[測裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計][課件][第06章][摩擦輪傳動和帶傳動]

1、chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件1第六章 摩擦輪傳動和帶傳動6.1 概述 6.2 摩擦輪傳動6.3 摩擦無級變速器6.4 帶傳動6.5 同步帶傳動6.6 其它帶傳動簡介chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件26.1 6.1 概述概述 基本傳動原理基本傳動原理 摩擦輪傳動摩擦輪傳動和大部分的和大部分的帶傳動帶傳動是是借助摩擦力借助摩擦力來實現(xiàn)運動和轉(zhuǎn)距的傳遞。來實現(xiàn)運動和轉(zhuǎn)距的傳遞。 特點及其應(yīng)用特點及其應(yīng)用 優(yōu)點優(yōu)點： 不僅可實現(xiàn)定傳動比傳動還可實現(xiàn)不僅可實現(xiàn)定傳動比傳動還可實現(xiàn)變傳動比傳動變傳動比傳動。常制作各種。常制作各種無無極變速器極變速器，能簡單方便地實現(xiàn)穿的比地調(diào)節(jié)；，能簡單方便地實現(xiàn)穿的比地調(diào)節(jié)；

2、結(jié)構(gòu)簡單，易于制造；結(jié)構(gòu)簡單，易于制造； 傳動平穩(wěn)，工作時噪聲??；傳動平穩(wěn)，工作時噪聲??； 有有過載保護過載保護功能。功能。 缺點缺點： 傳動比難以保持恒定，故傳動精度低；傳動比難以保持恒定，故傳動精度低； 不適合大轉(zhuǎn)矩傳動；不適合大轉(zhuǎn)矩傳動； 傳動件磨損較快，壽命低；傳動件磨損較快，壽命低； 傳動效率較低。傳動效率較低。返回本章首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件36.2 6.2 摩擦輪傳動摩擦輪傳動 機構(gòu)構(gòu)成機構(gòu)構(gòu)成 傳動原理傳動原理 主動輪順時針轉(zhuǎn)動時，由法向力主動輪順時針轉(zhuǎn)動時，由法向力fn在在接觸處產(chǎn)生阻止主動輪轉(zhuǎn)動的摩擦輪接觸處產(chǎn)生阻止主動輪轉(zhuǎn)動的摩擦輪ft；相應(yīng)地從動輪上受到；相應(yīng)地從

3、動輪上受到ft地反作地反作用力用力ft；當(dāng)；當(dāng)ft足夠大時，從動輪開始足夠大時，從動輪開始旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。 傳動比傳動比 傳動比概念傳動比概念 彈性滑動彈性滑動 打滑打滑 實際傳動比實際傳動比 法向力計算法向力計算 摩擦輪材料摩擦輪材料fnfnftftn1返回本章首頁從動輪從動輪，帶滑塊。主動輪主動輪機架返回第一節(jié)chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件4主動輪從動輪【注注】1、圖中、圖中n1和和n2分別為主動輪和分別為主動輪和從動輪的轉(zhuǎn)速；從動輪的轉(zhuǎn)速；t1為主動輪的為主動輪的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩，t2為從動輪的阻力矩。為從動輪的阻力矩。2、灰色部分為壓縮區(qū)。、灰色部分為壓縮區(qū)。aba2a1b1b2 彈性滑動彈性滑動摩

4、擦輪接觸處的表面彈性變形從摩擦輪接觸處的表面彈性變形從入口處開始，到出口處結(jié)束，這入口處開始，到出口處結(jié)束，這是個是個漸變漸變的過程。的過程。兩輪接觸兩輪接觸由于材料的彈性變形而由于材料的彈性變形而產(chǎn)生的滑動產(chǎn)生的滑動稱為彈性滑動。稱為彈性滑動。 打滑打滑若接觸區(qū)能產(chǎn)生的最大摩擦力任若接觸區(qū)能產(chǎn)生的最大摩擦力任不能克服阻力矩不能克服阻力矩t2，此時此時主動輪主動輪將無法帶動從動輪轉(zhuǎn)動將無法帶動從動輪轉(zhuǎn)動，此時主，此時主動輪將在從動輪表面上產(chǎn)生動輪將在從動輪表面上產(chǎn)生全面全面滑動滑動，此即打滑。，此即打滑。打滑會引起摩擦力表面嚴(yán)重磨損，打滑會引起摩擦力表面嚴(yán)重磨損，降低傳動壽命，應(yīng)降低傳動壽命，

