機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)帶傳動與鏈傳動 (精品)

1、7.1 概述7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)7.3 帶傳動的工作能力分析4.4 V帶傳動的設(shè)計7.5 同步帶傳動7.6 帶傳動的張緊、安裝與維護(hù)7.7 鏈傳動簡介第7章 帶傳動與鏈傳動7.1 概述帶傳動一般是由主動輪、從動輪緊套在兩輪上的傳動帶及機(jī)架組成。源動機(jī)轉(zhuǎn)動帶的傳動過程：主動輪轉(zhuǎn)動驅(qū)動主動輪從動輪轉(zhuǎn)動帶與輪的摩擦7.1 概述7.1.1 帶傳動的類型開口開口傳動傳動 兩軸平行，同向回轉(zhuǎn)兩軸平行，同向回轉(zhuǎn) 交叉交叉?zhèn)鲃觽鲃?兩軸平行，反向回轉(zhuǎn)兩軸平行，反向回轉(zhuǎn) 半交叉半交叉?zhèn)鲃觾奢S交錯，不能逆轉(zhuǎn)傳動兩軸交錯，不能逆轉(zhuǎn) 平帶平帶傳動傳動底面是工作面底面是工作面，可實現(xiàn)多，可實現(xiàn)多 種形式的傳動種形式

2、的傳動 帶帶傳動帶傳動帶兩側(cè)面是工作面兩側(cè)面是工作面，承載，承載 力大，只用于開口傳動力大，只用于開口傳動 多楔帶多楔帶傳動具平、帶的優(yōu)點傳動具平、帶的優(yōu)點同步帶同步帶傳動具帶與鏈傳動的特點傳動具帶與鏈傳動的特點按形按形傳式傳式動分動分按按帶帶的的截截面面分分7.1 概述演示帶傳動點擊小圖看大圖7.1 概述7.1.2 帶傳動的特點和應(yīng)用 傳動平穩(wěn),噪聲小,可緩沖吸振,有過載保護(hù),可遠(yuǎn)距離傳動,結(jié)構(gòu)簡單,制造、安裝和維護(hù)方便,但傳動比不準(zhǔn)確,效率較低,壽命較短,且對軸的壓力大。特點：應(yīng)用： 常應(yīng)用于傳動比不要求準(zhǔn)確、功率P100kW、v=525m/s、傳動比i5以及有過載保護(hù)的場合.7.1 概述

3、7.1.3 7.1.3 帶傳動的幾何關(guān)系帶傳動的幾何關(guān)系 1、包角、包角 1=1800 18018018012001adddd18018018012002adddd2 2、基準(zhǔn)長度、基準(zhǔn)長度Ld0220113603602cos2dddddaLaddddadddd4)()(22212213、中心距為、中心距為a0)()(2 28212212dddddddaddLa8)( 8)(2)(221222121ddddddddddddLddLa7.1 概述7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)7.2.1 普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)(2) 當(dāng)帶彎曲時中性層帶長不變節(jié)面節(jié)面1.帶的結(jié)構(gòu)組成帶的結(jié)構(gòu)組成:(普通普通)2.帶型號

4、帶型號:帶楔角變化(減小)帶輪輪槽角帶輪輪槽角 040 (1) 分類 普通帶：Y、Z、A、B、C、D、E 窄帶 ： SPZ、SPA、SPB、SPC(2) 基準(zhǔn)長度基準(zhǔn)長度d帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度(1)基準(zhǔn)直徑基準(zhǔn)直徑dd3.基準(zhǔn)尺寸基準(zhǔn)尺寸:表表(7-3)與帶節(jié)面對應(yīng)的直徑7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)普通V帶和窄V帶的標(biāo)記由帶型、基準(zhǔn)長度和標(biāo)記號組成，見如下示例：A1400 GB1154489國標(biāo)代號基準(zhǔn)長度v帶型號7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)7.2.2 普通V帶輪的結(jié)構(gòu)1.V帶輪槽尺寸標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)v25m/s時，用HT150；當(dāng)v=2530m/s時用HT2

