機械設(shè)計基礎(chǔ) 帶傳動和鏈傳動 課件

主講人：田艷行Beltdriveandchaindrive機械設(shè)計基礎(chǔ)模塊七帶傳動和鏈傳動帶傳動簡介普通V帶及V帶輪帶傳動的工作分析一二三普通V帶傳動的設(shè)計計算四鏈傳動簡介五帶傳動簡介一帶傳動的類型帶傳動是利用張緊在帶輪上的傳動帶與帶輪的摩擦或嚙合來傳遞運動和動力的。一、帶傳動的類型及應(yīng)用摩擦型帶傳動簡圖一、帶傳動的類型及應(yīng)用1.摩擦型帶傳動帶的傳動類型和橫截面形狀一、帶傳動的類型及應(yīng)用1.摩擦型帶傳動1)平帶傳動如圖(a)所示,平帶傳動結(jié)構(gòu)簡單,帶輪也容易制造。常用的平帶有橡膠布帶、皮革帶、編織帶(棉織、毛織、絲織)和強力錦綸帶等。平帶傳動可以用于交叉?zhèn)鲃雍徒嵌葌鲃?傳動形式多樣,傳動中心距大,在農(nóng)業(yè)機械(如脫粒機、磨粉機等)中應(yīng)用較多。帶的傳動類型和橫截面形狀一、帶傳動的類型及應(yīng)用1.摩擦型帶傳動2)V帶傳動在機械傳動中,應(yīng)用最廣的是V帶傳動,如圖(b)所示。V帶的橫截面呈梯形,兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦原理,在同樣的張緊力下,V帶比平帶傳動能力高。V帶傳動又可分為普通V帶傳動、窄V帶傳動、多楔帶傳動、大楔角V帶傳動、寬V帶傳動等。多楔帶傳動如圖(c)所示。帶的傳動類型和橫截面形狀一、帶傳動的類型及應(yīng)用1.摩擦型帶傳動3)圓帶傳動如圖(d)所示,圓帶便于快速裝拆,傳遞的功率較小,一般用于輕型機構(gòu),如縫紉機等。帶的傳動類型和橫截面形狀一、帶傳動的類型及應(yīng)用1.摩擦型帶傳動嚙合型帶傳動是指同步帶傳動,同步帶傳動是靠帶上的齒與帶輪上齒槽的嚙合作用來傳遞運動和動力的。同步帶傳動工作時帶與帶輪之間不會產(chǎn)生相對滑動,能夠獲得準確的傳動比,因此它兼有帶傳動和齒輪傳動的特性和優(yōu)點。同步帶傳動的速度最大可到80m/s,單級傳動比可達10,傳動效率可達98%~99%,傳動功率可到幾百千瓦,現(xiàn)已廣泛用于各種精密儀器、計算機、汽車、數(shù)控機床和石油機械。同步帶內(nèi)周有一定形狀的齒,如圖所示。同步帶傳動一、帶傳動的類型及應(yīng)用2.嚙合型帶傳動帶傳動的主要優(yōu)點有以下幾點。(1)適用于中心距較大的場合。(2)帶是撓性物,可以緩沖、吸振,噪聲小,傳動平穩(wěn)。(3)當過載時,帶與帶輪之間會打滑,保護其他零部件免受損壞。(4)結(jié)構(gòu)簡單,制造與維護方便,成本低。二、帶傳動的特點由于是摩擦傳動,因此帶傳動也有以下缺點。(1)外廓尺寸太大。(2)帶在帶輪上有相對滑動,傳動比不恒定。(3)傳動效率較低,壽命較短。(4)常需要張緊裝置,支承帶輪的軸和軸承受力較大。(5)不宜用于高溫、易燃等場所。

二、帶傳動的特點普通V帶及V帶輪二V帶結(jié)構(gòu)一、普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸1.普通V帶的結(jié)構(gòu)普通V帶是楔角為40°、截面為梯形的環(huán)形帶。V帶通常制成沒有接頭的環(huán)形,其截面形狀為等腰梯形。V帶結(jié)構(gòu)如圖所示,由頂膠、抗拉體、底膠和包布組成。抗拉體是承受負載拉力的主體,有簾布芯結(jié)構(gòu)和繩芯結(jié)構(gòu)兩類。前者抗拉強度較高,制造方便,應(yīng)用較廣;后者柔性好,抗彎強度高,適用于帶輪直徑較小、速度較高的場合。為了提高承載能力,近年來已廣泛使用合成纖維繩芯或鋼絲繩芯。V帶的尺寸已經(jīng)標準化,其標準有截面尺寸和V帶基準長度。一、普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸2.普通V帶的尺寸1)截面尺寸

