《機(jī)械設(shè)計(jì)》課件：撓性傳動(dòng)

1、撓性傳動(dòng)設(shè)計(jì)撓性傳動(dòng)設(shè)計(jì)撓性傳動(dòng)的類型撓性傳動(dòng)的類型l撓性傳動(dòng)撓性傳動(dòng) 通過環(huán)形的通過環(huán)形的中間撓性元件中間撓性元件（帶（帶或鏈）在兩個(gè)或兩個(gè)以上的傳動(dòng)輪之間傳遞運(yùn)或鏈）在兩個(gè)或兩個(gè)以上的傳動(dòng)輪之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，適合于傳動(dòng)動(dòng)和動(dòng)力，適合于傳動(dòng)中心距較大中心距較大的場(chǎng)合，主的場(chǎng)合，主要包括帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)。要包括帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)。l按工作原理分為：按工作原理分為： 摩擦傳動(dòng)：摩擦傳動(dòng)： V帶、平帶、多楔帶、圓帶等帶、平帶、多楔帶、圓帶等 嚙合傳動(dòng)：同步帶、鏈傳動(dòng)等嚙合傳動(dòng)：同步帶、鏈傳動(dòng)等本章內(nèi)容本章內(nèi)容lV帶傳動(dòng)帶傳動(dòng) 工作原理工作原理 幾何尺寸幾何尺寸 受力分析受力分析 應(yīng)力分析應(yīng)力分析 彈性

2、滑動(dòng)彈性滑動(dòng) 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法l鏈傳動(dòng)的鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性運(yùn)動(dòng)不均勻性l撓性傳動(dòng)在多級(jí)傳動(dòng)中的布置撓性傳動(dòng)在多級(jí)傳動(dòng)中的布置帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)由帶和帶輪組成。由帶和帶輪組成。按工作原理分按工作原理分摩擦型傳動(dòng)：摩擦型傳動(dòng)： 平帶、平帶、V帶帶、多楔帶、圓帶等、多楔帶、圓帶等嚙合型傳動(dòng)：嚙合型傳動(dòng)： 同步帶等同步帶等帶傳動(dòng)的類型帶傳動(dòng)的類型V帶的摩擦力為：帶的摩擦力為：帶傳動(dòng)的工作原理帶傳動(dòng)的工作原理vNNffFfFNfF2/sin2f v 當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù)V帶傳動(dòng)利用帶和帶輪之間的摩擦帶傳動(dòng)利用帶和帶輪之間的摩擦力傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。力傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。V帶的帶的兩個(gè)側(cè)兩個(gè)側(cè)面為工作面面為工作面

3、（2）V帶的帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld ：在節(jié)線上量得的帶周長(zhǎng)在節(jié)線上量得的帶周長(zhǎng)（3）V帶輪的帶輪的基準(zhǔn)直徑基準(zhǔn)直徑 dd ：與節(jié)線相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑與節(jié)線相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑（5）小帶輪包角小帶輪包角1大帶輪包角大帶輪包角2 1 b 2帶繞過小帶輪帶繞過小帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力時(shí)的彎曲應(yīng)力帶繞過大帶輪時(shí)帶繞過大帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力的彎曲應(yīng)力與離心拉應(yīng)力不同，與離心拉應(yīng)力不同，彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力只作用在繞只作用在繞過帶輪的那一部分帶過帶輪的那一部分帶上上 。節(jié)線節(jié)線最大應(yīng)力發(fā)生在最大應(yīng)力發(fā)生在 緊邊開始進(jìn)入小帶輪處緊邊開始進(jìn)入小帶輪處:11maxbc帶受帶受變應(yīng)力變應(yīng)力作用，這將使帶產(chǎn)生作用，這將使帶產(chǎn)生疲勞

