帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)PPT演示課件

傳動(dòng)裝置（Transmission）,傳動(dòng)裝置的作用：減速調(diào)速改變運(yùn)動(dòng)形式增大轉(zhuǎn)矩動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞和分配,1,直接接觸傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)輪系螺旋傳動(dòng),機(jī)械傳動(dòng),直接接觸的傳動(dòng),有中間撓性件的傳動(dòng),定傳動(dòng)比傳動(dòng),變傳動(dòng)比傳動(dòng),撓性件傳動(dòng)：帶傳動(dòng)（摩擦傳動(dòng)）鏈傳動(dòng)（嚙合傳動(dòng)）繩索,2,傳動(dòng)裝置的分類(lèi),5.1帶傳動(dòng)概述5.2帶傳動(dòng)工作能力分析5.3帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)例5.4鏈傳動(dòng),第五章帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),3,第五章帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng),5.1帶傳動(dòng)概述,1、工作原理,摩擦傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靠帶和帶輪間的摩擦力，拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力。,嚙合傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靠帶和帶輪間的嚙合，拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力。,Belts/Pulleys,4,2、傳動(dòng)帶的類(lèi)型,傳動(dòng)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(dòng)帶具有撓性和彈性，吸振、緩沖、噪音小2）當(dāng)過(guò)載時(shí)，傳動(dòng)帶與帶輪間可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，起過(guò)載保護(hù)作用3）制造、安裝和維護(hù)方便，價(jià)格低廉4）適合于主、從動(dòng)軸間中心距較大的傳動(dòng)5）固有的彈性滑動(dòng)，導(dǎo)致瞬時(shí)傳動(dòng)比隨負(fù)載變化6）結(jié)構(gòu)尺寸較大，效率較低，壽命較短，特別是高速傳動(dòng)時(shí)，能力降低較大7）張緊力導(dǎo)致較大的壓軸力，使軸和軸承受力大,3、特點(diǎn),6,帶傳動(dòng)概述2,常用幾類(lèi)帶傳動(dòng)應(yīng)用特點(diǎn)比較,平帶傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的場(chǎng)合應(yīng)用較多。,在一般機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣的帶傳動(dòng)是帶傳動(dòng)，在同樣的張緊力下，帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力來(lái)傳遞載荷。,多楔帶傳動(dòng)兼有平帶傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合。,同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，具有的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)滑動(dòng)，能保證固定的傳動(dòng)比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。,7,4、應(yīng)用,輸送帶,在各類(lèi)機(jī)械中應(yīng)用廣泛，但摩擦式帶傳動(dòng)不適用于對(duì)傳動(dòng)比有精確要求的場(chǎng)合。,8,截面尺寸見(jiàn)表5.1,9,2）V帶的結(jié)構(gòu):,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(jiàn)表5.1）,節(jié)線：帶縱向彎曲時(shí)，帶中保持長(zhǎng)度不變的任一條周線。節(jié)面：由全部節(jié)線構(gòu)成的面（中性層）。節(jié)寬bp：節(jié)面的寬度。,帶采用基準(zhǔn)寬度制，用帶的基準(zhǔn)線的位置和基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬）來(lái)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(zhǔn)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(zhǔn)直徑：帶輪在基準(zhǔn)寬度處的直徑。帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld：在規(guī)定的張緊力下，V帶中性層的長(zhǎng)度稱(chēng)為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld公稱(chēng)長(zhǎng)度,12,6、帶傳動(dòng)的幾何計(jì)算,1）包角的概念,小帶輪上的包角為：,帶輪基準(zhǔn)直徑,13,2）帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld,14,帶傳動(dòng)的張緊1,7、帶傳動(dòng)的張緊裝置,根據(jù)帶的摩擦傳動(dòng)原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；,張緊的目的,運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會(huì)松弛，為了保證帶傳動(dòng)的能力，必須重新張緊，才能正常工作。