帶傳動和鏈傳動PPT演示課件

傳動裝置（Transmission）,傳動裝置的作用：減速調(diào)速改變運動形式增大轉(zhuǎn)矩動力和運動的傳遞和分配,1,直接接觸傳動：齒輪傳動蝸桿傳動輪系螺旋傳動,機械傳動,直接接觸的傳動,有中間撓性件的傳動,定傳動比傳動,變傳動比傳動,撓性件傳動：帶傳動（摩擦傳動）鏈傳動（嚙合傳動）繩索,2,傳動裝置的分類,5.1帶傳動概述5.2帶傳動工作能力分析5.3帶傳動的設計計算帶傳動設計實例5.4鏈傳動,第五章帶傳動與鏈傳動,3,第五章帶傳動與鏈傳動,5.1帶傳動概述,1、工作原理,摩擦傳動：當主動輪轉(zhuǎn)動時，靠帶和帶輪間的摩擦力，拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞動力。,嚙合傳動：當主動輪轉(zhuǎn)動時，靠帶和帶輪間的嚙合，拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞動力。,Belts/Pulleys,4,2、傳動帶的類型,傳動帶,平帶,帶,多楔帶,同步帶,普通平帶,片基平帶,普通帶,窄帶,齒形帶,寬帶,5,1）傳動帶具有撓性和彈性，吸振、緩沖、噪音小2）當過載時，傳動帶與帶輪間可發(fā)生相對滑動，起過載保護作用3）制造、安裝和維護方便，價格低廉4）適合于主、從動軸間中心距較大的傳動5）固有的彈性滑動，導致瞬時傳動比隨負載變化6）結構尺寸較大，效率較低，壽命較短，特別是高速傳動時，能力降低較大7）張緊力導致較大的壓軸力，使軸和軸承受力大,3、特點,6,帶傳動概述2,常用幾類帶傳動應用特點比較,平帶傳動，結構簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的場合應用較多。,在一般機械傳動中，應用最廣的帶傳動是帶傳動，在同樣的張緊力下，帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力來傳遞載荷。,多楔帶傳動兼有平帶傳動和帶傳動的優(yōu)點，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結構要求緊湊的場合。,同步帶傳動是一種嚙合傳動，具有的優(yōu)點是：無滑動，能保證固定的傳動比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。,7,4、應用,輸送帶,在各類機械中應用廣泛，但摩擦式帶傳動不適用于對傳動比有精確要求的場合。,8,截面尺寸見表5.1,9,2）V帶的結構:,V帶由：包布層、頂膠、抗拉體和底膠等部分組成,10,3）V帶的截面尺寸（見表5.1）,節(jié)線：帶縱向彎曲時，帶中保持長度不變的任一條周線。節(jié)面：由全部節(jié)線構成的面（中性層）。節(jié)寬bp：節(jié)面的寬度。,帶采用基準寬度制，用帶的基準線的位置和基準寬度（節(jié)寬）來確定帶在輪槽中的位置和輪槽的尺寸。,11,V帶輪輪槽的基準寬度：在V帶輪的輪槽上，與所配用V帶節(jié)面處于同一位置與帶的節(jié)寬相同的槽寬。V帶輪的基準直徑：帶輪在基準寬度處的直徑。帶的基準長度Ld：在規(guī)定的張緊力下，V帶中性層的長度稱為帶的基準長度Ld公稱長度,12,6、帶傳動的幾何計算,1）包角的概念,小帶輪上的包角為：,帶輪基準直徑,13,2）帶的基準長度Ld,14,帶傳動的張緊1,7、帶傳動的張緊裝置,根據(jù)帶的摩擦傳動原理，帶必須在預張緊后才能正常工作；,張緊的目的,運轉(zhuǎn)一定時間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力，必須重新張緊，才能正常工作。,常見的張緊裝置有定期張緊裝置、自動張緊裝置、張緊輪張緊裝置。,1）定期張緊裝置,調(diào)節(jié)中心距張緊,15,16,帶傳動的張緊2,2）自動張緊裝置,17,3）采用張緊輪張緊裝置,張緊輪一般應放在松邊的內(nèi)側，使帶只受單向彎曲。