V帶按其截面尺寸由小到大的順序排列,共有Y、Z、A、B、C、D、E七種型號,各型號的截面尺寸見下表。

一、普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸2.普通V帶的尺寸一、普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸注：超出此表范圍的可查機械設(shè)計手冊。一、普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸

V帶輪由輪緣、腹板(輪輻)和輪轂三部分組成。輪緣是帶輪的工作部分,制有梯形輪槽。輪轂是帶輪與軸的連接部分,輪緣與輪轂用輪輻(腹板)連接成一個整體。V帶輪按腹板結(jié)構(gòu)的不同分為實心帶輪、腹板帶輪、孔板帶輪、輪輻帶輪,如圖所示。直徑較小時可采用實心帶輪;中等直徑帶輪采用腹板帶輪;直徑大于350mm時可采用輪輻帶輪。V帶輪的類型二、V帶輪1.V帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸

二、V帶輪1.V帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸二、V帶輪二、V帶輪對帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻,工藝性好,與帶接觸的工作表面要仔細加工,以減少帶的磨損;轉(zhuǎn)速高時要進行動平衡;鑄造和焊接的帶輪內(nèi)應(yīng)力要小。帶輪的常用材料為灰鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等,其中灰鑄鐵應(yīng)用最廣,常用的牌號為HT150或HT200。當帶輪圓周速度較大時,可用球墨鑄鐵或鑄鋼;小功率傳動時,可用鑄鋁或工程塑料。二、V帶輪2.V帶輪的材料1)定期張緊在水平布置或與水平面傾斜不大的帶傳動中,可用如圖(a)所示的張緊裝置。通過調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)整電動機的位置,加大中心距,以達到張緊的目的。其調(diào)節(jié)方法是將裝有帶輪的電動機安裝在滑軌上,在調(diào)整帶的初拉力時,用調(diào)節(jié)螺釘將電動機推移到所需要的位置。在垂直或接近垂直的傳動中,可以采用如圖(b)所示的擺架式結(jié)構(gòu)。電動機固定在擺動架上,通過旋動調(diào)節(jié)螺釘上的螺母來調(diào)節(jié)。張緊裝置三、帶傳動的張緊與維護1.調(diào)節(jié)中心距2)自動張緊這種方法常用于小功率以及近似垂直布置的帶傳動。圖(c)所示為自動張緊裝置,將裝有帶輪的電動機安裝在擺動架上,利用電動機及擺動架的重量使帶輪隨同電動機繞固定軸擺動,自動調(diào)整中心距達到張緊的目的。張緊裝置三、帶傳動的張緊與維護1.調(diào)節(jié)中心距張緊裝置當帶傳動的中心距不能調(diào)節(jié)時,可以采用張緊輪對傳動帶進行張緊。三、帶傳動的張緊與維護2.采用張緊輪1)定期張緊這種方法用于中心距固定的帶傳動,如圖(d)所示,張緊輪一般安裝在傳動帶松邊靠近大輪的內(nèi)側(cè),使傳動帶只受單向彎曲。2)自動張緊這種方法用于中心距較小而傳動比較大的平帶傳動中,但傳動帶的壽命較短。如圖(e)所示,張緊輪安裝在傳動帶松邊的外側(cè),它使帶承受反向彎曲,會降低帶的使用壽命。三、帶傳動的張緊與維護2.采用張緊輪張緊裝置(1)帶傳動裝置外面應(yīng)加防護罩,以保證安全,防止帶與酸、堿或油接觸而被腐蝕,也不宜曝曬。(2)應(yīng)定期檢查V帶,若發(fā)現(xiàn)一根松弛或損壞則應(yīng)全部更換。(3)切忌在有易燃、易爆氣體的環(huán)境中使用帶傳動,以免發(fā)生危險。(4)帶傳動不需要潤滑,禁止往帶上加潤滑油或潤滑脂,應(yīng)及時清理帶輪槽內(nèi)及傳動帶上的油污。(5)帶傳動的工作溫度不應(yīng)超過60℃。(6)如果傳動裝置要閑置一段時間后再用,應(yīng)將傳動帶放松。(7)存放V帶時,應(yīng)懸掛在架子上或平放在貨架上,以免受壓變形三、帶傳動的張緊與維護3.帶傳動的維護帶傳動的工作分析三帶傳動的受力分析