,常見(jiàn)的張緊裝置有定期張緊裝置、自動(dòng)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(dòng)的張緊2,2）自動(dòng)張緊裝置,17,3）采用張緊輪張緊裝置,張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時(shí)張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過(guò)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(dòng)的工作情況分析,帶傳動(dòng)的工作情況分析是指帶傳動(dòng)的受力分析、應(yīng)力分析、運(yùn)動(dòng)分析。,帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，其工作情況具有一定的特點(diǎn)。,設(shè)帶的總長(zhǎng)度不變，根據(jù)線彈性假設(shè)：F1F0F0F2；或：F1F22F0；,帶傳動(dòng)尚未工作時(shí)，傳動(dòng)帶中的預(yù)緊力為F0。,帶傳動(dòng)工作時(shí)，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(dòng)的受力分析,19,安裝帶傳動(dòng)時(shí)，初拉力F0,（kW）,工作時(shí)，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(guān)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(shí)，存在：,F=F1-F2,未打滑時(shí)：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(dòng)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(shí)F1、F2的關(guān)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(dòng)帶能夠傳遞的最大有效圓周力Fmax,25,二、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析,26,為了不使帶所受到的彎曲應(yīng)力過(guò)大，應(yīng)限制帶輪的最小直徑。,27,*傳動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)力分布圖,*最大應(yīng)力產(chǎn)生在由緊邊進(jìn)入小帶輪處,28,三、帶傳動(dòng)的時(shí)效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,*帶傳動(dòng)的失效形式是：打滑和疲勞破壞,若帶的工作載荷過(guò)大，超過(guò)有效圓周力的臨界值，則帶與帶輪間會(huì)發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，即產(chǎn)生打滑。,29,工作情況分析(運(yùn)動(dòng)分析),帶傳動(dòng)中因帶的彈性變形變化所導(dǎo)致的帶與帶輪之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為彈性滑動(dòng)。,彈性滑動(dòng),30,*原因:帶兩邊拉力不相等,則彈性變形不同；帶經(jīng)過(guò)帶輪時(shí)變形量改變，因此，帶相對(duì)帶輪有滑動(dòng)。,彈性滑動(dòng),31,*彈性滑動(dòng)是否可以避免?,彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)中不可避免的現(xiàn)象，是正常工作時(shí)固有的特性;,彈性滑動(dòng)導(dǎo)致：從動(dòng)輪的圓周速度v2主動(dòng)輪的圓周速度v1，速度降低的程度可用滑動(dòng)率來(lái)表示：,或,其中：,32,滑動(dòng)系數(shù)（滑動(dòng)率)：,（隨載荷變化）,一般情況下：,帶輪基準(zhǔn)直徑,帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i：,33,若傳遞的外載荷F超過(guò)最大有效圓周力Fmax,帶在帶輪上發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)即打滑，是失效。,打滑,34,5.3V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,截面尺寸見(jiàn)表5.1,35,*設(shè)計(jì)已知條件有：傳動(dòng)用途和工作條件；傳動(dòng)的功率P；主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n1和n2或傳動(dòng)比i，對(duì)傳動(dòng)位置和外部尺寸要求等,36,P傳遞的額定功率;Pd計(jì)算功率KA工作情況系數(shù)，見(jiàn)表5.2。與原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)和連續(xù)工作時(shí)間有關(guān),2、設(shè)計(jì)方法及步驟,37,2）根據(jù)n1和計(jì)算功率Pc選擇帶型：,38,3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd2,直徑小，則彎曲導(dǎo)致壽命短直徑大，則導(dǎo)致尺寸大,首先選定dd1：,然后確定dd2：結(jié)果向表5.4靠攏,選定dd1,39,4）驗(yàn)算帶的速度v,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(hào)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(zhǔn)長(zhǎng)度Ld,（1）初選a0,40,6）計(jì)算小帶輪包角1,（2）計(jì)算Ld,（3）查表，選定Ld（4）計(jì)算實(shí)際中心距a,，實(shí)際取a=a-0.015Lda+0.03Ld,1與i有關(guān)，為保證1不過(guò)小，傳動(dòng)比i不宜過(guò)大。通常i7，個(gè)別情況下可達(dá)到10。