4、破壞疲勞破壞。帶截面上的應(yīng)力分布帶截面上的應(yīng)力分布由于由于 F1 F2，松緊邊單位，松緊邊單位長(zhǎng)度上的變形量不等。長(zhǎng)度上的變形量不等。帶繞過帶繞過主動(dòng)輪主動(dòng)輪時(shí)，由于拉時(shí)，由于拉力逐漸減小，所以帶逐漸力逐漸減小，所以帶逐漸收縮，使帶相對(duì)于主動(dòng)輪收縮，使帶相對(duì)于主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向向后滑動(dòng)向后滑動(dòng)。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在從動(dòng)輪上。但情況有何不同？同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在從動(dòng)輪上。但情況有何不同？彈性滑動(dòng)是由帶的彈性變形和松緊邊拉力差引起的。彈性滑動(dòng)是由帶的彈性變形和松緊邊拉力差引起的。帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)思考思考彈性滑動(dòng)引起的不良后果：彈性滑動(dòng)引起的不良后果： 使從動(dòng)輪的圓周速度低于主動(dòng)輪使從動(dòng)

5、輪的圓周速度低于主動(dòng)輪 ，即，即 v2 1從動(dòng)輪直徑增大，從動(dòng)輪直徑增大，傳動(dòng)能力提高，則額定功率增加傳動(dòng)能力提高，則額定功率增加截面尺寸大的帶，基本額定功率增量越大截面尺寸大的帶，基本額定功率增量越大傳動(dòng)比越大，基本額定功率增量越大傳動(dòng)比越大，基本額定功率增量越大 帶長(zhǎng)不等于特定帶長(zhǎng)帶長(zhǎng)不等于特定帶長(zhǎng)帶越長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越少，則帶的疲勞壽命越帶越長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越少，則帶的疲勞壽命越長(zhǎng)。相反，短帶的壽命短。為此，引入帶長(zhǎng)修正系數(shù)長(zhǎng)。相反，短帶的壽命短。為此，引入帶長(zhǎng)修正系數(shù) KL 。 包角包角不等于不等于小帶輪包角小于小帶輪包角小于，傳動(dòng)能力有所下降，引入包角修正系數(shù)

6、，傳動(dòng)能力有所下降，引入包角修正系數(shù)K ， K1b2減小，減小，傳遞的名義功率傳遞的名義功率P ；已知條件已知條件主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1 ；從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2 或傳動(dòng)比或傳動(dòng)比 i ；傳動(dòng)位置要求傳動(dòng)位置要求 ；工況條件、原動(dòng)機(jī)類工況條件、原動(dòng)機(jī)類型等型等；V帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)；設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容帶輪直徑和結(jié)構(gòu)；帶輪直徑和結(jié)構(gòu)；傳動(dòng)中心距傳動(dòng)中心距 a ；驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶速 v 和包角和包角 ；計(jì)算初拉力和壓軸力計(jì)算初拉力和壓軸力；V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、確定計(jì)算功率、確定計(jì)算功率 Pd KAP2、根據(jù)、根據(jù)n1、 Pd選擇帶的型號(hào)選擇帶的型號(hào)工況系數(shù)，

7、工況系數(shù)，查表查表2-53、確定帶輪基準(zhǔn)直徑、確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大，所帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大，所以以dd1 dmin ，表表2-6dd2 = （1-）i dd1，圓，圓整成標(biāo)準(zhǔn)值整成標(biāo)準(zhǔn)值4、驗(yàn)算帶速、驗(yàn)算帶速v （v525m/s）N5、確定中心距、確定中心距 a 及帶長(zhǎng)及帶長(zhǎng) Ld6、驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角、驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角1 0012011203 .57180adddd7、計(jì)算帶的根數(shù)、計(jì)算帶的根數(shù) zN 711KKPPPPPzLdd z 7 ？NY8、確定初拉力、確定初拉力 F0 205 . 2500qvzvKPKFd9、計(jì)算壓軸力、計(jì)算壓軸力 FQ2sin21