同時張緊輪應盡量靠近大輪，以免過分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。,18,工作情況分析,5.2帶傳動的工作情況分析,帶傳動的工作情況分析是指帶傳動的受力分析、應力分析、運動分析。,帶傳動是一種撓性傳動，其工作情況具有一定的特點。,設帶的總長度不變，根據(jù)線彈性假設：F1F0F0F2；或：F1F22F0；,帶傳動尚未工作時，傳動帶中的預緊力為F0。,帶傳動工作時，一邊拉緊，一邊放松，記緊邊拉力為F1和松邊拉力為F2。,尚未工作狀態(tài),工作狀態(tài),一、帶傳動的受力分析,19,安裝帶傳動時，初拉力F0,（kW）,工作時，緊邊拉力F1，松邊拉力F2,F=F1-F2,有效拉力F(N)、帶速v(m/s)和傳遞功率P（kW）之間的關系為,有效拉力（圓周力）：,20,緊邊:F1=Ff+F2,Ff=F1-F2,2F0=F1+F2,帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)時，存在：,F=F1-F2,未打滑時：Ff=F,（歐拉公式）,帶與帶輪之間的摩擦力有一極限值，就是帶傳動的最大傳遞能力,21,受力分析如圖,以平帶為例討論帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)時F1、F2的關系,22,再略去,因很小，可取,得,由以上兩式得：,23,故松邊與緊邊拉力之比為：,為帶輪的包角，rad,聯(lián)立公式：FF1F2；F1F22F0；得,24,可得傳動帶能夠傳遞的最大有效圓周力Fmax,25,二、帶傳動的應力分析,26,為了不使帶所受到的彎曲應力過大，應限制帶輪的最小直徑。,27,*傳動過程中的應力分布圖,*最大應力產(chǎn)生在由緊邊進入小帶輪處,28,三、帶傳動的時效形式和設計準則,*帶傳動的失效形式是：打滑和疲勞破壞,若帶的工作載荷過大，超過有效圓周力的臨界值，則帶與帶輪間會發(fā)生顯著的相對滑動，即產(chǎn)生打滑。,29,工作情況分析(運動分析),帶傳動中因帶的彈性變形變化所導致的帶與帶輪之間的相對運動，稱為彈性滑動。,彈性滑動,30,*原因:帶兩邊拉力不相等,則彈性變形不同；帶經(jīng)過帶輪時變形量改變，因此，帶相對帶輪有滑動。,彈性滑動,31,*彈性滑動是否可以避免?,彈性滑動是帶傳動中不可避免的現(xiàn)象，是正常工作時固有的特性;,彈性滑動導致：從動輪的圓周速度v2主動輪的圓周速度v1，速度降低的程度可用滑動率來表示：,或,其中：,32,滑動系數(shù)（滑動率)：,（隨載荷變化）,一般情況下：,帶輪基準直徑,帶傳動的傳動比i：,33,若傳遞的外載荷F超過最大有效圓周力Fmax,帶在帶輪上發(fā)生顯著的相對滑動即打滑，是失效。,打滑,34,5.3V帶傳動的設計計算,截面尺寸見表5.1,35,*設計已知條件有：傳動用途和工作條件；傳動的功率P；主、從動輪的轉(zhuǎn)速n1和n2或傳動比i，對傳動位置和外部尺寸要求等,36,P傳遞的額定功率;Pd計算功率KA工作情況系數(shù)，見表5.2。與原動機、工作機和連續(xù)工作時間有關,2、設計方法及步驟,37,2）根據(jù)n1和計算功率Pc選擇帶型：,38,3）確定帶輪的基準直徑dd1和dd2,直徑小，則彎曲導致壽命短直徑大，則導致尺寸大,首先選定dd1：,然后確定dd2：結果向表5.4靠攏,選定dd1,39,4）驗算帶的速度v,設計時應使,一般在V=525m/s內(nèi)選取，以V=2025m/s最為有利（太低，力矩要求大，帶的型號和根數(shù)多；太高離心力大，壽命短）,5）確定中心距a和V帶基準長度Ld,（1）初選a0,40,6）計算小帶輪包角1,（2）計算Ld,（3）查表，選定Ld（4）計算實際中心距a,，實際取a=a-0.015Lda+0.03Ld,1與i有關，為保證1不過小，傳動比i不宜過大。通常i7，個別情況下可達到10。,41,V帶傳動的設計1,帶傳動的設計準則,帶傳動的設計準則：在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。