章帶傳動與鏈傳動g機械設(shè)計基礎(chǔ)解析學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1章帶傳動章帶傳動(chundng)與鏈傳動與鏈傳動(chundng)g機械設(shè)計基礎(chǔ)解析機械設(shè)計基礎(chǔ)解析第一頁，共57頁。136 V帶輪的結(jié)構(gòu)(jigu)138 鏈傳動的特點(tdin)和應(yīng)用 1310 鏈傳動的運動(yndng)分析和受力分析 135 普通V帶傳動的計算139 鏈條和鏈輪 1312 滾子鏈傳動的計算 第1頁/共57頁第二頁，共57頁。 通過(tnggu)中間撓性件傳遞運動和動力的傳動機構(gòu)；由主動輪、從動輪和傳動帶所組成。包括：帶傳動、鏈傳動和繩傳動。摩擦傳動嚙合傳動：帶傳動和鏈傳動適用于兩軸中心距較大的傳動場合。簡述第2頁/共57頁第三頁，共57頁。一、帶傳動工作(gn

2、gzu)原理二、主要類型(lixng)和應(yīng)用三、帶傳動參數(shù)四、帶傳動的張緊方式五、帶傳動的特點和主要性能第3頁/共57頁第四頁，共57頁。 驅(qū)動力矩使主動輪轉(zhuǎn)動時，依靠(yko)帶和帶輪接觸面間的摩擦力的作用，拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，由此傳遞一定的運動和動力。一、工作(gngzu)原理：第4頁/共57頁第五頁，共57頁。二、主要(zhyo)類型與應(yīng)用 最簡單，截面形狀為矩形(jxng)，其工作面是與輪面接觸的內(nèi)表面。適合于高速轉(zhuǎn)動或中心距a較大的情況。1.平型帶傳動(chundng) 2.V帶傳動 三角帶，截面形狀為等腰梯形，與帶輪輪槽相接觸的兩側(cè)面為工作面，在相同張緊力和摩擦系數(shù)情況下，V帶傳動

3、產(chǎn)生的摩擦力比平帶傳動的摩擦要大，故具有較大的牽引能力，結(jié)構(gòu)更加緊湊，廣泛應(yīng)用于機械傳動中。第5頁/共57頁第六頁，共57頁。 截面形狀為圓形，牽引能力小，常用于儀器(yq)和家用電器中。3.多楔帶傳動(chundng)4.圓形帶 相當(dāng)于平帶與多根V帶的組合兼有兩者的優(yōu)點，適于傳遞功率較大要求(yoqi)結(jié)構(gòu)緊湊場合。第6頁/共57頁第七頁，共57頁。兩軸平行(pngxng)且回轉(zhuǎn)方向相同的傳動稱為開口傳動。第7頁/共57頁第八頁，共57頁。 設(shè)小、大帶輪的直徑(zhjng)為d1、 d2 ，帶長為L。2a 當(dāng)帶處于張緊狀態(tài)時，兩帶輪軸線間的距離(jl)稱為中心距a。 帶與帶輪接觸(jich)

4、弧所對的中心角稱為包角 。則包角add2sin12中心距a：包角:)(12radadd 代入01203 .57180add式中“”適用大輪包角2， “”適用小輪包角1第8頁/共57頁第九頁，共57頁。8)(8)(2)(222122121ddddLddLa帶長L：L2AB+BC+ADaddddadddda4)()(22)()(2cos2212211221ADCB已知帶長L，由上式可得中心(zhngxn)距：第9頁/共57頁第十頁，共57頁。帶傳動(chundng)常用的張緊方法是調(diào)節(jié)中心距。第10頁/共57頁第十一頁，共57頁。中心距不能調(diào)節(jié)，可采用具有(jyu)張緊輪的裝置。第11頁/共57頁

5、第十二頁，共57頁。優(yōu)點(yudin)：1）適用于中心(zhngxn)距較大的傳動；2）帶具有良好的，可緩和沖擊吸收振動；3）具有過載保護作用；4）結(jié)構(gòu)簡單，成本低。缺點：1）外廓尺寸大；2）需要張緊裝置；3）由于帶的打滑，不能保持精確的傳動比；4）帶的壽命短；5）傳動效率低。第12頁/共57頁第十三頁，共57頁。帶的速度(sd)V：一般(ybn)為V=525ms ；單級傳動比：平型帶45，V（三角）帶710，同步齒型帶10 ； 通常，帶傳動用于中小功率電動機與工作機械之間的動力傳遞。目前V帶傳動應(yīng)用最廣。近年來平帶傳動的應(yīng)用已大為減少。但在多軸傳動或高速情況下，平帶傳動仍然是很有效的。傳動比