8、0zFFQ10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要參數(shù)對(duì)承載能力及壽命的影響主要參數(shù)對(duì)承載能力及壽命的影響l 帶型：帶型：YZABCDE。截面。截面，傳動(dòng)能力，傳動(dòng)能力l 帶長(zhǎng)帶長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越少，帶的疲勞壽命，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越少，帶的疲勞壽命l 包角包角，傳動(dòng)能力，傳動(dòng)能力，一般要求，一般要求1120l 小帶輪基準(zhǔn)直徑小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1，傳動(dòng)緊湊，但，傳動(dòng)緊湊，但b1，疲勞強(qiáng)度，疲勞強(qiáng)度。限制帶輪最小限制帶輪最小基準(zhǔn)直徑。基準(zhǔn)直徑。l 中心距中心距a，傳動(dòng)尺寸，傳動(dòng)尺寸，但帶在單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，但帶在單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，疲勞壽命，疲勞壽命；當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，包角

9、當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，包角1。l 帶速帶速v太高則離心力大，使帶與帶輪間的正壓力減小，導(dǎo)致摩擦力減小，太高則離心力大，使帶與帶輪間的正壓力減小，導(dǎo)致摩擦力減小，傳動(dòng)能力下降，易打滑；同時(shí)，離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力大，且使帶產(chǎn)生抖傳動(dòng)能力下降，易打滑；同時(shí)，離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力大，且使帶產(chǎn)生抖動(dòng)。若帶速太低，則在傳遞相同功率時(shí)所需的有效拉力動(dòng)。若帶速太低，則在傳遞相同功率時(shí)所需的有效拉力F增大，易使帶發(fā)增大，易使帶發(fā)生疲勞破壞。生疲勞破壞。v1015m/s傳動(dòng)鏈常用：傳動(dòng)鏈常用： 滾子鏈和齒形鏈滾子鏈和齒形鏈滾子鏈應(yīng)用較多，且為標(biāo)準(zhǔn)件，其主要參數(shù)包括：滾子鏈應(yīng)用較多，且為標(biāo)準(zhǔn)件，其主要參數(shù)包括：p 節(jié)距；節(jié)距

10、；Lp 鏈節(jié)數(shù)，鏈節(jié)數(shù)，z 鏈輪齒數(shù)，鏈輪齒數(shù)，取偶數(shù)；取偶數(shù)；取奇數(shù)。取奇數(shù)。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)是：與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)是： 可在惡劣的環(huán)境下工作；可在惡劣的環(huán)境下工作； 傳遞功率比帶傳動(dòng)大，效率較高；傳遞功率比帶傳動(dòng)大，效率較高； 適用的速度比帶小，適用的速度比帶小，v 15 m/s ； 瞬時(shí)速比變化，振動(dòng)、噪聲大。瞬時(shí)速比變化，振動(dòng)、噪聲大。鏈傳動(dòng)的類型及特點(diǎn)鏈傳動(dòng)的類型及特點(diǎn)假定：主動(dòng)邊總處于水平位置，假定：主動(dòng)邊總處于水平位置，鏈輪抽象成正多邊形，邊長(zhǎng)為鏈輪抽象成正多邊形，邊長(zhǎng)為 p 。鏈速：鏈速：1的變化范圍：的變化范圍：而而所以：所以： z1，1，v 的變化的變化瞬

11、時(shí)傳動(dòng)比：瞬時(shí)傳動(dòng)比：瞬時(shí)速比周期性變化，瞬時(shí)速比周期性變化，稱為稱為多邊形效應(yīng)多邊形效應(yīng)。平均傳動(dòng)比：平均傳動(dòng)比：平均傳動(dòng)比為常數(shù)平均傳動(dòng)比為常數(shù)鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的不均勻性鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的不均勻性鏈輪齒數(shù)鏈輪齒數(shù)小鏈輪齒數(shù)小鏈輪齒數(shù) z1 愈多，愈多，傳動(dòng)愈平穩(wěn)，動(dòng)載荷減小。傳動(dòng)愈平穩(wěn)，動(dòng)載荷減小。通常取通常取 z1 17， 且傳動(dòng)比且傳動(dòng)比 i 越小，越小， z1可越多?？稍蕉唷４箧溳嘄X數(shù)大鏈輪齒數(shù) z2 i z1 ，常取常取 z2 120，以防止脫鏈。，以防止脫鏈。節(jié)距節(jié)距 p節(jié)距節(jié)距 p 越大，承載能力越大。越大，承載能力越大。但但 p 過大，運(yùn)動(dòng)越不均勻，沖擊越大，且結(jié)構(gòu)龐大。過大，運(yùn)動(dòng)越不均

