轧制的薄带或,细丝（一般）,52,铍青铜，磷青铜带（特殊用途）,丝棉线，锦纶丝薄带或绳（精度要求较低）,主动轮，从动轮：优质碳素结构钢、铝合金、黄铜、塑料,53,