第8章带传动和链传动

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,8,章 带传动和链传动,总 论,带传动,链传动,基本要求,:,熟悉普通,V,带的结构、标准、张紧方法和装置,掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑,掌握,V,带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法,掌握链传动链传动的工作情况,运动不均匀性分析,掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择,了解链传动的布置、张紧和润滑等,机械设计基础,带传动和链传动,总 论,中心距较大的传动,采用环形曵引元件传动,减少零件数量，简化传动装置，降低成本,链传动,机械设计基础,带传动和链传动,摩擦型,啮合型,挠性传动,带传动,带传动,8-1,带传动的特点,8-2,带传动的分类,8-3,带传动的受力分析,8-4,带的耐久性,8-5,弹性滑动及传动比,8-6,普通,V,带传动的设计计算,8-7,V,带轮的结构,8-8,带传动的使用维护,机械设计基础,带传动和链传动,8,-,1,带传动的特点,一、,带传动组成,主动带轮,1,、从动带轮,2,、环形带,二、,工作原理,静止时，,两边拉力相等；,传动时，,拉力大的一边称为主动边（紧边），,拉力小的一边为从动边（松边）,靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力,机械设计基础,带传动和链传动,F,1,F,2,F,f,1,2,F,0,F,0,F,0,F,0,三、带传动的优缺点,优点：,远距离传动,可缓冲、减振，运转平稳,过载保护,结构简单,精度低,成本低,机械设计基础,带传动和链传动,缺点：,外廓尺寸大,弹性滑动，传动比不固定，效率低,轴与轴承受力大,寿命短,需要张紧装置,不宜用于高温,易燃场合,8-2,带传动的分类,一、按传动形式分,开口传动,：两轴平行，同向回转,交叉传动,：两轴平行，反向回转,半交叉传动,：两轴交错，不能逆转,二、按带的截面分,平带传动：底面是工作面，可实现多种形式的传动,带传动：带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，承载力大，只用于开口传动,多楔带传动：具平、带的优点,同步带传动,：具带与链传动的特点,机械设计基础,带传动和链传动,8-3,带传动的受力分析,一、,带受力变化,二、,紧松边拉力关系,三、,最大有效拉力,机械设计基础,带传动和链传动,一、带受力变化,静止时，,两边拉力相等,=F,0,张紧力,工作时,:,拉力增加,紧边：,F,0,F,1,紧边拉力,拉力减少,松边：,F,0,F,2,松边拉力,工作状态,:,带两边拉力不相等,紧松边判断：,绕进主动轮的一边,紧边,机械设计基础,带传动和链传动,F,1,F,2,F,0,F,0,F,0,F,0,F,f,紧边,松边,二、紧松边拉力关系,紧边由,F,0,F,1,拉力增加，带增长,松边由,F,0,F,2,拉力减少，带缩短,总长不变,带增长量带缩短量,F,1,F,0,F,0,F,2,;F,1,F,2,2F,0,有效拉力,:,F,1,-F,2,即带所传递的圆周力,F,圆周力,F,：,F=F,1,-F,2,=F,f,打滑：,外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动,机械设计基础,带传动和链传动,F,1,F,2,F,0,F,0,F,0,F,0,F,f,紧边,松边,三、最大有效拉力,打滑：,外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动,柔韧体的欧拉公式：,a,小带轮的包角,此时，摩擦力达到最大,带所能传递的最大圆周力,影响因素：,初拉力,F,0,F,包角,F,，,带与带轮接触弧越,长,总摩擦力越大,摩擦系数,f F,机械设计基础,带传动和链传动,F,0,越大越好吗？,越小呢？,F,1,F,2,F,f,紧边,松边,8-,4,带的,耐久性,?,带传动工作时,作用于带上有哪些应力,?,它们的分布及大小有什么特点,?,最大应力发生在什么部位,?,为什么要限制带速？