机械设计及其自动化课件-挠性件传动

第七章挠性件传动,合肥学院王学军,第七章 挠性件传动,带传动链传动,第七章 挠性件传动,普通V带传动,第七章 挠性件传动,链传动,第七章 挠性件传动,同步带传动,齿形链传动,第七章 挠性件传动,挠性件传动特点： 1、靠摩擦或啮合传动， 2、传递运动或动力， 3、结构简单， 4、中心距大。,7.1 带传动概述,平带传动,7.1 带传动概述,普通V带传动,7.1 带传动概述,一、摩擦型带传动的工作原理和特点 带传动的组成： 1、主动轮 2、从动轮 3、传送带工作原理:依靠带和带轮之间的摩擦力传递运动和动力,7.1 带传动概述,特点： 传动带具有挠性和弹性，可吸收振动和缓和冲击，使传动平稳、噪音小， 当过载时,传动带与带轮之间可发生相对滑动而不损伤其它零件，保护作用， 适合于主、从动轴间中心距较大的传动，由于有弹性滑动的存在，故不能保证固定的传动比， 由于需要施加张紧力，所以会产生较大的压轴力，使轴和轴承受力较大。,7.1 带传动概述,二 、传动带的类型平带 V带特殊带1 、摩擦力比较,平带：,V带:,式中: f 带与带轮之间的摩擦系数 fV带轮当量摩擦系数,7.1 带传动概述,2 、传动带的型式,普通V带,窄V带,联组V带,宽V带,7.1 带传动概述,3 、传动带的应用,7-2 V带的结构、型号和基本尺寸,一、 V带的结构,包布层顶胶层抗拉层底胶层,线绳结构,帘布结构,7-2 V带的结构、型号和基本尺寸,二 、普通V带的型号和基本尺寸 普通V带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号,7-3 带传动的理论基础,一、带传动的几何计算1 包角 小带轮上的包角为：2 带的基准长度Ld3 中心距a,7-3 带传动的理论基础,二、带传动的受力分析,不工作时，两边拉力： F0 （初拉力）,工作前后总长度不变,带为分离体，对O1点力矩平衡,工作时，紧边 ：F1 松边： F2,有效圆周力,7-3 带传动的理论基础,二、带传动的受力分析带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时欧拉公式联立上述三式，可得传动带所能传递的最大有效圆周力Fmax,分析：F0: F0 Fmaxf: f Fmax : Fmax,7-3 带传动的理论基础,三、传动带的应力分析1 由紧边和松边拉力产生的应力,紧边拉应力,松边拉应力,有效拉应力,7-3 带传动的理论基础,三、传动带的应力分析2 由离心力产生的应力,7-3 带传动的理论基础,三、传动带的应力分析3 由带弯曲产生的应力,式中：dd-带轮基准直径，mm -曲率半径， =dd/2，mm Ya-带受拉侧最外层至中性层的距离，mm，对平带 Ya =h/2，对V带 Ya ha Eb-带材料的弯曲弹性模量,7-3 带传动的理论基础,三、传动带的应力分析,7-3 带传动的理论基础,三、传动带的应力分析,如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处,7-3 带传动的理论基础,四、带传动的弹性滑动和打滑现象,带传动的弹性滑动,7-3 带传动的理论基础,四、带传动的弹性滑动和打滑现象弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动现象。弹性滑动是带传动 中不可避免的现象，是正常工作时固有特性弹性滑动会引起下列后果：（1）从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度（2）损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高；并引起传动带磨损。,7-3 带传动的理论基础,四、带传动的弹性滑动和打滑现象,滑动率：由于弹性滑动引起从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度，其相对降低率通常称为带传动滑动系数或滑动率。