機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課件帶傳動和鏈傳動

1、2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清1機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)主講：呂亞清機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械基礎(chǔ)研究室2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清2第十三章 帶傳動和鏈傳動通過中間撓性件（帶或鏈）傳遞運(yùn)動和動力，適用于兩軸通過中間撓性件（帶或鏈）傳遞運(yùn)動和動力，適用于兩軸中心距較大的場合。在這種場合下，與應(yīng)用廣泛的齒輪傳中心距較大的場合。在這種場合下，與應(yīng)用廣泛的齒輪傳動相比，它們具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。也是常用動相比，它們具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。也是常用的傳動。的傳動。2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清3第十三章 帶傳動和鏈傳動帶傳動帶傳動鏈傳動鏈傳動2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清4帶

2、傳動13-113-1帶傳動的特點(diǎn)帶傳動的特點(diǎn)13-213-2帶傳動的分類帶傳動的分類13-313-3帶傳動的工作情況分析帶傳動的工作情況分析13-413-4普通普通V V帶傳動的設(shè)計計算帶傳動的設(shè)計計算13-513-5V V帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪的結(jié)構(gòu)13-613-6帶傳動的張緊裝置帶傳動的張緊裝置13-713-7同步帶傳動簡介同步帶傳動簡介2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清5一一.按工作原理的不同，帶傳動可分為按工作原理的不同，帶傳動可分為 13131 1帶傳動的特點(diǎn)帶傳動的特點(diǎn) 帶傳動帶傳動摩擦帶傳動摩擦帶傳動嚙合帶傳動嚙合帶傳動（同步帶傳動）（同步帶傳動）2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞

3、清6二.帶傳動的組成由主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的環(huán)形帶組由主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的環(huán)形帶組成成2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清7三.帶傳動的工作原理00 靠帶與帶輪接觸弧間的靠帶與帶輪接觸弧間的摩擦力摩擦力傳遞運(yùn)傳遞運(yùn) 動和動力動和動力T1T22004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清8四、帶傳動的優(yōu)缺點(diǎn)四、帶傳動的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：u遠(yuǎn)距離傳動遠(yuǎn)距離傳動u可緩沖、減振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可緩沖、減振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)u過載保護(hù)過載保護(hù)u結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單, 精度低精度低, 成本低成本低缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：u外廓尺寸大外廓尺寸大u彈性滑動，傳動比不固彈性滑動，傳動比不固定，效率低定，效率低u軸與軸承受力大軸與

4、軸承受力大u壽命短壽命短u需要張緊裝置需要張緊裝置u不宜用于高溫不宜用于高溫, 易燃場易燃場合合2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清9一一.按傳動形式分按傳動形式分 13132 2帶傳動的分類帶傳動的分類 2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清10二二.按帶的截面分按帶的截面分 13132 2帶傳動的分類帶傳動的分類 2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清11u包角：傳動帶與帶輪輪包角：傳動帶與帶輪輪緣接觸弧所對的中心角，緣接觸弧所對的中心角，是帶傳動的一個重要參數(shù)。是帶傳動的一個重要參數(shù)。三三. .開口傳動的幾何關(guān)系開口傳動的幾何關(guān)系ad-d12u中心距與帶長中心距與帶長L之之間存在一定的

5、幾何關(guān)系間存在一定的幾何關(guān)系主要幾何參數(shù)：帶輪直徑主要幾何參數(shù)：帶輪直徑1、2，中心距，帶，中心距，帶長長L，包角，包角2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清12帶傳動的受力分析帶傳動的受力分析帶傳動的應(yīng)力分析帶傳動的應(yīng)力分析帶傳動的彈性滑動和傳動比帶傳動的彈性滑動和傳動比 13133 3帶傳動的工作情況分析帶傳動的工作情況分析 2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清13一一. .帶傳動的受力分析帶傳動的受力分析 2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清14二二. .帶傳動的應(yīng)力分析帶傳動的應(yīng)力分析 2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清15? ? 帶傳動工作時帶傳動工作時, ,作用于帶上有哪些