,带的应力：,拉应力、弯曲应力、离心拉应力,由带弯曲运动产生的离心拉应力,:,c,由拉力产生的拉应力,:,s,1,、,s,2,：,机械设计基础,带传动和链传动,由带弯曲产生的弯曲应力,:,b1,b2,变应力,疲劳破坏,最大应力,:,s,max,=,s,1,+,s,b1,+,s,c,发生位置,:,小带轮与,紧,边接触处,8-5,弹性滑动及传动比,什么是弹性滑动,什么是打滑,?,对传动有什么影响？,为什么会发生弹性滑动或打滑,?,是否可以避免,?,一、弹性滑动,分析：,带是弹性体,弹性形变,：,机械设计基础,带传动和链传动,F,1,F,2,紧边,松边,F,F,F,F+dF,F+dF,F+dF,F,0,F,0,+dF,正确,弹性滑动,定义：,由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑动,产生的原因,：,带的弹性、松边与紧边拉力差,变形量改变，,相对轮滑动,弹性滑动的特点,：,弹性滑动,不可,避免,Fe,弹性滑动,弹性滑动范围,后果：,带速滞后于主动轮，超前于从动轮,v,1,v,带,v,2,，,v,1,v,2,带传动传动比不稳定,机械设计基础,带传动和链传动,F,1,F,2,紧边,松边,弹性滑动,率：,如果弹性滑动扩,展到整个接触弧,?,二、打滑,定义：,带沿带轮面发生全面滑动,产生的原因,：,F,e,F,fmax,弹性滑动扩展到整个接触弧,显著滑动,(,打滑,),特点,：,打滑,可以,避免,，,而且应当避免,短时打滑起到过载保护作用,打滑先发生在小带轮处,后果：,打滑,带的剧烈磨损,从动轮转速剧烈降低,失效,机械设计基础,带传动和链传动,F,1,F,2,紧边,松边,?,如何防止打滑,8-6 普通V带传动的设计计算,一、,V,带的结构,二、,普通,V,带标准,三、,V,带传动设计计算,机械设计基础,带传动和链传动,一、,V,带的结构,伸张层,(,顶胶,),、强力层,(,抗拉,体,),、压缩,层,(,底胶,),、包布层,摩擦力分析：,比较平带与,V,带,机械设计基础,带传动和链传动,F,n,F,n,F,V,F,V,F,n,二、普通,V,带标准,普通,V,带：,Y,、,Z,、,A,、,B,、,C,、,D,、,E,七种,窄,V,带：,SPZ,、,SPA,、,SPB,、,SPC,四种,截面尺寸见表,8-1,机械设计基础,带传动和链传动,三、,V,带传动设计计算,1,带传动失效形式及设计准则,2,单根,V,带能传递的功率,3,设计步骤,机械设计基础,带传动和链传动,1,带传动失效形式及设计准则,失效形式：,打滑、带的疲劳损坏,设计准则：,F,F,fmax,、,s,max,=,s,1,+,s,b1,+,s,c,s,设计依据：,保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命,具体做法,：,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,机械设计基础,带传动和链传动,2,单根,V,带能传递的功率,保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命,基本额定功率可查表,8-2a,、表,8-2b,基本额定功率确定条件,：,i,=1,特定带长，工作平稳,实际工作中单根带所能传递的许用功率,：,机械设计基础,带传动和链传动,不打滑,不疲劳破坏,长度系数,包角系数,时的功率增量,3,设计步骤,已知条件及设计内容：,机械设计基础,带传动和链传动,已知条件,设计内容,传递的名义功率,P,主动轮转速,n,1,从动轮转速,n,2,或传动比,i,传动位置要求,工况条件、原动机类型等,V,带的型号、长度和根数,带轮直径和结构,传动中心距,a,验算带速,v,和包角,计算初拉力和压轴力,7,、计算带的根数,z,2,、根据,n,1,、,P,c,选择带的型号,3,、确定带轮基准直径,d,d1,、,d,d2,带轮愈小，弯曲应力愈大，所以,d,d1,d,min,d,d2,=,i,d,d1,(1,),，,圆整成标准值,具体步骤,1,、确定计算功率,P,c,K,A,P,机械设计基础,带传动和链传动,工况系数，查表,8-3,4,、验算带速,v,(,v,5,25m/s),N,5,、确定,中心距,a,及带长,L,d,6,、验算主动轮的包角,1,N,z,7？