5、應(yīng)盡量避免盡量避免。彈性滑動可以減輕，不能避免；彈性滑動可以減輕，不能避免；而打滑可以避免。而打滑可以避免。返回本節(jié)首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件5 實際傳動比實際傳動比 其中，其中，稱為速度損失率，或滑動率稱為速度損失率，或滑動率。是指由彈性滑動的存。是指由彈性滑動的存在造成的從動輪圓周速度小于主動輪圓周速度而出現(xiàn)的速度在造成的從動輪圓周速度小于主動輪圓周速度而出現(xiàn)的速度損失。損失。 不同材料的滑動率不盡相同，如：鋼鋼不同材料的滑動率不盡相同，如：鋼鋼為為0.2%，鑄鐵，鑄鐵鑄鐵鑄鐵為為0.2%，橡膠鋼，橡膠鋼為為3%，夾布膠木鋼，夾布膠木鋼為為1%。 圓周摩擦輪的法向力計算圓周摩擦輪的法向

6、力計算 為了正常傳動，兩輪之間的法向力為了正常傳動，兩輪之間的法向力fn必須足夠大，以產(chǎn)生必須足夠大，以產(chǎn)生足夠大的摩擦力克服從動輪的阻力矩足夠大的摩擦力克服從動輪的阻力矩t2。克服從動輪阻力矩?？朔膭虞喿枇厮璧淖钚A周力所需的最小圓周力ft稱為傳遞的名義載荷。則法向力可計算稱為傳遞的名義載荷。則法向力可計算如下：如下：2221)1 (ddnni返回本節(jié)首頁%100121vvvchl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件6 其中其中p為傳遞的功率；為傳遞的功率；d1為主動輪直徑；為主動輪直徑；n1主動輪轉(zhuǎn)速；主動輪轉(zhuǎn)速；f 為摩擦系數(shù)；為摩擦系數(shù)；k為載荷系數(shù)，一般取為載荷系數(shù)，一般取1.21.5。 摩擦

7、輪材料摩擦輪材料 要求：要求： 彈性模量彈性模量大：減小彈性滑動大：減小彈性滑動 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)大：便于以較小的法向力實現(xiàn)正常工作大：便于以較小的法向力實現(xiàn)正常工作 表面接觸強度表面接觸強度大，大，耐磨耐磨：獲得較長的使用壽命：獲得較長的使用壽命 常見材料常見材料 淬火鋼淬火鋼淬火鋼淬火鋼 淬火鋼表面硬化鑄鐵淬火鋼表面硬化鑄鐵 鑄鐵鑄鐵鑄鐵鑄鐵 鋼或鑄鐵工程塑料鋼或鑄鐵工程塑料11611101 .1910006010001000nfdkpndpfkvpfkfkfftn返回本節(jié)首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件76.3 6.3 摩擦無級變速器摩擦無級變速器 構(gòu)成及工作原理構(gòu)成及工作原理 構(gòu)成構(gòu)成

8、傳動傳動機構(gòu)機構(gòu) 加壓加壓裝置裝置 調(diào)速調(diào)速機構(gòu)機構(gòu) 工作原理工作原理 變速范圍變速范圍 最小速比最小速比i12min 最大速比最大速比i12max 變速范圍變速范圍rb 分類及其應(yīng)用分類及其應(yīng)用 參加教材參加教材p113圖圖76。返回本章首頁1min2max21min12ddnnimin2max2min2max2min12max12ddnniirb1max2min21max12ddnnichl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件8傳動傳動機構(gòu)：滾輪機構(gòu)：滾輪1和圓盤和圓盤2加壓加壓裝置：彈簧裝置：彈簧3調(diào)速調(diào)速機構(gòu)：絲杠機構(gòu)：絲杠4和螺母和螺母5需調(diào)速時，轉(zhuǎn)動絲杠需調(diào)速時，轉(zhuǎn)動絲杠4，通過螺母，通過螺母5和