5、00；當(dāng)2545m/s時用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼；小功率時可用鑄鋁或塑料.2. 帶輪的材料7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)S型-實心帶輪P型-腹板帶輪H型-孔板帶輪E型-橢圓輪輻帶3.帶輪的結(jié)構(gòu)7.3 帶傳動的受力分析7.3.1 帶傳動的受力分析帶必須以一定的初拉力F0張緊在帶輪上。 帶傳動時，緊邊和松邊的拉力差形成有效拉力F。以傳動動力和運動。 在帶傳動過程中，有效拉力不能超過帶與輪面間F摩擦力綜合的極限值否則帶傳動會發(fā)生打滑，導(dǎo)致傳動失效。fFFFF211000FvP 7.3 帶傳動的受力分析 在帶即將打滑的臨界緊邊拉力和松邊拉力的關(guān)系符合歐拉公式：可推知帶傳動有效拉力F的大小為：feFF21112

6、0ffeeFF7.3 帶傳動的受力分析表明，帶所傳遞的圓周力F與下列因素有關(guān)：初拉力F0摩擦系數(shù)f包角帶傳動在不打滑條件下所能傳遞的最大圓周力為：1111maxfaeFF7.3.1 帶傳動的應(yīng)力分析7.3 帶傳動的受力分析通過分析可知，帶傳動時，皮帶中存在著三種應(yīng)力由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力s s由離心力產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力s sC由皮帶繞過帶輪因彎曲而產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力s sb 三種應(yīng)力共同作用，使帶處在變應(yīng)力條件下工作，故帶易產(chǎn)生疲勞破壞。7.3 帶傳動的受力分析皮帶中的應(yīng)力最大值為：s smax=s s1+s sc+s sb1 為保證帶有足夠的疲勞壽命，應(yīng)使帶中的最大應(yīng)力s smax小于等于帶材料的許用

7、應(yīng)力s s。即 s smax=s s1+s sc+s sb1s s 7.3 帶傳動的受力分析7.3.3 帶傳動的彈性滑動和傳動比 由于帶的彈性變形而引起帶在輪面上滑動的現(xiàn)象，稱為彈性滑動。 帶傳動時，帶與輪面之間存在著彈性滑動,這使得從動帶輪的圓周速度v2總是低于主動帶輪的圓周速度v1。v2相對于v1的降低率稱為帶傳動的滑動率e：%100%100112211121ndndndvvve7.3 帶傳動的受力分析帶傳動的傳動比為)1 (1221eddddnni從動輪的 轉(zhuǎn) 速為1212)1 (nddndde 隨載荷變化而變化。因 是變量，故帶傳動的傳動比不準(zhǔn)確。彈性滑動是帶傳動所不可避免的特性,不同

8、于打滑失效。ee7.4 V帶傳動的設(shè)計8.4.1 帶傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則帶傳動的主要失效形式是打滑和傳動帶的疲勞破壞。 帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則：在傳遞規(guī)定功率是不打滑，同時具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使用壽命。8.4.2 單根V帶的基本額定功率帶傳動的承載能力取決于傳動帶的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、長度，帶傳動的轉(zhuǎn)速、包角和載荷特性等因素。單根V帶的基本額定功率P0是根據(jù)特定的實驗和分析確定的。實驗條件：傳動比i=1、包角180、特定長度、平穩(wěn)的工作載荷。7.4 V帶傳動的設(shè)計7.4.2 V帶的設(shè)計步驟和方法設(shè)計的已知條件為：傳動的工作情況，功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動比i）以及空間尺寸要求設(shè)計內(nèi)容：確定V帶