,N,Y,8,、确定初拉力,F,0,9,、计算压轴力,F,Q,10,、带轮结构设计,问题：带传动适合于高速级还是低速级？,根据图,8-10,套基准长度，表,8-1,a,过小，带短，易疲劳,a,过大，易引起带的扇动,确定中心距,初定中心距,a,0,0.7(,d,d1,+,d,d2,),a,0,2(,d,d1,+,d,d2,),机械设计基础,带传动和链传动,初算带长,L,d0,计算实际中心距,a,（圆整）,取基准带长,L,d,(,表,6,5),8-7 V带轮的结构,基本结构型式,按带轮直径确定,实心式、腹板式、椭圆轮辐式,具体轮槽尺寸见表,8-7,机械设计基础,带传动和链传动,8-8,带传动的使用维护,为什么要张紧？,F,ec,v,/100 ,调整,F,0,增大,F,ec,但安装制造误差、塑性变形,F,0,不保证,设张紧装置,常见的张紧装置,:,调整中心距,定期张紧,自动张紧,调整张紧轮,机械设计基础,带传动和链传动,自动张紧,调整中心距,定期张紧,机械设计基础,带传动和链传动,平带传动：张紧轮设置在 处,调整张紧轮,带传动：张紧轮设置在 处,机械设计基础,带传动和链传动,松边内侧靠大轮,(带只能单向弯曲，避免过多减小包角）,松边外侧靠小轮,(,平带可以双向弯曲，应尽量增大包角,),范例,链传动,8-9,链传动的特点,8-10,链传动结构,8-11,链传动的主要参数及其选择,8-12,链传动的计算,8-13,链传动的使用维护,机械设计基础,带传动和链传动,8-9,链传动的特点,一、构成,主动链轮、从动链轮、链,二、工作原理,靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力,有中间挠性件的啮合传动,三、特点,优点：,远距离传动,工作可靠,效率,较高,平均传动比恒定,i=z,2,/,z,1,压轴力,F,p,小于带传动的,结构紧凑,(,与带传动比较,),缺点：,运动不均匀,(,z,小、,p,大,不均匀,),瞬时传动比不恒定,传动平稳性差,(,冲击、振动大，噪音高,动载荷,不宜高速传动,),外廓尺寸大,机械设计基础,带传动和链传动,8-10,链传动结构,一、,链,滚子链,齿形链,二、,链轮,机械设计基础,带传动和链传动,一、链,传动链可分为：滚子链、齿形链,1,滚子链（套筒滚子链）,组成,:,内、外链板，套筒，销轴，滚子,机械设计基础,带传动和链传动,配合状况,:,内链板、套筒之间,过盈配合,外链板、销轴之间,过盈配合,套筒、销轴之间,间隙配合,，使内外链板能相对转动,链板形状的特点,等强度,内链板 外链板 套筒 销轴 滚子,参数,节距,p,相邻两销轴中心之距离,链长,链节数,机械设计基础,带传动和链传动,链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇时，采用过渡链节,2,齿形链,无声链,结构：,链板,(,带两个齿，交错并列铰接,),、导板,(,防侧向窜动,),机械设计基础,带传动和链传动,由许多以铰链连接的齿形链板锁构成传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮齿互相啮合,特点：,优点：,传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠,适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小,缺点：,结构复杂，价格较高，且制造较难,二、链轮,1,基本参数,基本参数：,节距,p,、套筒外径,d,1,、齿数,z,、排距,p,1,分度圆直径：,被链轮节距等分的圆，,d=p/(sin180/z,),齿顶圆直径,:,d,a,机械设计基础,带传动和链传动,2,齿形,端面齿形：三圆弧一直线 （零件工作图上不画）,轴面齿形：,(,工作图上要画,),工作图应标明：链节距,p,、齿数,z,、分度圆直径,d,以及顶圆直径,d,a,3,材料,材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度,小链轮材料好些,低碳钢,(,渗碳淬火,),、中碳钢,(,表面淬火,),、铸钢、夹布胶木,(,平稳、噪音小,),8-11,主要参数及其选择,一、,链条速度,二、,传动比,三、,链轮齿数,四