6、i：效率 ：傳動效率0.900.95第13頁/共57頁第十四頁，共57頁。一、帶傳動(chundng)的受力分析二、帶傳動的最大有效(yuxio)圓周拉力三、影響最大有效圓周拉力的 幾個因素第14頁/共57頁第十五頁，共57頁。安裝時，帶必須以一定(ydng)的初拉力張緊在帶輪上.帶工作(gngzu)前：帶工作時：F0F0Ff 帶輪作用于帶的摩擦力緊邊 進入主動輪的一邊211第15頁/共57頁第十六頁，共57頁。F = Ff = F1 F2 F 有效(yuxio)拉力，即圓周力 帶是彈性體，工作(gngzu)后可認(rèn)為其總長度不變，則：緊邊拉伸(l shn)增量 松邊拉伸(l shn)減量緊邊拉

7、力增量 松邊拉力減量 F 因此：F1 F0 FF2 F0 FF0 (F1 F 2) / 2F1 F0 F/2F2 F0 F/2由F = F1 F2，得：帶所傳遞的功率為：P F v /1000 kWv 為帶速P 增大時， 所需的F (即Ff )加大。但Ff 不可能無限增大。第16頁/共57頁第十七頁，共57頁。打滑(dhu)：當(dāng)帶所傳遞的圓周(yunzhu)力F超過帶與輪面之間的極限摩擦力總和Ff時，帶與帶輪將發(fā)生顯著的相對滑動。 當(dāng)Ff 達到極限值Fflim 時，帶傳動處于即將打滑的臨界狀態(tài)。此時， F1 達到最大，而F2 達到最小。第17頁/共57頁第十八頁，共57頁。歐拉公式反映了帶傳動

8、喪失工作能力之前，緊、松邊拉力(ll)的最大比值 當(dāng)帶有打滑趨勢時,摩擦力達到(d do)極限值， 帶的有效拉力也達到(d do)最大值。推導(dǎo)得到松緊邊拉力 F1 和 F2 的關(guān)系:feFF21f 為摩擦系數(shù)；為帶輪包角聯(lián)解：F = F1 F2得帶即將(jjing)打滑時，三力計算公式：第18頁/共57頁第十九頁，共57頁。F 此時(c sh)為不打滑時的最大有效拉力，將F1 F0 F/2代入上式：feFFF11)21(0正常工作時，有效拉力(ll)不能超過此值11ffeeFF)11 (121feFFFF112feFF整理(zhngl)后得：1120ffeeFF第19頁/共57頁第二十頁，共5

9、7頁。1120ffeeFF三、影響最大有效(yuxio)圓周拉力的幾個因素： ,F ,F第20頁/共57頁第二十一頁，共57頁。2sinfFfFfFQQNQFNQFNFNfFfFQN平帶：V帶:第21頁/共57頁第二十二頁，共57頁。 1、緊邊和松邊拉力 產(chǎn)生(chnshng)的拉 應(yīng)力 2、離心力產(chǎn)生(chnshng)的拉應(yīng)力3、帶彎曲而產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力第22頁/共57頁第二十三頁，共57頁。由離心力產(chǎn)生(chnshng)的拉應(yīng)力；由彎曲(wnq)產(chǎn)生的彎曲(wnq)應(yīng)力。緊邊拉應(yīng)力：1 F 1/A MPa松邊拉應(yīng)力：2 F2 /A MPa由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力；工作時，帶橫截面上的應(yīng)力

10、由三部分組成：A 帶的橫截面積，2mm帶的應(yīng)力分析第23頁/共57頁第二十四頁，共57頁。2、離心力產(chǎn)生(chnshng)的拉應(yīng)力c 帶繞過帶輪作(lnzu)圓周運動時會產(chǎn)生離心力。dFNC設(shè)：作用(zuyng)在微單元弧段dl 的離心力為dFNC，則rvdmdFNC2rvqdl2rvqrd2)(dqv2截取微單元弧段dl 研究，其兩端拉力Fc 為離心力引起的拉力。由水平方向力的平衡條件可知：2sin2dFdFCNCdFC?。?2sindd第24頁/共57頁第二十五頁，共57頁。MPaAqvAFCC2雖然(surn)離心力只作用在做圓周運動的部分弧段，dFCdqv2即：N2qvFC則離心拉力(

11、ll) Fc 產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：注意(zh y)：但其產(chǎn)生的離心拉力（或拉應(yīng)力）卻作用于帶的全長，且各剖面處處相等。第25頁/共57頁第二十六頁，共57頁。帶繞過帶輪時發(fā)生(fshng)彎曲，由材力公式得帶的彎曲應(yīng)力：MPadyEdb2顯然(xinrn)： dd故：b 1 b 2 與離心拉應(yīng)力不同(b tn)，彎曲應(yīng)力只作用在繞過帶輪的那一部分帶上 。ddb 第26頁/共57頁第二十七頁，共57頁。帶橫截面的應(yīng)力(yngl)為三部分應(yīng)力(yngl)之和。最大應(yīng)力(yngl)發(fā)生在: 緊邊開始(kish)進入小帶輪處。11maxbc帶受變應(yīng)力作用，這將使帶產(chǎn)生疲勞破壞。各剖面的應(yīng)力分布為：由此可知

