第8章帶傳動和鏈傳動

會計學1第8章帶傳動和鏈傳動帶傳動8-1

帶傳動的特點8-2

帶傳動的分類8-3

帶傳動的受力分析8-4

帶的耐久性8-5

彈性滑動及傳動比8-6

普通V帶傳動的設計計算8-7V帶輪的結構8-8

帶傳動的使用維護機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第1頁/共41頁8-1帶傳動的特點一、帶傳動組成主動帶輪1、從動帶輪2、環(huán)形帶二、工作原理靜止時，兩邊拉力相等；傳動時，拉力大的一邊稱為主動邊（緊邊），拉力小的一邊為從動邊（松邊）靠帶與帶輪接觸弧間的摩擦力傳遞運動和動力機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動F1F2Ff12F0F0F0F0第2頁/共41頁三、帶傳動的優(yōu)缺點優(yōu)點：遠距離傳動可緩沖、減振，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)過載保護結構簡單,精度低,成本低機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動缺點：外廓尺寸大彈性滑動，傳動比不固定，效率低軸與軸承受力大壽命短需要張緊裝置不宜用于高溫,易燃場合第3頁/共41頁8-2帶傳動的分類一、按傳動形式分開口傳動：兩軸平行，同向回轉(zhuǎn)交叉?zhèn)鲃樱簝奢S平行，反向回轉(zhuǎn)半交叉?zhèn)鲃樱簝奢S交錯，不能逆轉(zhuǎn)二、按帶的截面分平帶傳動：底面是工作面，可實現(xiàn)多種形式的傳動Ｖ帶傳動：帶兩側(cè)面是工作面，當量摩擦系數(shù)大，承載力大，只用于開口傳動多楔帶傳動：具平、Ｖ帶的優(yōu)點同步帶傳動：具帶與鏈傳動的特點機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第4頁/共41頁8-3帶傳動的受力分析一、帶受力變化二、緊松邊拉力關系三、最大有效拉力機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第5頁/共41頁一、帶受力變化靜止時，兩邊拉力相等=F0→張緊力工作時:拉力增加緊邊：F0→F1

緊邊拉力拉力減少松邊：F0→F2

松邊拉力工作狀態(tài):

帶兩邊拉力不相等緊松邊判斷：繞進主動輪的一邊→緊邊機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動F1F2F0F0F0F0Ff緊邊松邊第6頁/共41頁二、緊松邊拉力關系緊邊由F0→F1拉力增加，帶增長松邊由F0→F2

拉力減少，帶縮短總長不變帶增長量＝帶縮短量F1－F0＝F0－F2;F1＋F2＝2F0

有效拉力:F1-F2

即帶所傳遞的圓周力F圓周力F：F=F1-F2=Ff打滑：外載荷引起的圓周力大于全部摩擦力，帶將沿輪面發(fā)生滑動機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動F1F2F0F0F0F0Ff緊邊松邊第7頁/共41頁三、最大有效拉力打滑：外載荷引起的圓周力大于全部摩擦力，帶將沿輪面發(fā)生滑動柔韌體的歐拉公式：a——小帶輪的包角此時，摩擦力達到最大帶所能傳遞的最大圓周力影響因素：初拉力F0↑→F↑包角α↑→F↑，α↑→帶與帶輪接觸弧越長→總摩擦力越大摩擦系數(shù)f↑→F↑機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動F0越大越好嗎？越小呢？F1F2Ff緊邊松邊第8頁/共41頁8-4帶的耐久性?帶傳動工作時,作用于帶上有哪些應力?它們的分布及大小有什么特點?最大應力發(fā)生在什么部位?為什么要限制帶速？帶的應力：拉應力、彎曲應力、離心拉應力由帶彎曲運動產(chǎn)生的離心拉應力:σc由拉力產(chǎn)生的拉應力:s1、s2：機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動由帶彎曲產(chǎn)生的彎曲應力:σb1,σb2變應力→疲勞破壞最大應力:

smax=s1+sb1+sc發(fā)生位置:

小帶輪與緊邊接觸處第9頁/共41頁8-5彈性滑動及傳動比什么是彈性滑動,什么是打滑?對傳動有什么影響？為什么會發(fā)生彈性滑動或打滑?是否可以避免?一、彈性滑動分析：帶是彈性體彈性形變λ：機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動F1F2緊邊松邊FFFF+dFF+dFF+dFF0F0+dF正確第10頁/共41頁彈性滑動定義：由于帶的兩邊彈性變形不等所引起的帶與帶輪之間的微量相對滑動產(chǎn)生的原因：帶的彈性、松邊與緊邊拉力差變形量改變，相對輪滑動彈性滑動的特點：彈性滑動不可避免Fe↑彈性滑動↑彈性滑動范圍↑

后果：帶速滯后于主動輪，超前于從動輪→v1>v帶>v2

，v1>v2

帶傳動傳動比不穩(wěn)定機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動F1F2緊邊松邊彈性滑動率：如果彈性滑動擴展到整個接觸弧?