12、勻，沖擊越大，且結(jié)構(gòu)龐大。所以，高速重載時(shí)，宜選小節(jié)距多排鏈；所以，高速重載時(shí)，宜選小節(jié)距多排鏈；低速重載時(shí)，宜選大節(jié)距單排鏈；低速重載時(shí)，宜選大節(jié)距單排鏈；中心距中心距 a常取常取 a （3050）p鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的選擇帶傳動(dòng)在多級(jí)傳動(dòng)中的布置帶傳動(dòng)在多級(jí)傳動(dòng)中的布置l 帶傳動(dòng)具有帶傳動(dòng)具有緩沖、吸振、平穩(wěn)性好緩沖、吸振、平穩(wěn)性好的特點(diǎn)，放在的特點(diǎn)，放在高速級(jí)，可使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的沖擊振動(dòng)不致傳給原動(dòng)高速級(jí)，可使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的沖擊振動(dòng)不致傳給原動(dòng)機(jī)；而且當(dāng)過載時(shí)，帶在帶輪上打滑，對(duì)整個(gè)機(jī)機(jī)；而且當(dāng)過載時(shí)，帶在帶輪上打滑，對(duì)整個(gè)機(jī)械起到械起到安全保護(hù)安全保護(hù)作用。作用。l 如果將其放

13、在低速級(jí)，不僅不能充分利用這些特如果將其放在低速級(jí)，不僅不能充分利用這些特長(zhǎng)，而且由于其依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞長(zhǎng)，而且由于其依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞動(dòng)力，動(dòng)力，傳動(dòng)能力較低傳動(dòng)能力較低，當(dāng)處于低速級(jí)傳遞較大扭，當(dāng)處于低速級(jí)傳遞較大扭矩時(shí)，帶的根數(shù)增多，帶輪尺寸和重量顯著增大矩時(shí)，帶的根數(shù)增多，帶輪尺寸和重量顯著增大。思考思考鏈傳動(dòng)在多級(jí)傳動(dòng)中應(yīng)如何布置？鏈傳動(dòng)在多級(jí)傳動(dòng)中應(yīng)如何布置？本章小結(jié)本章小結(jié)l 帶傳動(dòng)為什么會(huì)產(chǎn)生緊邊和松邊？什么情況會(huì)產(chǎn)生打滑？帶傳動(dòng)為什么會(huì)產(chǎn)生緊邊和松邊？什么情況會(huì)產(chǎn)生打滑？l 帶所受的應(yīng)力由幾部分組成？應(yīng)力最大的地方在哪里？帶所受的應(yīng)力由幾部分組成？應(yīng)力最

14、大的地方在哪里？l 為什么會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)？彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別是什么？為什么會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)？彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別是什么？l 帶傳動(dòng)的主要失效形式是什么？帶傳動(dòng)的主要失效形式是什么？l 其它條件不變，只改變中心距、小帶輪基準(zhǔn)直徑或小帶輪其它條件不變，只改變中心距、小帶輪基準(zhǔn)直徑或小帶輪包角，對(duì)帶傳動(dòng)有什么影響？包角，對(duì)帶傳動(dòng)有什么影響？l 鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)是什么？改變鏈輪齒數(shù)和鏈節(jié)距對(duì)多鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)是什么？改變鏈輪齒數(shù)和鏈節(jié)距對(duì)多邊形效應(yīng)有什么影響？邊形效應(yīng)有什么影響？l 多級(jí)傳動(dòng)中，為什么帶傳動(dòng)適宜放在高速級(jí)？為什么鏈傳多級(jí)傳動(dòng)中，為什么帶傳動(dòng)適宜放在高速級(jí)？為什么鏈傳動(dòng)適宜放在低速級(jí)？動(dòng)適宜放在低速級(jí)？作業(yè)作業(yè)l 2-7l 2-8普通普通V帶選型帶選型普通普通V