9、夾套和夾套6帶動滾輪帶動滾輪1沿著軸沿著軸7移動，移動，改變改變滾輪與圓盤之間的接觸位置滾輪與圓盤之間的接觸位置，從而實現(xiàn)，從而實現(xiàn)可連續(xù)變化的不同的速比可連續(xù)變化的不同的速比，即無級，即無級調(diào)速。調(diào)速。返回本節(jié)首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件96.4 6.4 帶傳動帶傳動 工作原理工作原理 構(gòu)成構(gòu)成：由：由主動輪主動輪、從動輪從動輪和張緊在兩輪上的和張緊在兩輪上的環(huán)形帶環(huán)形帶組成。組成。 原理原理：由于張緊，帶在靜止時受到：由于張緊，帶在靜止時受到初拉力初拉力f0，故帶與帶，故帶與帶輪接觸處產(chǎn)生壓力，當(dāng)主動輪回轉(zhuǎn)時，接觸處出現(xiàn)輪接觸處產(chǎn)生壓力，當(dāng)主動輪回轉(zhuǎn)時，接觸處出現(xiàn)摩擦力摩擦力，從而傳遞運

10、動和轉(zhuǎn)矩。從而傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。 帶傳動類型帶傳動類型 帶傳動的張緊帶傳動的張緊 v帶和帶輪帶和帶輪 帶傳動的幾何關(guān)系帶傳動的幾何關(guān)系 帶傳動的受力分析帶傳動的受力分析 彈性滑動、打滑和滑動率彈性滑動、打滑和滑動率 普通普通v帶的設(shè)計計算帶的設(shè)計計算返回本章首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件10 帶傳動類型帶傳動類型 平帶傳動平帶傳動：工作面工作面是與輪面接觸的內(nèi)表面是與輪面接觸的內(nèi)表面 v帶傳動帶傳動：工作面工作面是與輪槽接觸的兩側(cè)面，由于是與輪槽接觸的兩側(cè)面，由于楔行效應(yīng)楔行效應(yīng)，同樣的初拉力下，能產(chǎn)生較平帶更大的拉曳力。同樣的初拉力下，能產(chǎn)生較平帶更大的拉曳力。 圓帶傳動圓帶傳動：工作面工作面

11、很小，牽引能力也最小，常用于低速很小，牽引能力也最小，常用于低速小功率傳動中。小功率傳動中。 多楔帶傳動多楔帶傳動：工作面工作面是各個楔側(cè)面，同時又向平帶一樣是各個楔側(cè)面，同時又向平帶一樣有較好的彎曲應(yīng)力，故常用于傳動功率大而又要求結(jié)構(gòu)緊有較好的彎曲應(yīng)力，故常用于傳動功率大而又要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合。湊的場合。 帶傳動的張緊帶傳動的張緊 常用的張緊方法是常用的張緊方法是調(diào)節(jié)中心距調(diào)節(jié)中心距。 常見張緊裝置（教材常見張緊裝置（教材p115圖圖79）返回本節(jié)首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件11 帶傳動原理及類型帶傳動原理及類型返回本節(jié)首頁返回第一節(jié)返回類型f0f0f0f0132d1d2o1o2chl測控

12、裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件12 v帶和帶輪帶和帶輪 v帶帶 構(gòu)成構(gòu)成：由：由強力層強力層1、填充物填充物2和和外包層外包層3構(gòu)成。構(gòu)成。 幾何尺寸幾何尺寸：參見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。：參見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。普通普通v帶的帶的楔角楔角為為40，相對高度相對高度（h / bp）為為0.7，按照，按照橫截面幾何尺寸的不同分為七種型號。橫截面幾何尺寸的不同分為七種型號。普通普通v帶采用帶采用基準(zhǔn)寬度制基準(zhǔn)寬度制。 帶輪帶輪 帶輪有三種帶輪有三種典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)：實心式實心式、輻板式輻板式和和孔板式孔板式。 帶輪的帶輪的幾何尺寸幾何尺寸亦可根據(jù)配合亦可根據(jù)配合v帶類型，參見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)帶類型，參見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加以選用。加以選用。返回本節(jié)首頁

