第8章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

會(huì)計(jì)學(xué)1第8章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)帶傳動(dòng)8-1

帶傳動(dòng)的特點(diǎn)8-2

帶傳動(dòng)的分類8-3

帶傳動(dòng)的受力分析8-4

帶的耐久性8-5

彈性滑動(dòng)及傳動(dòng)比8-6

普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算8-7V帶輪的結(jié)構(gòu)8-8

帶傳動(dòng)的使用維護(hù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第1頁/共41頁8-1帶傳動(dòng)的特點(diǎn)一、帶傳動(dòng)組成主動(dòng)帶輪1、從動(dòng)帶輪2、環(huán)形帶二、工作原理靜止時(shí)，兩邊拉力相等；傳動(dòng)時(shí)，拉力大的一邊稱為主動(dòng)邊（緊邊），拉力小的一邊為從動(dòng)邊（松邊）靠帶與帶輪接觸弧間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)F1F2Ff12F0F0F0F0第2頁/共41頁三、帶傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：遠(yuǎn)距離傳動(dòng)可緩沖、減振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)過載保護(hù)結(jié)構(gòu)簡單,精度低,成本低機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)缺點(diǎn)：外廓尺寸大彈性滑動(dòng)，傳動(dòng)比不固定，效率低軸與軸承受力大壽命短需要張緊裝置不宜用于高溫,易燃場合第3頁/共41頁8-2帶傳動(dòng)的分類一、按傳動(dòng)形式分開口傳動(dòng)：兩軸平行，同向回轉(zhuǎn)交叉?zhèn)鲃?dòng)：兩軸平行，反向回轉(zhuǎn)半交叉?zhèn)鲃?dòng)：兩軸交錯(cuò)，不能逆轉(zhuǎn)二、按帶的截面分平帶傳動(dòng)：底面是工作面，可實(shí)現(xiàn)多種形式的傳動(dòng)Ｖ帶傳動(dòng)：帶兩側(cè)面是工作面，當(dāng)量摩擦系數(shù)大，承載力大，只用于開口傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)：具平、Ｖ帶的優(yōu)點(diǎn)同步帶傳動(dòng)：具帶與鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第4頁/共41頁8-3帶傳動(dòng)的受力分析一、帶受力變化二、緊松邊拉力關(guān)系三、最大有效拉力機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第5頁/共41頁一、帶受力變化靜止時(shí)，兩邊拉力相等=F0→張緊力工作時(shí):拉力增加緊邊：F0→F1

緊邊拉力拉力減少松邊：F0→F2

松邊拉力工作狀態(tài):

帶兩邊拉力不相等緊松邊判斷：繞進(jìn)主動(dòng)輪的一邊→緊邊機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)F1F2F0F0F0F0Ff緊邊松邊第6頁/共41頁二、緊松邊拉力關(guān)系緊邊由F0→F1拉力增加，帶增長松邊由F0→F2

拉力減少，帶縮短總長不變帶增長量＝帶縮短量F1－F0＝F0－F2;F1＋F2＝2F0

有效拉力:F1-F2

即帶所傳遞的圓周力F圓周力F：F=F1-F2=Ff打滑：外載荷引起的圓周力大于全部摩擦力，帶將沿輪面發(fā)生滑動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)F1F2F0F0F0F0Ff緊邊松邊第7頁/共41頁三、最大有效拉力打滑：外載荷引起的圓周力大于全部摩擦力，帶將沿輪面發(fā)生滑動(dòng)柔韌體的歐拉公式：a——小帶輪的包角此時(shí)，摩擦力達(dá)到最大帶所能傳遞的最大圓周力影響因素：初拉力F0↑→F↑包角α↑→F↑，α↑→帶與帶輪接觸弧越長→總摩擦力越大摩擦系數(shù)f↑→F↑機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)F0越大越好嗎？越小呢？F1F2Ff緊邊松邊第8頁/共41頁8-4帶的耐久性?帶傳動(dòng)工作時(shí),作用于帶上有哪些應(yīng)力?它們的分布及大小有什么特點(diǎn)?最大應(yīng)力發(fā)生在什么部位?為什么要限制帶速？帶的應(yīng)力：拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、離心拉應(yīng)力由帶彎曲運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力:σc由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力:s1、s2：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)由帶彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力:σb1,σb2變應(yīng)力→疲勞破壞最大應(yīng)力:

smax=s1+sb1+sc發(fā)生位置:

小帶輪與緊邊接觸處第9頁/共41頁8-5彈性滑動(dòng)及傳動(dòng)比什么是彈性滑動(dòng),什么是打滑?對(duì)傳動(dòng)有什么影響？為什么會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)或打滑?是否可以避免?一、彈性滑動(dòng)分析：帶是彈性體彈性形變?chǔ)耍簷C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)F1F2緊邊松邊FFFF+dFF+dFF+dFF0F0+dF正確第10頁/共41頁彈性滑動(dòng)定義：由于帶的兩邊彈性變形不等所引起的帶與帶輪之間的微量相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的原因：帶的彈性、松邊與緊邊拉力差變形量改變，相對(duì)輪滑動(dòng)彈性滑動(dòng)的特點(diǎn)：彈性滑動(dòng)不可避免Fe↑彈性滑動(dòng)↑彈性滑動(dòng)范圍↑

后果：帶速滯后于主動(dòng)輪，超前于從動(dòng)輪→v1>v帶>v2

，v1>v2

帶傳動(dòng)傳動(dòng)比不穩(wěn)定機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)F1F2緊邊松邊彈性滑動(dòng)率：如果彈性滑動(dòng)擴(kuò)展到整個(gè)接觸弧?

第11頁/共41頁二、打滑定義：帶沿帶輪面發(fā)生全面滑動(dòng)產(chǎn)生的原因：Fe>Ffmax

彈性滑動(dòng)擴(kuò)展到整個(gè)接觸弧顯著滑動(dòng)(打滑)特點(diǎn)：打滑可以避免，而且應(yīng)當(dāng)避免短時(shí)打滑起到過載保護(hù)作用打滑先發(fā)生在小帶輪處

后果：打滑帶的劇烈磨損從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速劇烈降低失效機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)F1F2緊邊松邊?如何防止打滑第12頁/共41頁8-6普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、V帶的結(jié)構(gòu)二、普通V帶標(biāo)準(zhǔn)三、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第13頁/共41頁一、V帶的結(jié)構(gòu)伸張層(頂膠)、強(qiáng)力層(抗拉體)、壓縮層(底膠)、包布層摩擦力分析：比較平帶與V帶機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)FnFnFVFVFn第14頁/共41頁二、普通V帶標(biāo)準(zhǔn)普通V帶：Y、Z、A、B、C、D、E七種窄V帶：SPZ、SPA、SPB、SPC四種截面尺寸見表8-1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第15頁/共41頁三、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1帶傳動(dòng)失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2單根V帶能傳遞的功率3設(shè)計(jì)步驟機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第16頁/共41頁1帶傳動(dòng)失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式：打滑、帶的疲勞損壞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：F≤Ffmax、smax=s1+sb1+sc≤[s]設(shè)計(jì)依據(jù)：保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命具體做法：確定單根帶所能傳遞的許用功率根據(jù)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率確定帶安全工作的根數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第17頁/共41頁2單根V帶能傳遞的功率保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命基本額定功率可查表8-2a、表8-2b基本額定功率確定條件：i=1,特定帶長，工作平穩(wěn)實(shí)際工作中單根帶所能傳遞的許用功率：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)不打滑不疲勞破壞長度系數(shù)包角系數(shù)時(shí)的功率增量第18頁/共41頁3設(shè)計(jì)步驟已知條件及設(shè)計(jì)內(nèi)容：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)已知條件設(shè)計(jì)內(nèi)容傳遞的名義功率P主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2或傳動(dòng)比i傳動(dòng)位置要求

工況條件、原動(dòng)機(jī)類型等V帶的型號(hào)、長度和根數(shù)帶輪直徑和結(jié)構(gòu)傳動(dòng)中心距a驗(yàn)算帶速v