,單根普通V帶的基本額定功率分析,由有效拉力,有,為保證單根帶傳動不出現(xiàn)打滑，單根普通V帶能傳遞的功率,為使帶具有一定的疲勞壽命，應使,如何確定V帶的根數(shù)z?,42,即,式中為帶的許用應力.,進一步可得,帶傳動在既不打滑又具有一定的壽命時，單根普通V帶能傳遞的功率:,KW,由于單根帶基本額定功率P0是在特定條件下經(jīng)實驗獲得的，因此，在針對某一具體條件進行帶傳動設計時，應根據(jù)這一具體的條件對所選定的帶的基本額定功率P0進行修正，以滿足設計要求。,帶傳動的承載能力取決于傳動帶的材質(zhì)、結構、長度，帶傳動的轉(zhuǎn)速、包角和載荷特性等因素。,單根V帶的基本額定功率P0是根據(jù)特定的實驗確定的。,實驗條件：傳動比i=1、包角180、特定長度、平穩(wěn)的工作載荷。,43,7）確定V帶的根數(shù)z,8）確定初拉力F0,，N,式中：P0單根帶允許傳遞的功率（kW)；見表5.4P0單根帶允許傳遞功率的增量（kW)；見表5.5KL帶長度不同時的影響系數(shù)；見表5.3K包角不同時的影響系數(shù)；見表5.6,式中：q每單位長帶的質(zhì)量kg/m；見表5.1,44,9）計算作用在軸上的力Q,請大家仔細閱讀P99的例題,45,帶輪結構設計,帶輪結構設計,1V帶輪設計的要求,結構工藝性好、無過大的鑄造內(nèi)應力、質(zhì)量分布均勻。,輪槽工作面要精細加工，以減少帶的磨損。,各輪槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使帶的載荷分布較為均勻。,2帶輪的材料,通常采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150和HT200。,轉(zhuǎn)速較高時宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。,小功率時可用鑄鋁或塑料。,V帶輪的典型結構有：實心式、腹板式、孔板式和輪輻式。,3結構與尺寸(圖5.11),帶輪的結構設計，主要是根據(jù)帶輪的基準直徑選擇結構形式。,根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸（表5.7)。,帶輪的其它結構尺寸通常按經(jīng)驗公式計算確定。,46,帶輪通常分成三個區(qū)域：輪緣、輪轂、輪輻或腹板帶輪的結構形式有：,三、帶輪的結構設計,47,帶輪材料：通常HT150、HT200，高速時，結構鋼小功率或超高速：鋁、合金鋁,V帶輪槽結構尺寸：P95,48,定期張緊裝置,帶的傳動能力與F0密切相關，帶長期工作會松弛，導致傳動能力下降。,三、帶的張緊,49,自動張緊裝置,張緊輪張緊裝置,50,V帶傳動的設計3,51,5.4鏈傳動(Rollingchains)概述(Composition,classificationanditsapplications),與帶傳動相比，準確的平均傳動比，徑向壓軸力小，適于低速工作。與齒輪傳動相比，安裝精度要求較低，成本低廉，可遠距離傳動。主要缺點是不能保持恒定的瞬時傳動比。鏈傳動主要用在要求工作可靠、轉(zhuǎn)速不高，且兩軸相距較遠,52,按用途分類：*傳動鏈：在機械中用來傳遞運動和動力最常用，如插齒機、各種車*輸送鏈：在輸送機械中用來輸送物料或機件，如汽車廠的懸鏈輸送*曳引鏈：在起重機械中用來提升重物,按結構分類：*單排鏈:single-strandchain*多排鏈:multi-strandchain,53,5.5傳動鏈的結構,1roller2bushing3pin4、5linkplate4rollerlink5pinlink,傳動鏈之一：滾子鏈,54,傳動鏈之一：高速齒型無聲鏈,55,孔板式鏈輪,齒圈式鏈輪,輪輻式鏈輪,鏈輪的材料：結構鋼或合金鋼，一般要淬火,56,5.6鏈傳動的運動特性(Kinematics),*鏈傳動的運動不均勻性-多邊形效應（Choralrise）,