6、應(yīng)力作用于帶上有哪些應(yīng)力? ?它們的分布它們的分布及大小有什么特點(diǎn)及大小有什么特點(diǎn)? ?最大應(yīng)力發(fā)生在什么部位最大應(yīng)力發(fā)生在什么部位? ?為什為什么要限制帶速？么要限制帶速？變應(yīng)力變應(yīng)力疲勞破壞疲勞破壞最大應(yīng)力最大應(yīng)力: s smax=s s1+s sb1+s sc發(fā)生位置發(fā)生位置: 小帶輪與緊邊接觸處小帶輪與緊邊接觸處帶的應(yīng)力：帶的應(yīng)力：拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、離心拉應(yīng)力拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、離心拉應(yīng)力2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清16三.帶傳動的彈性滑動和傳動比2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清17 ？什么是彈性滑動什么是彈性滑動, , 什么是打滑什么是打滑? ? 對傳動有什么影響？對傳

7、動有什么影響？ 為什么會發(fā)生彈性滑動或打滑為什么會發(fā)生彈性滑動或打滑? ? 是否可以避免是否可以避免? ? 原因原因:當(dāng)當(dāng)FeFfmax 打滑打滑 分析分析: 2. 打滑先發(fā)生在打滑先發(fā)生在 3. 打滑打滑帶的劇烈磨損帶的劇烈磨損 失效失效 防止措施防止措施: 可以可以小帶輪處小帶輪處 2. F0、f、（緊邊置下）（緊邊置下）Ffmax1. 控制控制Fe Ffmax1. 打滑打滑 避免避免u打打 滑滑4. 過載保護(hù)作用過載保護(hù)作用2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清18)1 (1221ddddnniu彈性滑動彈性滑動 1. 帶速滯后帶速滯后 V1V帶帶V2 V1V2 帶兩邊拉力不相等帶兩邊拉

8、力不相等, 則彈性變形不同，帶則彈性變形不同，帶經(jīng)過輪時經(jīng)過輪時變形量改變變形量改變相對輪有滑動相對輪有滑動分析分析:1.彈性滑動彈性滑動 避免避免2.彈性滑動發(fā)生在彈性滑動發(fā)生在 帶帶離開離開帶輪的那段接觸弧上帶輪的那段接觸弧上 3.Fe 彈性滑動彈性滑動 彈性滑動彈性滑動范范 圍圍, 當(dāng)彈當(dāng)彈 性滑動性滑動擴(kuò)展到整個接觸弧擴(kuò)展到整個接觸弧時時, FeFfmax 打滑打滑 不可不可原因原因:后果：后果：2.帶傳動傳動比不穩(wěn)定帶傳動傳動比不穩(wěn)定121vvv 1221ddddnni滑動率2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清19 134一一. .V V帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)二二. .V V

9、帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清20一、一、V V帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清21二、二、V V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算1. 1. 帶傳動失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則帶傳動失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則2. 2. 單根單根V V帶能傳遞的功率帶能傳遞的功率3. 3. 設(shè)計步驟設(shè)計步驟2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清221. 1. 帶傳動失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則帶傳動失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則u失效形式：失效形式：打滑、帶的疲勞損壞打滑、帶的疲勞損壞u設(shè)計準(zhǔn)則：設(shè)計準(zhǔn)則：FFFfmax、 s smax=s s1+s sb1+s scs su設(shè)計依據(jù)：

10、設(shè)計依據(jù)：保證不打滑的條件下，使帶具有一定保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命的疲勞強(qiáng)度或壽命具體做法：具體做法：u確定單根帶所能傳遞的許用功率確定單根帶所能傳遞的許用功率u根據(jù)帶傳動的設(shè)計功率根據(jù)帶傳動的設(shè)計功率u確定帶安全工作的根數(shù)確定帶安全工作的根數(shù)2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清232. 2. 單根單根V V帶能傳遞的功率帶能傳遞的功率u保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命命u基本額定功率可查表基本額定功率可查表13-313-3u基本額定功率確定條件基本額定功率確定條件：i =1,=1,特定帶長，工作平穩(wěn)特定帶