,41,V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1,帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)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(dòng)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(yīng)使,如何確定V帶的根數(shù)z?,42,即,式中為帶的許用應(yīng)力.,進(jìn)一步可得,帶傳動(dòng)在既不打滑又具有一定的壽命時(shí)，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(shí)驗(yàn)獲得的，因此，在針對(duì)某一具體條件進(jìn)行帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)這一具體的條件對(duì)所選定的帶的基本額定功率P0進(jìn)行修正，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。,帶傳動(dòng)的承載能力取決于傳動(dòng)帶的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度，帶傳動(dòng)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(shí)驗(yàn)確定的。,實(shí)驗(yàn)條件：傳動(dòng)比i=1、包角180、特定長(zhǎng)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(jiàn)表5.4P0單根帶允許傳遞功率的增量（kW)；見(jiàn)表5.5KL帶長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)；見(jiàn)表5.3K包角不同時(shí)的影響系數(shù)；見(jiàn)表5.6,式中：q每單位長(zhǎng)帶的質(zhì)量kg/m；見(jiàn)表5.1,44,9）計(jì)算作用在軸上的力Q,請(qǐng)大家仔細(xì)閱讀P99的例題,45,帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1V帶輪設(shè)計(jì)的要求,結(jié)構(gòu)工藝性好、無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)量分布均勻。,輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損。,各輪槽的尺寸和角度應(yīng)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(hào)為HT150和HT200。,轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。,小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。,V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有：實(shí)心式、腹板式、孔板式和輪輻式。,3結(jié)構(gòu)與尺寸(圖5.11),帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式。,根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸（表5.7)。,帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸通常按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定。,46,帶輪通常分成三個(gè)區(qū)域：輪緣、輪轂、輪輻或腹板帶輪的結(jié)構(gòu)形式有：,三、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),47,帶輪材料：通常HT150、HT200，高速時(shí)，結(jié)構(gòu)鋼小功率或超高速：鋁、合金鋁,V帶輪槽結(jié)構(gòu)尺寸：P95,48,定期張緊裝置,帶的傳動(dòng)能力與F0密切相關(guān)，帶長(zhǎng)期工作會(huì)松弛，導(dǎo)致傳動(dòng)能力下降。,三、帶的張緊,49,自動(dòng)張緊裝置,張緊輪張緊裝置,50,V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3,51,5.4鏈傳動(dòng)(Rollingchains)概述(Composition,classificationanditsapplications),與帶傳動(dòng)相比，準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，徑向壓軸力小，適于低速工作。與齒輪傳動(dòng)相比，安裝精度要求較低，成本低廉，可遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。主要缺點(diǎn)是不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比。鏈傳動(dòng)主要用在要求工作可靠、轉(zhuǎn)速不高，且兩軸相距較遠(yuǎn),52,按用途分類(lèi)：*傳動(dòng)鏈：在機(jī)械中用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力最常用，如插齒機(jī)、各種車(chē)*輸送鏈：在輸送機(jī)械中用來(lái)輸送物料或機(jī)件，如汽車(chē)廠的懸鏈輸送*曳引鏈：在起重機(jī)械中用來(lái)提升重物,按結(jié)構(gòu)分類(lèi)：*單排鏈:single-strandchain*多排鏈:multi-strandchain,53,5.5傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu),1roller2bushing3pin4、5linkplate4rollerlink5pinlink,傳動(dòng)鏈之一：滾子鏈,54,傳動(dòng)鏈之一：高速齒型無(wú)聲鏈,55,孔板式鏈輪,齒圈式鏈輪,輪輻式鏈輪,鏈輪的材料：結(jié)構(gòu)鋼或合金鋼，一般要淬火,56,5.6鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性(Kinematics),*鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性-多邊形效應(yīng)（Choralrise）,