第11頁/共41頁二、打滑定義：帶沿帶輪面發(fā)生全面滑動產(chǎn)生的原因：Fe>Ffmax

彈性滑動擴展到整個接觸弧顯著滑動(打滑)特點：打滑可以避免，而且應當避免短時打滑起到過載保護作用打滑先發(fā)生在小帶輪處

后果：打滑帶的劇烈磨損從動輪轉(zhuǎn)速劇烈降低失效機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動F1F2緊邊松邊?如何防止打滑第12頁/共41頁8-6普通V帶傳動的設計計算一、V帶的結構二、普通V帶標準三、V帶傳動設計計算機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第13頁/共41頁一、V帶的結構伸張層(頂膠)、強力層(抗拉體)、壓縮層(底膠)、包布層摩擦力分析：比較平帶與V帶機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動FnFnFVFVFn第14頁/共41頁二、普通V帶標準普通V帶：Y、Z、A、B、C、D、E七種窄V帶：SPZ、SPA、SPB、SPC四種截面尺寸見表8-1機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第15頁/共41頁三、V帶傳動設計計算1帶傳動失效形式及設計準則2單根V帶能傳遞的功率3設計步驟機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第16頁/共41頁1帶傳動失效形式及設計準則失效形式：打滑、帶的疲勞損壞設計準則：F≤Ffmax、smax=s1+sb1+sc≤[s]設計依據(jù)：保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強度或壽命具體做法：確定單根帶所能傳遞的許用功率根據(jù)帶傳動的設計功率確定帶安全工作的根數(shù)機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第17頁/共41頁2單根V帶能傳遞的功率保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強度或壽命基本額定功率可查表8-2a、表8-2b基本額定功率確定條件：i=1,特定帶長，工作平穩(wěn)實際工作中單根帶所能傳遞的許用功率：機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動不打滑不疲勞破壞長度系數(shù)包角系數(shù)時的功率增量第18頁/共41頁3設計步驟已知條件及設計內(nèi)容：機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動已知條件設計內(nèi)容傳遞的名義功率P主動輪轉(zhuǎn)速n1從動輪轉(zhuǎn)速n2或傳動比i傳動位置要求

工況條件、原動機類型等V帶的型號、長度和根數(shù)帶輪直徑和結構傳動中心距a驗算帶速v

和包角α計算初拉力和壓軸力第19頁/共41頁7、計算帶的根數(shù)z2、根據(jù)n1、Pc選擇帶的型號3、確定帶輪基準直徑dd1、dd2帶輪愈小，彎曲應力愈大，所以dd1≥dmin

dd2=i

dd1(1–ε)，圓整成標準值

具體步驟1、確定計算功率Pc＝KAP機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動工況系數(shù)，查表8-34、驗算帶速v(v＝5～25m/s)N5、確定中心距a及帶長Ld6、驗算主動輪的包角α1N

z≥7？NY8、確定初拉力F09、計算壓軸力FQ10、帶輪結構設計問題：帶傳動適合于高速級還是低速級？根據(jù)圖8-10

套基準長度，表8-1第20頁/共41頁a過小，帶短，易疲勞a過大，易引起帶的扇動確定中心距初定中心距a0

0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動初算帶長Ld0

計算實際中心距a（圓整）取基準帶長Ld(表6－5)第21頁/共41頁8-7V帶輪的結構基本結構型式——按帶輪直徑確定實心式、腹板式、橢圓輪輻式具體輪槽尺寸見表8-7機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第22頁/共41頁8-8帶傳動的使用維護為什么要張緊？Ｐ＝Fecv/100→調(diào)整F0→增大Fec但安裝制造誤差、塑性變形

F0不保證設張緊裝置常見的張緊裝置:調(diào)整中心距定期張緊自動張緊調(diào)整張緊輪機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第23頁/共41頁自動張緊調(diào)整中心距定期張緊機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第24頁/共41頁平帶傳動：張緊輪設置在處調(diào)整張緊輪Ｖ帶傳動：張緊輪設置在處機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動松邊內(nèi)側(cè)靠大輪(∵Ｖ帶只能單向彎曲，避免過多減小包角）松邊外側(cè)靠小輪(∵平帶可以雙向彎曲，應盡量增大包角)范例第25頁/共41頁鏈傳動8-9