11、長，工作平穩(wěn)u實際工作中單根帶所能傳遞的許用功率實際工作中單根帶所能傳遞的許用功率：1000)11 (100010veFFvPf不打滑不打滑不疲勞破壞不疲勞破壞1000)11)(1AvefCbsss1000)11 (1veAfsLKKPPP)(000長度系數(shù)長度系數(shù)包角系數(shù)包角系數(shù)時的功率增量時的功率增量1i2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清243 .3 .設(shè)計步驟設(shè)計步驟u已知條件及設(shè)計內(nèi)容：已知條件及設(shè)計內(nèi)容：已知條件已知條件設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容傳遞的名義功率傳遞的名義功率P P 主動輪轉(zhuǎn)速主動輪轉(zhuǎn)速n1 1從動輪轉(zhuǎn)速從動輪轉(zhuǎn)速n2 2 或傳或傳動比動比i 傳動位置要求傳動位置要求 工況條

12、件、原動機(jī)類工況條件、原動機(jī)類型等型等V V帶的型號、長度和根帶的型號、長度和根數(shù)數(shù)帶輪直徑和結(jié)構(gòu)帶輪直徑和結(jié)構(gòu)傳動中心距傳動中心距 a驗算帶速驗算帶速 v 和包角和包角計算初拉力和壓軸力計算初拉力和壓軸力2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清257、計算帶的根數(shù)、計算帶的根數(shù) z2、根據(jù)、根據(jù)n1、 Pc 選擇帶的型號選擇帶的型號3、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)力愈帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大，所以大，所以dd1 dmin dd2 = i dd1(1)，圓，圓整成標(biāo)準(zhǔn)值整成標(biāo)準(zhǔn)值 700KKPPPPPzLcc具體步驟具體步驟1、確定計算功率、確定計算功率 Pc

13、KAP工況系數(shù)，工況系數(shù)，查表查表13-64、驗算帶速、驗算帶速v (v525m/s)N5、確定中心距、確定中心距 a 及帶長及帶長 Ld6、驗算主動輪的包角、驗算主動輪的包角1N z 7 ？NY8、確定初拉力、確定初拉力 F09、計算壓軸力、計算壓軸力 FQ10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計問題：帶傳動適合于問題：帶傳動適合于高速級還是低速級？高速級還是低速級？根據(jù)圖根據(jù)圖13-15 0012011203.57180adddd 205 . 2500qvzvKPKFc2sin210zFFQ套基準(zhǔn)長度，表套基準(zhǔn)長度，表13-22004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清26a 過小，帶短，易疲勞a 過大

14、，易引起帶的扇動確定中心距確定中心距初定中心距初定中心距 a0 0.7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2)初算帶長初算帶長Ld0 計算實際中心距計算實際中心距 a02122100422addddaLddddd200ddLLaa（圓整）（圓整）取基準(zhǔn)帶長取基準(zhǔn)帶長 Ld(表表13-2)2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清27 135u基本結(jié)構(gòu)型式基本結(jié)構(gòu)型式按帶輪直徑確定按帶輪直徑確定 u實心式、腹板式、橢圓輪輻式實心式、腹板式、橢圓輪輻式u具體輪槽尺寸見表具體輪槽尺寸見表13-82004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清28 13136 6帶傳動的張緊裝置帶傳動的張緊裝置 u帶傳動在工

15、作一段時間后，其初拉力會因帶帶傳動在工作一段時間后，其初拉力會因帶的伸長而減小，產(chǎn)生松弛現(xiàn)象，使傳動能力驟的伸長而減小，產(chǎn)生松弛現(xiàn)象，使傳動能力驟降，所以帶傳動一般應(yīng)有張緊裝置以保持一定降，所以帶傳動一般應(yīng)有張緊裝置以保持一定的初拉力的初拉力為什么需要張緊？為什么需要張緊？2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清29u定期張緊裝置定期張緊裝置移動式張緊裝置移動式張緊裝置擺動式張緊裝置擺動式張緊裝置2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清30u自動張緊裝置自動張緊裝置2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清31u張緊輪張緊輪2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清32特點(diǎn)：特點(diǎn)： 13136 6 同步帶