9、的型號、長度L和根數(shù)Z、傳動中心距a及帶輪基準(zhǔn) 直徑，畫出帶輪零件圖等。1.確定計算功率PKPAC式中：P傳遞的名義功率（如電動機(jī)的額定功率，KW）；AK工作情況系數(shù)7.4 V帶傳動的設(shè)計工作情況系數(shù)KA工作情況KA軟啟動硬啟動每天工作小時數(shù)/h1010161610101616載荷變動微小離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)等1.01.11.21.11.21.3載荷變動小壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、金屬切削機(jī)床、印刷機(jī)、木工機(jī)械等1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、起重機(jī)、沖剪機(jī)床、紡織機(jī)械、橡膠機(jī)械、重載輸送機(jī)、磨粉機(jī)等1.21.31.41.41.51.6載荷變動大破碎機(jī)、摩碎

10、機(jī)等1.31.41.51.51.61.87.4 V帶傳動的設(shè)計2 .選擇V帶的型號 根據(jù)計算功率Pc和主動輪（通常是小帶輪）轉(zhuǎn)速n1 由右圖選擇V帶型號。 當(dāng)所選取得結(jié)果在兩種型號的分界線附近，可以兩種型號同時計算，最后從中選擇較好的方案點擊小圖看大圖7.4 V帶傳動的設(shè)計3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑 帶輪直徑小可使傳動結(jié)構(gòu)緊湊，但另一方面彎曲應(yīng)力大大，使帶的壽命降低。設(shè)計時應(yīng)取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1ddmin，ddmin 的值查表忽略彈性滑動的影響，dd2=dd1n1/n2,dd1、dd2宜取標(biāo)準(zhǔn)值7.4 V帶傳動的設(shè)計4.驗算帶速 10006011ndvd離心力增大，帶輪間摩擦力減小，容易打滑 帶

11、速不宜過高，否則單位時間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù)也增多，降低傳動帶的工作壽命 帶速不宜過低，否則當(dāng)傳遞功率一定時，傳遞的圓周力增大，帶的根數(shù)增多7.4 V帶傳動的設(shè)計5.初定中心距a和基準(zhǔn)帶長Ld 210212)(7 . 0ddddddadd按下式初步確定中心距a0初選a0后，可根據(jù)下式計算v帶的初選長度L0021221004)()(22addddaLdddd7.4 V帶傳動的設(shè)計 根據(jù)初選長度L0，由表選取與相近的基準(zhǔn)長度Ld作為所選帶的長度，然后就可以計算出實際中心距a，即 200LLaad 考慮到安裝調(diào)整和帶松弛后張緊的需要，應(yīng)給中心距留出一定的調(diào)整余量。中心距的變動范圍為 ddLaaLaa03

12、. 0015. 0maxmin7.4 V帶傳動的設(shè)計6.驗算小帶輪包角 1小帶輪包角可按下式計算 3 .57180121adddd 一般要求 ，否則應(yīng)適當(dāng)增大中心距或減小傳動比，也可以加張緊輪。 011207.確定V帶根數(shù)ZLCCkkPPPPPz)(000 帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)。為使各帶受力均勻，根數(shù)不宜過多，一般應(yīng)滿足zddmin=125mm1.3AK 7.4 V帶傳動的設(shè)計大輪帶輪基準(zhǔn)直徑dd2為 mmmmdnnddd5 .50714040014501212按表8.3，選取標(biāo)準(zhǔn)直徑dd2=500mm,實際傳動比i、從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為mmmmdnnd5 .50714040014501211n

13、2=n1/i=1450/3.57r/min=406r/min 從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為%5 . 1%100400400406在 以內(nèi)，為允許值%57.4 V帶傳動的設(shè)計4）驗算帶速Vsmndvd/63.10100060145014010006011帶速度在525m/s范圍內(nèi)。 5）確定帶的基準(zhǔn)長度Ld和實際中心距a 按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初步確定中心距 mma15000由式（7-2）得 021221004)()(22addddaLddddmm9 .402615004)140500()500140(21500227.4 V帶傳動的設(shè)計由式（7-22）的實際中心距a為 mmLLaad148729 .40264