,通常,当有效拉力较小时，弹性滑动只发生在带由主、从动轮上离开以前的那一部分接触弧上，称之为滑动弧。,若传递的基本载荷超过最大有效圆周力,带在带轮上发生显著的相对滑动即打滑,7-3 带传动的理论基础,四、带传动的弹性滑动和打滑现象打滑造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定状态带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始的打滑是由于过载引起的，避免过载就可以避免打滑,7-3 带传动的理论基础,五、带传动的失效形式和设计准则带传动的失效形式是：打滑和疲劳破坏带传动的设计准则是：在保证带工作时不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命,-在一定条件下，由带的疲劳强度决定的许用拉应力,当,带传动将发挥最大效能,即,满足疲劳强度条件：,7-3 带传动的理论基础,五、带传动的失效形式和设计准则,在即将打滑的临界状态下，带传动的最大有效圆周力,N,kW,带既不打滑又有一定疲劳强度时所能传递的功率,kW,7-3 带传动的理论基础,五、带传动的失效形式和设计准则,7-3 带传动的理论基础,五、带传动的失效形式和设计准则,特定条件：,Kb 弯曲影响系数Ki 传动比系数,条件变化时：i 1,载荷平稳包角带长Ld为特定长度强力层为化学纤维,7-4 普通V带传动的设计计算,普通V带传动的设计主要是：选择带的型号，计算带的根数以及合理的确定有关参数等设计V带传动的一般已知条件是：传动用途和工作条件；传动的功率P；主动轮、从动轮的转速n1和n2或传动比i，对传动位置和外部尺寸要求等。,7-4 普通V带传动的设计计算,设计计算的一般步骤确定设计功率,P名义功率KA工作情况系数,7-4 普通V带传动的设计计算,设计计算的一般步骤选择带型,7-4 普通V带传动的设计计算,设计计算的一般步骤确定带轮的基准直径dd1和dd2,7-4 普通V带传动的设计计算,设计计算的一般步骤验算带的速度V,设计时应使：,带速高圆周力小，需要带少；但离心力大。一般在=525m/s内选取,以 =2025m/s最为有利,7-4 普通V带传动的设计计算,设计计算的一般步骤确定中心距a和V带长度Ld初选a0计算Ld0查Ld 计算实际中心距,7-4 普通V带传动的设计计算,设计计算的一般步骤计算小轮包角 11与i有关,为保证1不过小,传动比i不宜过大。通常i 7 ,个别情况下可达到10确定v带的根数z确定初拉力F0计算作用在轴上的力Q,7-5 V带轮,带轮通常由三部分组成：轮缘、轮毂、轮辐或腹板,7-5 V带轮,带轮的类型：实心式、腹板式、孔板式、轮辐式,7-5 V带轮,7-5 V带轮,7-5 V带轮,V带弯曲后楔角的变化,7-6 带的张紧,定期张紧装置,7-6 带的张紧,定期张紧装置,7-6 带的张紧,自动张紧装置,7-6 带的张紧,自动张紧装置,7-7 同步带简介,同步带的特点：传动比准确效率高传动平稳、噪音低使用寿命长中心距大承受冲击轴上压力小,7-7 同步带简介,同步带的应用：仪器、仪表计算机行业汽车行业纺织机械粮食机械机床石油机械,7-8 链传动概述,一、分类（按用途）：传动链:在机械中用来传递运动和动力输送链:在输送机械中用来输送物料或机件曳引链:在起重机械中用来提升重物,7-8 链传动概述,二、链传动特点：传递功率大、效率高传递中心距大，压轴力不大经济、可靠瞬时传动比不是常数有一定动载荷和冲击三、链传动应用：农业机械轻工、化工机械起重、运输机械汽车、机床采矿机械,7-9 传动链的结构,套筒链：结构简单，易磨损，v 12m/s滚子链：应用最广，v15m/s齿形链：高速平稳，成本高，v 40m/s成型链：结构简单，拆装方便,7-9 传动链的结构,单排链,双排链,三排链,齿形链,7-9 传动链的结构,7-9 