16、傳動簡介同步帶傳動簡介 u傳動比恒定；傳動比恒定；u結(jié)構(gòu)緊湊；結(jié)構(gòu)緊湊；u適于高速傳動，帶速可達(dá)適于高速傳動，帶速可達(dá)40/；u傳動效率高達(dá)傳動效率高達(dá)98%99%u帶及帶輪價格較高，對制帶及帶輪價格較高，對制造、安裝要求高。造、安裝要求高。常用于要求傳動比常用于要求傳動比準(zhǔn)確的中小功率傳動，準(zhǔn)確的中小功率傳動，如輕紡機(jī)械、計算機(jī)、如輕紡機(jī)械、計算機(jī)、影碟機(jī)、錄像設(shè)備等影碟機(jī)、錄像設(shè)備等2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清33鏈傳動13138 8 鏈傳動的特點(diǎn)鏈傳動的特點(diǎn)13139 9 傳動鏈的結(jié)構(gòu)傳動鏈的結(jié)構(gòu)131310 10 鏈傳動的布置和張緊鏈傳動的布置和張緊2004-2005第一學(xué)期

17、編制：呂亞清34 138 鏈傳動的特點(diǎn)u靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合傳遞運(yùn)動和動力靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合傳遞運(yùn)動和動力u有中間撓性件的嚙合傳動有中間撓性件的嚙合傳動一一.組成組成由安裝在兩根由安裝在兩根平行軸上的主動平行軸上的主動鏈輪、從動鏈輪鏈輪、從動鏈輪以及環(huán)繞在鏈輪以及環(huán)繞在鏈輪上的封閉鏈條組上的封閉鏈條組成成二二.工作原理工作原理2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清35138 三、特點(diǎn)三、特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：u遠(yuǎn)距離傳動遠(yuǎn)距離傳動u工作可靠工作可靠, , 效率效率較高較高u平均傳動比恒定平均傳動比恒定 i = i = z z2 2/ /z z1 1 u壓軸力壓軸力F Fp p小于帶傳動的小于帶

18、傳動的u結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊( (與帶傳動比較與帶傳動比較) )u能在溫度較高、有油污能在溫度較高、有油污等惡劣環(huán)境條件下工作等惡劣環(huán)境條件下工作缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：u運(yùn)動不均勻運(yùn)動不均勻 (z小、小、 p大大 不均勻不均勻)u瞬時傳動比不恒定瞬時傳動比不恒定u傳動平穩(wěn)性差傳動平穩(wěn)性差(沖擊、振沖擊、振動大，噪音高動大，噪音高動載荷動載荷 不宜高速傳動不宜高速傳動)外廓尺外廓尺寸大寸大2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清36139u按用途的不同分為按用途的不同分為一.種類起重鏈傳動鏈牽引鏈u傳動鏈按結(jié)構(gòu)不同可分為傳動鏈按結(jié)構(gòu)不同可分為滾子鏈齒形鏈2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清37二.滾子鏈的結(jié)構(gòu)

19、u滾子鏈的組成與節(jié)距2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清38二.滾子鏈的結(jié)構(gòu)u鏈排數(shù)2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清39二.滾子鏈的結(jié)構(gòu)u鏈封閉時的接頭形式2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清40二二. .滾子鏈的結(jié)構(gòu)滾子鏈的結(jié)構(gòu)u鏈輪鏈輪2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清41二二. .滾子鏈的結(jié)構(gòu)滾子鏈的結(jié)構(gòu)u鏈傳動的傳動比鏈傳動的傳動比1221zznni鏈速和傳動比都是平均鏈速和傳動比都是平均值。由于多邊形效應(yīng)，值。由于多邊形效應(yīng)，瞬時鏈速和瞬時傳動比瞬時鏈速和瞬時傳動比都是變化的。都是變化的。2004-2005第一學(xué)期編制：呂亞清42三三. .齒形鏈齒形鏈u無聲鏈無聲鏈結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：u鏈板鏈板(帶兩個齒，交錯并列鉸接帶兩個齒，交錯并列鉸接) 、導(dǎo)板、導(dǎo)板(防側(cè)向竄防側(cè)向竄動動)特點(diǎn)：特點(diǎn)：u優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動平穩(wěn)、無噪聲，承傳動平穩(wěn)、無噪聲，承受沖擊性能好，工作可靠受沖擊性能好，工作可靠u適宜場合：高速傳動或運(yùn)動精適宜場合：高速傳動或運(yùn)動精度要求較高，傳動比大和中心度要求較高，傳動比大和中心距較小距較小u缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高，且制造較難且制造較