一、帶傳動的受力分析

帶傳動的受力分析一、帶傳動的受力分析

一、帶傳動的受力分析帶傳動的受力分析

一、帶傳動的受力分析

一、帶傳動的受力分析

二、帶傳動的應(yīng)力分析1.由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的應(yīng)力

二、帶傳動的應(yīng)力分析2.離心應(yīng)力

帶的彎曲應(yīng)力二、帶傳動的應(yīng)力分析3.由帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力顯然,帶的彎曲應(yīng)力因帶輪的直徑不同而不同,帶輪的直徑越小,帶的彎曲應(yīng)力越大,故傳動帶在小帶輪上的彎曲應(yīng)力大于在大帶輪上的彎曲應(yīng)力。為了避免帶的彎曲應(yīng)力過大,各種型號的普通V帶都規(guī)定了最小帶輪基準直徑,見下表。二、帶傳動的應(yīng)力分析3.由帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力

帶的應(yīng)力分布二、帶傳動的應(yīng)力分析3.由帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力帶傳動在工作時,由于帶是彈性體,受到拉力后會產(chǎn)生彈性變形。因為緊邊與松邊的拉力不同,所以帶的變形量也會不同。如圖所示,帶由緊邊繞過主動輪進入松邊時,帶的拉力減小,其彈性伸長量也減小。帶在繞過主動輪的過程中,相對于輪面向后收縮,帶與主動輪輪面間出現(xiàn)局部相對滑動,導(dǎo)致帶的速度逐步小于主動輪的圓周速度。當帶由松邊繞過從動輪進入緊邊時,拉力增加,帶逐漸被拉長,沿輪面產(chǎn)生向前的彈性滑動,使帶的速度逐漸大于從動輪的圓周速度。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的相對滑動,稱為彈性滑動。彈性滑動二、帶傳動的應(yīng)力分析3.由帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力

二、帶傳動的應(yīng)力分析3.由帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力

二、帶傳動的應(yīng)力分析3.由帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力普通V帶傳動的設(shè)計計算四帶傳動的主要失效形式是打滑和帶的疲勞斷裂。因此,帶傳動的設(shè)計準則為:在保證不打滑的條件下,帶有一定的疲勞強度。一、設(shè)計準則和單根V帶的功率1.設(shè)計準則

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率2.單根V帶的功率一、設(shè)計準則和單根V帶的功率

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率一、設(shè)計準則和單根V帶的功率一、設(shè)計準則和單根V帶的功率一、設(shè)計準則和單根V帶的功率一、設(shè)計準則和單根V帶的功率一、設(shè)計準則和單根V帶的功率一、設(shè)計準則和單根V帶的功率

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率一、設(shè)計準則和單根V帶的功率在設(shè)計V帶傳動時,一般來說,原始數(shù)據(jù)和已知條件有原動機的類型、帶傳動的用途和工作條件、所需傳遞的功率、小帶輪和大帶輪的轉(zhuǎn)速或傳動比、對傳動的位置以及外廓尺寸的要求等。V帶傳動設(shè)計計算的內(nèi)容包括傳動帶設(shè)計計算和帶輪設(shè)計計算兩部分。傳動帶設(shè)計計算的主要內(nèi)容是選擇傳動帶的型號,確定傳動帶的基準長度和根數(shù),計算傳動的中心距和壓軸力等。一、設(shè)計準則和單根V帶的功率

二、設(shè)計計算的一般步驟和方法1.確定設(shè)計功率PC二、設(shè)計計算的一般步驟和方法1.確定設(shè)計功率PC

普通V帶選型圖二、設(shè)計計算的一般步驟和方法2.選擇帶型

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率3.確定帶輪的基準直徑并驗算帶速

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率3.確定帶輪的基準直徑并驗算帶速

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率3.確定帶輪的基準直徑并驗算帶速

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率4.確定中心距和帶長

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率4.確定中心距和帶長

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率5.驗算小帶輪上的包角

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率6.確定V帶根數(shù)