13、chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件13 帶傳動的幾何關(guān)系帶傳動的幾何關(guān)系 帶傳動的主要幾何參數(shù)帶傳動的主要幾何參數(shù) 帶輪直徑帶輪直徑d1和和d2； 中心距中心距a； 帶長帶長l； 包角包角。 近似幾何關(guān)系近似幾何關(guān)系：參見以下公式。參見以下公式。 對對v帶傳動，帶輪直徑為帶傳動，帶輪直徑為基準(zhǔn)直徑基準(zhǔn)直徑，帶長也為，帶長也為基準(zhǔn)帶長基準(zhǔn)帶長。3 .57180121addaddddal4)(22212218)(8)(2)(221221212ddddlddla21d1d2o1o2返回本節(jié)首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件14 帶傳動的受力分析帶傳動的受力分析 靜止時靜止時帶兩邊的拉力即為帶兩邊的拉力即為初拉力

14、初拉力f0； 傳動時傳動時主動輪主動輪：繞進端繞進端f0增大至增大至f1，稱之為，稱之為緊緊邊拉力邊拉力；繞出端；繞出端f0減小至減小至f2，稱之為稱之為松邊拉力松邊拉力；從動輪從動輪：繞進端繞進端f0減小至減小至f2；繞出端；繞出端f0增大至增大至f1 有效圓周力有效圓周力ftft=f1f2 有效圓周力有效圓周力ft（n）與帶速）與帶速v（m/s）和傳遞功率）和傳遞功率p（kw）之）之間的關(guān)系間的關(guān)系21o1o212有效圓周力有效圓周力ft與初拉力與初拉力f0的關(guān)系的關(guān)系1000vfpt1) 1(20vvffteeff式中，fv為當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù)，為包角包角（rad），通常取小帶輪的

15、包角。fv計算如下：)2/sin(/ffv返回本節(jié)首頁f0f0f0f0f2f2f1f1chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件15 彈性滑動、打滑和滑動率彈性滑動、打滑和滑動率 彈性滑動彈性滑動 打滑打滑當(dāng)當(dāng)彈性滑動區(qū)增大至遍及全彈性滑動區(qū)增大至遍及全部接觸區(qū)時部接觸區(qū)時，此時若外負(fù)荷，此時若外負(fù)荷繼續(xù)增大，則帶與帶輪之間繼續(xù)增大，則帶與帶輪之間出現(xiàn)出現(xiàn)全面滑動全面滑動，將不能實現(xiàn)，將不能實現(xiàn)正確運動和力矩傳動，此即正確運動和力矩傳動，此即打滑。打滑。 滑動率滑動率由于帶的彈性滑動引起的由于帶的彈性滑動引起的從從動輪速度的降低率動輪速度的降低率。 實際傳動比實際傳動比返回本節(jié)首頁112211dndndn)1

16、 (1221ddnnichl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件16 普通普通v帶的設(shè)計計算帶的設(shè)計計算 步驟：步驟： 根據(jù)給定計算功率根據(jù)給定計算功率pd和小帶輪轉(zhuǎn)速和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，查選型圖，選，查選型圖，選擇擇v帶型號；帶型號； 確定帶輪直徑確定帶輪直徑d1和和d2； 驗算帶速；驗算帶速； 確定帶長確定帶長ld 確定實際中心距確定實際中心距a； 驗算小帶輪包角；驗算小帶輪包角； 計算計算v帶根數(shù)；帶根數(shù)； 計算作用在軸上的載荷；計算作用在軸上的載荷； 確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸。確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸。 舉例舉例：p126例題例題71。返回本節(jié)首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件176.5 6.5 同步帶傳動同步帶傳動

