第6章带传动和链传动2概要.ppt

第6章 带传动和链传动,§6-1 带传动的类型和应用,§6-2 带传动的受力分析,§6-3 带的应力分析,§6-4 带传动的弹性滑动和传动比,§6-5 普通V带传动的计算,§6-6 V带轮的结构,§6-7 链传动的特点和应用,§6-8 链条和链轮,§6-10 链传动的主要及其选择,§6-9 链传动的运动分析和受力分析,§6-1 带传动的类型和应用,带传动的组成：,主动轮1、从动轮2、环形带3工作原理：,安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力主动轮转动时，依靠摩擦力托动从动轮一起同向回转类型,平皮带,V 型带,多楔带,,,,,摩擦型,啮合型,圆形带,----摩擦牵引力大,----摩擦牵引力大,----牵引力小，用于仪器,应用：两轴平行、且同向转动的场合称为开口传动带传动的类型,抗拉体,带传动的优点：,1. 适用于中心距较大的传动；,2. 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；,3. 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏；,4. 结构简单、成本低廉带传动的缺点：,1. 传动的外廓尺寸较大；,2. 需要张紧装置；,3. 由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；,4. 带的寿命较短；,5. 传动效率较低。

应用：两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传动），中小功率电机与工作机之间的动力传递V带传动应用最广，带速： v=5~25 m/s 传动比：i=7 效率： η≈ 0.9~0.95,§6-2 带传动的受力分析,静止时，带两边的初拉力相等：,传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：,F1 = F2 = F0,F1 ≠ F2,F1↑ ，紧边,F2 ↓松边,紧边,松边,设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：,F1 – F0 = F0 – F2,,F0 = (F1 + F2 )/2,当圆周力F∑Ff时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，导致传动失效称 F1 - F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力：,F = F1 - F2,且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：,取一小段弧进行分析：,正压力：dFN,两端的拉力：F 和F+dF,力平衡条件：,摩擦力： f dFN,由力平衡条件：,,积分得：,,紧边和松边的拉力之比为：,→绕性体摩擦的基本公式,联立求解：,→ F ↑,,∵ α1 α2,用α1 → α,,分析：,平带的极限摩擦力为: FN f = FQ f,,FN=FQ,FN=FQ/sin(φ/2),则V带的极限摩擦力为 ：,f ’-----当量摩擦系数, f ’ f,,,,在相同条件下 ，V带能传递较大的功率。

或在传递功率相同时，V带传动的结构更为紧凑用 f ’ 代替 f 后，得以下计算公式：,,,,§6-3 带的应力分析,1.紧边和松边拉力产生的拉应力,紧边拉应力：,松边拉应力：,A为带的横截面积,2.离心力产生的拉应力,带在微弧段上产生的离心力：,离心力 FNc在微弧段两端会产生拉力 Fc由力平衡条件得：,离心力只发生在带作圆周运动的部分，但由此引起的拉力确作用在带的全长离心拉应力：,3.弯曲应力,设y为带的中心层到最外层的垂直距离；,E为带的弹性模量；d为带轮直径4. 应力分布及最大应力,弯曲应力为:,最大应力σmax出现在紧边与小轮的接触处离心应力,拉应力,弯曲应力,,由力平衡条件得静止时轴上的压力为：,5. 作用在轴上的力,§6-4 带传动的弹性滑动和传动比,设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为：,这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动紧边：,松边：,∵ F1 F2,∴ ε1 ε2,带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使带速落后于轮速带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带速超前于轮速总有：v2 v1,,,,,得从动轮的转速：,带传动的传动比：,V带传动的滑动率ε=0.01~0.02，一般可忽略不计。

定义：,为滑动率§6-5 普通V带传动的计算,V带可分为：普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、汽车V带等类型其中普通 V带应用最广一、V带的规格,组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布节线：弯曲时保持原长不变的一条周线节面：全部节线构成的面φ =40˚，h/bd =0.7的V带称为普通V带已经标准化，有七种型号在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径dV带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度Ld 标准长度系列详见下页表6-2,,,,,,,带传动的几何关系,中心距a,包角α:,因θ较小,,,代入得:,带长:,,,,带长:,已知带长时，由上式可得中心距 :,二、单根普通V带的许用功率,传递的功率为：,单根带所能传递的有效拉力为：,为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：,σmax =σ1 +σb + σc ≤[σ],σ1 =[σ] -σb - σc,代入得：,在 α=π，Ld为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下计算所得 P0 称为单根带的基本额定功率详见下页表6-3 实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正修正结果称为许用功率[P0],Kα —包角系数。