作用在軸上的壓軸力一、設(shè)計準則和單根V帶的功率7.計算初拉力和壓軸力

一、設(shè)計準則和單根V帶的功率7.計算初拉力和壓軸力作用在軸上的壓軸力確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸包括以下內(nèi)容:確定結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)尺寸、輪槽尺寸、材料,畫出帶輪工程圖樣。一、設(shè)計準則和單根V帶的功率8.確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸正確的安裝、使用和加強維護,是保證帶傳動正常工作、延長傳動帶使用壽命的有效途徑。平行安裝三、帶傳動的安裝與維護1.帶傳動安裝要求(1)兩帶輪軸線應(yīng)相互平行,兩帶輪相對應(yīng)的輪槽應(yīng)對齊,其誤差不得超過20',如圖所示。(2)安裝V帶時,應(yīng)先縮小中心距,將V帶套入槽中后,再調(diào)整增大中心距并予以張緊,不應(yīng)將V帶硬往帶輪上撬,以免損壞V帶的工作表面和降低V帶的彈性。(3)V帶在輪槽中應(yīng)有正確的位置,帶的頂面應(yīng)與輪外緣平齊,底面與輪槽底面間應(yīng)有一定間隙,以保證帶兩側(cè)工作面與輪槽全部貼合。(4)用多根V帶傳動時,為避免載荷分布不均,V帶的配組代號應(yīng)相同,不同廠家生產(chǎn)的V帶、新舊V帶不能同組使用。2.帶傳動維護要求(1)為了便于V帶的裝卸,帶輪應(yīng)布置在軸的外伸端;要加防護罩,以免發(fā)生意外事故;要保護工作環(huán)境,防止酸、堿、油等污損傳動帶,防止日光曝曬。(2)切忌在有易燃、易爆氣體的環(huán)境中(如煤礦井下)使用帶傳動,以免發(fā)生危險。(3)定期檢查,如有一根帶松弛或損壞,應(yīng)及時并全部更換新帶。平行安裝三、帶傳動的安裝與維護鏈傳動簡介五鏈傳動是由裝在平行軸上的主、從動鏈輪和繞在鏈輪上的環(huán)形鏈條組成的,如圖所示,以鏈作為中間撓性件,靠鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動一、鏈傳動的組成與工作原理按用途的不同,鏈可分為傳動鏈、起重鏈和牽引鏈。起重鏈和牽引鏈主要用于起重機械和運輸機械,傳動鏈主要用于一般機械,其中傳動鏈最常用。傳動鏈的種類很多,主要有滾子鏈和齒形鏈兩種,如右圖所示。齒形鏈滾子鏈二、鏈傳動的類型與應(yīng)用鏈傳動是具有中間撓性件的嚙合傳動,與帶傳動相比較,其主要特點有以下幾點。(1)鏈傳動能獲得準確的平均傳動比,但瞬時傳動比不恒定。在工況相同時,鏈傳動結(jié)構(gòu)更為緊湊,傳動效率較高。(2)鏈傳動所需張緊力小,故鏈條對軸的壓力較小。(3)鏈傳動可在高溫、油污、潮濕等惡劣環(huán)境中工作。(4)鏈傳動中心距較大而結(jié)構(gòu)簡單,對制造與安裝精度要求較低。(5)鏈傳動平穩(wěn)性差,有噪聲,磨損后易發(fā)生跳齒和脫鏈,急速反向轉(zhuǎn)動的性能差。鏈傳動主要用于平均傳動比要求準確,且兩軸相距較遠,工作條件惡劣,不宜采用帶傳動和齒輪傳動的場合。鏈傳動廣泛用于礦山機械、冶金機械、起重運輸機械及機床、汽車、摩托車、自行車等機械傳動中。通常鏈傳動的傳遞功率P≤100kW,傳動比i≤8,鏈速v≤15m/s,傳動效率為95%~98%。二、鏈傳動的類型與應(yīng)用鏈傳動的失效形式主要有以下幾種。三、鏈傳動的失效形式(1)鏈板疲勞破壞。鏈在松邊拉力和緊邊拉力的反復(fù)作用下,經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù),鏈板會發(fā)生疲勞破壞。正常潤滑條件下,鏈板疲勞強度是限制鏈傳動承載能力的主要因素。(2)滾子、套筒的沖擊疲勞破壞。鏈傳動的嚙入沖擊首先由滾子和套筒承受,在反