12、：第27頁/共57頁第二十八頁，共57頁。LvkTNcb360011max帶傳動一周，完成兩個應(yīng)力(yngl)循環(huán)帶的壽命為T時，帶的應(yīng)力(yngl)循環(huán)總次數(shù)為N第28頁/共57頁第二十九頁，共57頁。 1、彈性(tnxng)滑動2、傳動比第29頁/共57頁第三十頁，共57頁。兩種滑動(hudng)現(xiàn)象：打 滑 是指由于(yuy)過載引起的全面滑動，是帶傳動的一種失效形式，應(yīng)當(dāng)避免。彈性(tnxng)滑動 是指正常工作時的微量滑動現(xiàn)象，是由拉力差（即帶的緊邊與松邊拉力不等）引起的，不可避免。 彈性滑動是如何產(chǎn)生的？因 F1 F2故松緊邊單位長度上的變形量不等。第30頁/共57頁第三十一頁，共

13、57頁。 當(dāng)帶繞過主動輪時，由于拉力逐漸(zhjin)減小，所以帶逐漸(zhjin)縮短，這時帶沿主動輪的轉(zhuǎn)向相反方向滑動，使帶的速度V落后于主動輪的圓周速度V1.同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在從動輪上。但情況(qngkung)有何不同？彈性滑動是由彈性變形和拉力(ll)差引起的。由此可見： 當(dāng)帶繞過從動輪時，由于拉力逐漸增大，所以帶逐漸伸長，這時帶沿從動輪的轉(zhuǎn)向相同方向滑動，使帶的速度V超前于從動輪的圓周速度V2.第31頁/共57頁第三十二頁，共57頁。 1帶的彈性(tnxng)滑動和打滑彈性(tnxng)滑動：圖11.12 帶傳動中的彈性滑動帶為彈性體，由于摩擦力使帶的兩邊拉力不等，發(fā)生(fshng)

14、不同程度的拉伸變形，使帶和帶輪間產(chǎn)生相對滑動。b僅發(fā)生在帶從主從動輪上離開前的那一部分接觸弧上。21圖11.7 開口傳動中的幾何關(guān)系第32頁/共57頁第三十三頁，共57頁。彈性滑動(hudng)引起的不良后果：設(shè)d1、d2為主、從動輪的直徑，mm；n1、n2為主、從動輪的轉(zhuǎn)速,r/min，則兩輪的圓周速度(sd)分別為： 產(chǎn)生摩擦(mc)功率損失，降低了傳動效率 ； 引起帶的磨損，并使帶溫度升高 ；smndv/100060222，smndv/100060111 使從動輪的圓周速度低于主動輪 ，即 v2 1，從動輪直徑(zhjng)增大，b2減小， 功率增量，傳動能力提高，則額定功率增加。LaK

15、KPPP)(000第50頁/共57頁第五十一頁，共57頁。計算(j sun)功率和根數(shù)的計算(j sun)式：0PPzPKPcAc工況系數(shù)(xsh)，查表138。計算功率:根數(shù):第51頁/共57頁第五十二頁，共57頁。1. 帶輪直徑(zhjng)和帶速大帶輪的基準(zhǔn)(jzhn)直徑:帶速:要求:最佳帶速V=525m/s小輪直徑d1應(yīng)該大于等于最小直徑dmin，見表139。)1(1212 dnnd10006011ndv離心力太大，帶與輪的正壓力減小，摩擦力，傳遞載荷能力V太小:由P=FV可知，傳遞同樣功率P時，圓周力F太大，壽命 V太大:第52頁/共57頁第五十三頁，共57頁。2.中心(zhngxn)距、帶長和包角oodaddLLaaaddddaLddadd3 .5718024)()(22)(2)(7 . 01210002122100210213.預(yù)拉力(ll)20) 15 . 2(500qvKzvPFc4.作用在帶輪軸(lnzhu)上的壓力第53頁/共57頁第五十四頁，共57頁。一 、 帶 輪 材 料(cilio) 二 、 結(jié) 構(gòu)(jigu)尺寸三、帶輪楔角與皮帶 截面夾角的關(guān)系第54頁/共57頁第五十五頁，共57頁。一、帶輪材料(cilio) 二、結(jié)構(gòu)(jigu)尺寸1）實心(shxn)式