14、0001500200中心距a的變動范圍為 amin=a -0.015Ld =（1487-0.015*4000）mm =1427mm a=a+0.03L =(1487+0.03*4000)mm =1067mm 7.4 V帶傳動的設(shè)計6）校驗小帶輪包角 1由式（7-1）得12013.1663 .576181603201803 .57180121adddd7）計算V帶的根數(shù)z 由式（7-21）得 LCKKPPPz007.4 V帶傳動的設(shè)計根據(jù) ，n=1440r/min,查表7-5a,用內(nèi)插法得 mmdd1401P0=2.82Kw由式7-5b得功率增量P0 KWP46. 007.4 V帶傳動的設(shè)計 由

15、表7-4查得帶長度修正系數(shù)Kl=1.13，由圖7-6查得包角系數(shù)Ka=0.97，得普通帶根數(shù)根62. 313. 197. 046. 082. 213z取z=4根 8）求初拉力F0及帶輪軸上的壓力FQ 由表查得B型普通V帶的每米質(zhì)量q=0.17kg/m，根據(jù)式(7-23)得單根V帶的初拉力為 NNqvKvzPFC33.26063.1017. 0197. 05 . 263.10413500) 15 . 2(5002207.4 V帶傳動的設(shè)計由式(7-24)可的作用在軸上的壓力FQ NNazFFQ4 .2067213.166sin433.26022sin2109）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計（設(shè)計過程及帶輪工作圖

16、略）。 選用4根B-4000GB 1171-89V帶，中心距a=1487mm，帶輪直徑dd1=140，dd2=500，軸上壓力FQ=2067.4N 。 10）設(shè)計結(jié)果 7.5 同步帶傳動7.5.1 同步帶的特點和應(yīng)用 同步帶綜合了帶傳動和鏈傳動的特點。由1強(qiáng)力層、2帶齒、3帶背組成同步帶的優(yōu)點：無相對滑動、帶長不變， 傳動比穩(wěn)地帶薄而輕，強(qiáng)度高，適合 高速傳動帶的柔性好可用直徑較小的帶輪，能獲得較大的傳動比傳動效率高初拉力較小，故軸和軸承上所受的載荷小7.5 同步帶傳動同步帶的缺點：制造、安裝精度要求高、成本高同步帶的用途：主要用于要求傳動比準(zhǔn)確的中、小功率傳動中，如計算機(jī)、錄音機(jī)、磨床和紡織

17、機(jī)械等7.5 同步帶傳動7.5.2 同步帶的參數(shù)、型式和標(biāo)記1.同步帶的參數(shù)：(1)節(jié)距pb：(2)模數(shù)m：bpm 7.5 同步帶傳動2.同步帶的型式、尺寸和標(biāo)記：同步帶從結(jié)構(gòu)上分為單面帶和雙面帶。雙面帶的帶齒排列分為DA型和DB型兩種形式。此外還有用于特殊用途的特殊結(jié)構(gòu)同步帶7.6 帶傳動的張緊、安裝與維護(hù)根據(jù)帶的摩擦傳動原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；張緊的目的運轉(zhuǎn)一定時間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力，必須 重新張緊，才能正常工作。 常見的張緊裝置有定期張緊裝置、自動張緊裝置、張緊輪張緊裝置。1、定期張緊裝置2、自動張緊裝置7.6 帶傳動的張緊、安裝與維護(hù)張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。 3、張緊輪裝置7.7 鏈傳動簡介鏈傳動是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。與帶傳動相比，鏈傳動能保持準(zhǔn)確的平均傳動比，徑向壓軸力小，適于低 速情況下工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動安裝精度要求較低，成本低廉，可遠(yuǎn)距離傳動。鏈傳動的主