17、工作原理工作原理 同步帶同步帶 構(gòu)成構(gòu)成 強力層強力層 基體基體：包括：包括帶齒帶齒和和帶背帶背 主要參數(shù)主要參數(shù) 節(jié)距節(jié)距 pb ：在規(guī)定張緊力下，同步帶縱向截面上相鄰兩：在規(guī)定張緊力下，同步帶縱向截面上相鄰兩齒中心軸線間節(jié)線上的距離。齒中心軸線間節(jié)線上的距離。 節(jié)線長度節(jié)線長度 lp ：節(jié)線節(jié)線是指當(dāng)同步帶垂直其底邊彎曲時，是指當(dāng)同步帶垂直其底邊彎曲時，在帶中保持原長度不變的周線，通常位于承載層的中線在帶中保持原長度不變的周線，通常位于承載層的中線上。節(jié)線的傳遞亦稱為上。節(jié)線的傳遞亦稱為公稱長度公稱長度。 基準(zhǔn)帶寬基準(zhǔn)帶寬 bs0 材料材料： 強力層強力層：要求有高的抗拉強度和抗彎曲疲勞強

18、度，彈性：要求有高的抗拉強度和抗彎曲疲勞強度，彈性模量要大，故多采用模量要大，故多采用鋼絲繩鋼絲繩或或玻璃纖維玻璃纖維。返回本章首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件18 基體基體：要求有良好的耐磨性、強度、抗老化性以及與：要求有良好的耐磨性、強度、抗老化性以及與強力層的粘結(jié)性。常用材料有強力層的粘結(jié)性。常用材料有聚氨酯聚氨酯和和氯丁橡膠氯丁橡膠。 分類分類 按節(jié)距按節(jié)距：最輕型：最輕型mxl、超輕型、超輕型xxl、特輕型、特輕型xl、輕型、輕型l、重型、重型h、特重型、特重型xh、超重型、超重型xxh共七種。其參數(shù)共七種。其參數(shù)可查看相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?？刹榭聪嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 按齒形按齒形：梯形齒梯形齒、半圓弧齒半

19、圓弧齒、雙圓弧齒雙圓弧齒等。其中，梯等。其中，梯形齒同步帶又可分為形齒同步帶又可分為單面帶單面帶和和雙面帶雙面帶兩種。兩種。 帶輪帶輪 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 除了有輪齒之外，與其它帶輪結(jié)構(gòu)相似。輪齒齒形一除了有輪齒之外，與其它帶輪結(jié)構(gòu)相似。輪齒齒形一般有般有漸開線齒形漸開線齒形和和直邊齒形直邊齒形兩種。兩種。 材料材料 一般用一般用鋼鋼或或鑄鐵鑄鐵，輕載場合用，輕載場合用輕合金輕合金或或塑料塑料。大批量。大批量生產(chǎn)時也用生產(chǎn)時也用粉末冶金材料粉末冶金材料。返回本章首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件19同步帶傳動同步帶傳動同步帶內(nèi)的同步帶內(nèi)的鋼絲繩鋼絲繩在承受載荷之后在承受載荷之后仍能保持同步帶仍能保持同步帶節(jié)

20、距不變節(jié)距不變，故同步，故同步帶與帶輪間傳動時帶與帶輪間傳動時無相對滑動無相對滑動，做，做的是的是同步傳動同步傳動，因此稱為同步帶傳，因此稱為同步帶傳動。動。返回本節(jié)首頁chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件20dpdaabsht2pbf繩芯基體a）梯形齒b）半圓弧齒c）雙圓弧齒帶背帶齒同步帶構(gòu)成同步帶構(gòu)成及其參數(shù)及其參數(shù)返回本節(jié)首頁返回分類部分chl測控裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計課件216.6 6.6 其它帶傳動簡介其它帶傳動簡介 齒孔帶傳動齒孔帶傳動 構(gòu)成構(gòu)成 齒孔帶的齒孔齒孔帶的齒孔 采用采用35mm電影膠卷齒孔電影膠卷齒孔的標(biāo)準(zhǔn)，常用厚度為的標(biāo)準(zhǔn)，常用厚度為0.150.25mm的滌綸或三醋酸纖維素制造。的滌綸或三醋酸纖維素制造。 齒孔帶的帶輪輪齒齒孔帶的帶輪輪齒 齒形齒形有漸開線和圓弧兩種，有漸開線和圓弧兩種，幾何尺寸幾何尺寸由與其相配合的由與其相配合的齒孔參數(shù)來定。齒孔參數(shù)來定。 材料材料常用硬鋁、超硬鋁、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具常用硬鋁、超硬鋁、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