鏈傳動的特點8-10

鏈傳動結構8-11

鏈傳動的主要參數(shù)及其選擇8-12

鏈傳動的計算8-13

鏈傳動的使用維護機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第26頁/共41頁8-9鏈傳動的特點一、構成主動鏈輪、從動鏈輪、鏈二、工作原理靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合傳遞運動和動力有中間撓性件的嚙合傳動三、特點優(yōu)點：遠距離傳動工作可靠,效率η較高平均傳動比恒定i=z2/z1壓軸力Fp小于帶傳動的結構緊湊(與帶傳動比較)缺點：運動不均勻(z小、

p大→不均勻↑)瞬時傳動比不恒定傳動平穩(wěn)性差(沖擊、振動大，噪音高→動載荷→不宜高速傳動)外廓尺寸大機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第27頁/共41頁8-10鏈傳動結構一、鏈滾子鏈齒形鏈二、鏈輪機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第28頁/共41頁一、鏈傳動鏈可分為：滾子鏈、齒形鏈1滾子鏈（套筒滾子鏈）組成:內(nèi)、外鏈板，套筒，銷軸，滾子機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動配合狀況:內(nèi)鏈板、套筒之間—過盈配合外鏈板、銷軸之間—過盈配合套筒、銷軸之間—間隙配合，使內(nèi)外鏈板能相對轉(zhuǎn)動鏈板形狀的特點→等強度內(nèi)鏈板外鏈板套筒銷軸滾子第29頁/共41頁參數(shù)節(jié)距p—相鄰兩銷軸中心之距離鏈長—鏈節(jié)數(shù)機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，剛好內(nèi)、外鏈板相連，再用開口銷或彈簧鎖住活動銷軸；為奇時，采用過渡鏈節(jié)第30頁/共41頁2齒形鏈無聲鏈結構：鏈板(帶兩個齒，交錯并列鉸接)、導板(防側(cè)向竄動)機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動由許多以鉸鏈連接的齒形鏈板鎖構成

傳動平穩(wěn)，無聲鏈；鏈板的齒形與鏈輪輪齒互相嚙合特點：優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、無噪聲，承受沖擊性能好，工作可靠適宜場合：高速傳動或運動精度要求較高，傳動比大和中心距較小缺點：結構復雜，價格較高，且制造較難第31頁/共41頁二、鏈輪1基本參數(shù)基本參數(shù)：節(jié)距p、套筒外徑d1、齒數(shù)z、排距p1分度圓直徑：被鏈輪節(jié)距等分的圓，d=p/(sin180°/z)齒頂圓直徑:

da機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動2齒形端面齒形：三圓弧一直線（零件工作圖上不畫）軸面齒形：(工作圖上要畫)工作圖應標明：鏈節(jié)距p、齒數(shù)z、分度圓直徑d以及頂圓直徑da3材料材料要求：保證輪齒具有足夠的耐磨性、強度小鏈輪材料好些低碳鋼(滲碳淬火)、中碳鋼(表面淬火)、鑄鋼、夾布膠木(平穩(wěn)、噪音小)第32頁/共41頁8-11主要參數(shù)及其選擇一、鏈條速度二、傳動比三、鏈輪齒數(shù)四、鏈節(jié)距五、中心距和鏈條長度機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動第33頁/共41頁一、鏈條速度假定：主動邊總處于水平位置鏈輪抽象成正多邊形，邊長為p鏈速：

機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動平均鏈速：相當于多邊形輪的傳動第34頁/共41頁二、傳動比平均傳動比，瞬時速度、傳動比是變化的，且z越少，轉(zhuǎn)速越不均勻機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動稱為多邊形效應v0=1r1v第35頁/共41頁三、鏈輪齒數(shù)表8-12，小鏈輪齒數(shù)選用奇數(shù)，這是因為鏈條的鏈節(jié)數(shù)一般用偶數(shù)機械設計基礎——帶傳動和鏈傳動小鏈輪齒數(shù)z1

愈多，傳動愈平穩(wěn)，動載荷減小通常取z1≥17，且傳動比i

越小，z1可越多大鏈輪齒數(shù)z2

＝i

z1

，常取z2≤120，以防止脫鏈第36頁/共41頁四、鏈節(jié)距p最主要的參數(shù)。它是相鄰鏈節(jié)中心之間的距離機械設計基