KL —长度系数；,∆[P0]--功率增量；,三、普通V带的型号和根数的确定,计算功率：,KA ---工作情况系数,型号的确定: 根据Pc和小带轮的转速n1，由选型图确定根数的确定:,,点击按钮：,,-点击按钮,,-点击按钮,,-点击按钮,,,,,,,,,,,-点击按钮,带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低应取：d1dmin,四、主要参数的选择,1.带轮直径与带速,20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 425 475 500 530 560 630 670 710 750 800 900 1000,大带轮的直径d2：,d1 、d2：必须符合带轮的基准直径系列：,带速：,一般应使v在5~25m/s的范围内2.中心距、带长和包角,推荐范围：0.7(d1+d2) a0 2(d1+d2),初定V带基准长度：,根据L0由表13-2选取接近的基准长度Ld，然后计算中心距：,中心距变动范围为：,(a-0.015Ld)~ (a +0.015Ld),小轮包角：,一般应使α1≥120˚ ,否则可加大中心距或增加张紧轮。

3.初拉力,计算公式：,其中：Pc为计算功率；,设计带传动的原始数据是：传动用途、载荷性质、传递功率、带轮转速以及对传动的外廓尺寸的要求等设计带传动的主要任务是：选择合理的传动参数、确 定V带型号、长度和根数；确定带轮材料、结构和尺寸z为V带根数；,v为带速；,q为V带每米长的质量；,ka为包角修正系数带传动设计的步骤:,1.求计算功率；,2.选择普通V带型号；,3.求带轮的基准直径d1 、d2 ；,4.验算带速 ；,5.求V带的基准长度Ld和中心距a；,6.验算小带轮的包角；,7.求V带根数z；,8.求作用在带轮轴上的压力FQ；,9.带轮的结构设计三、V带传动的参数选择及设计步骤： 1.V带型号的选取 由设计功率 和小转速n1，查图6-9 KA —工作情况系数（表6-6）,2、带轮基准直径和带速  选取标准值  v--5～25m/s 过大：离心大，应力循环加快，寿命降低； 过小：P（输入功率）一定时，F增大，根数z增大 3. 中心距a和带长 中心距初选 带长Ld（根据带传动的几何关系计算） 实际中心距的确定,,4.小轮包角 5. V带根数Z  计算值过大，应改选型号，增大P’ 6.初拉力的确定 经验公式 7、带传动对轴的压力,例6-2 试设计一螺旋运输机的V带传动；已知电动机额定功率P=10kW，转速n1=960 r/min，要求从动轮转速n2=480 r/min，两班制，要求结构较为紧凑。

解：⑴ 计算功率Pc 因载荷变动较小、两班制工作和负荷起动，查表取 KA=1.2 故 Pc=KAP=1.2 ×10kW=12kW ⑵ 选择带型 根据Pc和n1，由图知其计算点在B、C型界线附近，现同时选取B、C两种型号的V带分别试算⑶ 参数选择和设计计算 参照表考虑到B型带取dd1=125mm、140mm时，带的传动能力较差，C型带取dd1=250mm、280mm时又造成过大的传动尺寸，不满足结构紧凑的要求，故决定对B型带取dd1=160mm、180mm，对C型带取dd1=200mm、224mm共四种情况分别计算 为满足结构紧凑的要求，对上列四种情况分别按下式初选中心距 : 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 计算结果见下表,讨论： 由计算结果可知，本例选B型或C型带均能满足使用要求，若考虑使结构紧凑，则可选用B型带；但如果带传动的轴向尺寸要求较小，则可选用C型带由此可知，带传动设计时，有时要选择两种乃至三种带型并取不同的小带轮直径dd进行计算，以从中选取较满意的结果§6-6 V带轮的结构,带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。

带轮的结构,实心式----直径小；,,实心式,腹板式----中等直径；,dh = (1.8～2)ds d0=( dh +dr) /2 dr = de -2(H+σ) H σ见图13 - 8 s= (0.2 ～0.3) B s1≥1.5s s2≥0.5s,腹板式一,§6-6 V带轮的结构,带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材带轮的结构,实心式----直径小；,,腹板式----中等直径；,dh = (1.8～2)ds d0=( dh +dr) /2 dr = de -2(H+σ) H σ见图13 - 8 s= (0.2 ～0.3) B s2≥0.5s,§6-6 V带轮的结构,带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材带轮的结构,实心式----直径小；,,腹板式二,轮辐式----d350 mm；,腹板式----中等直径；,§6-6 V带轮的结构,带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材带轮的结构,实心式----直径小；,,调整螺钉,调整螺钉,滑道式张紧装置,摆架式张紧装置,带传动的张紧方法：,1.调整中心距,张紧轮,带传动的张紧方法：,1.调整中心距,2.采用张紧轮,3.自动张紧,自动张紧装置,§6-7 链传动的特点和应用,组成：链轮、环形链条,作用：链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同 向传动。

特点： 1. 链轮传动没有弹性滑动和打滑， 能保持准确的平均传动比；,2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承 的摩擦损失 ；,3.结构紧凑；,4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；,5.制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单；,缺点： 瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性 较差，有一定的冲击和噪声应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机 床及摩托车中工作范围：传动比： i ≤8;,中心距： a ≤5~6 m;,传递功率： P ≤100 KW;,圆周速度： v ≤15 m/s;,传动效率： η ≈0.95~0.98,§6-8 链条和链轮,一、 链条,类型,滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板齿形链,滚子链,,,,链条材料： 碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性套筒滚子。