传动链的结构,过渡链节,7-9 传动链的结构,滚子链轮的结构,7-9 传动链的结构,滚子链轮的结构,1、基本参数,(1)基本要求： 链条顺利啮入、退出； 加工方便、受力均匀、不易脱链；,2、链轮齿形,滚子链链轮,7-9 传动链的结构,滚子链轮的结构,(2)齿形,端面齿形：三圆弧、一直线,轴面齿形：圆弧、直线组合,7-10 链传动的运动特性,一 、链传动的运动不均匀性实际上，瞬时链速V和从动轮角速度2及瞬时传动比i都是变化的,7-10 链传动的运动特性,一 、链传动的运动不均匀性链条进入链轮后形成折线，因此链传动的运动情况和绕在正多边形轮子上的带传动很相似。链轮每转一周，链移动的距离为zp链条的平均速度v（m/s）为：v=z1pn1/60*1000=z2pn2/60*1000链传动的平均传动比：i=n1/n2=z2/z1,式中： p链节距（mm） z链轮齿数 n为两链轮的转速（r/min）,7-10 链传动的运动特性,一 、链传动的运动不均匀性设链的紧边在传动时处于水平位置。设主动轮以等角速度1转动，则其分度圆周速度为R11 。当链节进入主动轮时，其销轴总是随着链轮的转动而不断改变其位置。当位于角的瞬时，链水平运动的瞬时速度 等于销轴圆周速度的水平分量。即链速v：v=cosR11,7-10 链传动的运动特性,一 、链传动的运动不均匀性v=cosR11讨论：角的变化范围在±1/2 之间，1=360/z1当=0时，链速最大，vmax=R11；当=±1/2时，链速最小，vmin=R11cos(1/2) 。因此，即使主动链轮匀速转动时，链速v也是变化的。每转过一个链节距就周期变化一次。 同理，链条垂直运动的瞬时速度v=R11sin也作周期性变化，从而使链条上下抖动。,7-10 链传动的运动特性,一 、链传动的运动不均匀性从动链轮由于链速v常数和角的不断变化，因而它的角速度2=v/R2cos也是变化的。 链传动的瞬时传动比i为：i=1/2=R2cos/R1cos显然，瞬时传动比不能得到恒定值。因此链传动的瞬时链速和瞬时传动比都是变化的。链传动工作不稳定。,7-10 链传动的运动特性,一 、链传动的运动不均匀性保证传动比 i=常数（ 1= 2 ）的条件：Z1=Z2紧边链长=链节距的整数倍,7-10 链传动的运动特性,二、链传动动载荷（定性分析）1. 链速和从动链轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。链的加速度愈大，动载荷也将愈大。可见，链轮转速愈高、链节距愈大、链轮齿数愈少，动载荷都将增大。2. 链沿垂直方向分速度 也作周期性地变化，使链产生横向振动，这也是链传动产生动载荷的原因之一。3. 链节进入链轮的瞬时，链节与链轮轮 齿以一定的相对速度啮合，链与轮齿将受到冲击，并产生附加动载荷。据相对运动原理，把链轮看作静止的，链节就以角速度-w 进入轮齿而产生冲击。这种现象，随着链轮转速的增加和链节距的加大而加剧。使传动产生振动和噪声。4. 若链张紧不好、链条松弛，在起动、制动、反转、载荷变化等情况下，将产生惯性冲击，使链传动产生很大的动载荷。,7-10 链传动的运动特性,三、链传动多边形效应链传动由于是挠性元件绕在正多边形的链轮上的传动，从而造成的运动的不均匀性、有冲击和动载荷的特征。固有特性,7-11 滚子链传动的设计计算（简介）,滚子链的主要失效形式1、链的疲劳破坏2、链的铰链磨损3、链的铰链胶合4、套筒与滚子冲击5、链的静强度破断,7-11 滚子链传动的设计计算（简介）,二、极限功率曲线帐篷曲线实验条件下，单排链能传递的极限功率pc-n1关系；反映不同工作条件下，限制链工作能力的失效形式；,极限功率曲线,7-12 链传动的布置与张紧,链传动的布置1、两链轮回转平面应在同一铅垂平面、两轴线应平行2、两链轮中心线与水平线夹角尽量小于45°3、下列情况松边在下面 1）a30p i>2 水平 2）倾斜角大 3）a60p i<2 z125水平4、若松边垂度过大，会啮合不良应张紧,