和包角α計(jì)算初拉力和壓軸力第19頁/共41頁7、計(jì)算帶的根數(shù)z2、根據(jù)n1、Pc選擇帶的型號(hào)3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大，所以dd1≥dmin

dd2=i

dd1(1–ε)，圓整成標(biāo)準(zhǔn)值

具體步驟1、確定計(jì)算功率Pc＝KAP機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)工況系數(shù)，查表8-34、驗(yàn)算帶速v(v＝5～25m/s)N5、確定中心距a及帶長Ld6、驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角α1N

z≥7？NY8、確定初拉力F09、計(jì)算壓軸力FQ10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題：帶傳動(dòng)適合于高速級(jí)還是低速級(jí)？根據(jù)圖8-10

套基準(zhǔn)長度，表8-1第20頁/共41頁a過小，帶短，易疲勞a過大，易引起帶的扇動(dòng)確定中心距初定中心距a0

0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)初算帶長Ld0

計(jì)算實(shí)際中心距a（圓整）取基準(zhǔn)帶長Ld(表6－5)第21頁/共41頁8-7V帶輪的結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)型式——按帶輪直徑確定實(shí)心式、腹板式、橢圓輪輻式具體輪槽尺寸見表8-7機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第22頁/共41頁8-8帶傳動(dòng)的使用維護(hù)為什么要張緊？Ｐ＝Fecv/100→調(diào)整F0→增大Fec但安裝制造誤差、塑性變形

F0不保證設(shè)張緊裝置常見的張緊裝置:調(diào)整中心距定期張緊自動(dòng)張緊調(diào)整張緊輪機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第23頁/共41頁自動(dòng)張緊調(diào)整中心距定期張緊機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第24頁/共41頁平帶傳動(dòng)：張緊輪設(shè)置在處調(diào)整張緊輪Ｖ帶傳動(dòng)：張緊輪設(shè)置在處機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)松邊內(nèi)側(cè)靠大輪(∵Ｖ帶只能單向彎曲，避免過多減小包角）松邊外側(cè)靠小輪(∵平帶可以雙向彎曲，應(yīng)盡量增大包角)范例第25頁/共41頁鏈傳動(dòng)8-9

鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)8-10

鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)8-11

鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇8-12

鏈傳動(dòng)的計(jì)算8-13

鏈傳動(dòng)的使用維護(hù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第26頁/共41頁8-9鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)一、構(gòu)成主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪、鏈二、工作原理靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)三、特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：遠(yuǎn)距離傳動(dòng)工作可靠,效率η較高平均傳動(dòng)比恒定i=z2/z1壓軸力Fp小于帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)緊湊(與帶傳動(dòng)比較)缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)不均勻(z小、

p大→不均勻↑)瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定傳動(dòng)平穩(wěn)性差(沖擊、振動(dòng)大，噪音高→動(dòng)載荷→不宜高速傳動(dòng))外廓尺寸大機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第27頁/共41頁8-10鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)一、鏈滾子鏈齒形鏈二、鏈輪機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第28頁/共41頁一、鏈傳動(dòng)鏈可分為：滾子鏈、齒形鏈1滾子鏈（套筒滾子鏈）組成:內(nèi)、外鏈板，套筒，銷軸，滾子機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)配合狀況:內(nèi)鏈板、套筒之間—過盈配合外鏈板、銷軸之間—過盈配合套筒、銷軸之間—間隙配合，使內(nèi)外鏈板能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)鏈板形狀的特點(diǎn)→等強(qiáng)度內(nèi)鏈板外鏈板套筒銷軸滾子第29頁/共41頁參數(shù)節(jié)距p—相鄰兩銷軸中心之距離鏈長—鏈節(jié)數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，剛好內(nèi)、外鏈板相連，再用開口銷或彈簧鎖住活動(dòng)銷軸；為奇時(shí)，采用過渡鏈節(jié)第30頁/共41頁2齒形鏈無聲鏈結(jié)構(gòu)：鏈板(帶兩個(gè)齒，交錯(cuò)并列鉸接)、導(dǎo)板(防側(cè)向竄動(dòng))機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)由許多以鉸鏈連接的齒形鏈板鎖構(gòu)成

傳動(dòng)平穩(wěn)，無聲鏈；鏈板的齒形與鏈輪輪齒互相嚙合特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、無噪聲，承受沖擊性能好，工作可靠適宜場合：高速傳動(dòng)或運(yùn)動(dòng)精度要求較高，傳動(dòng)比大和中心距較小缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，且制造較難第31頁/共41頁二、鏈輪1基本參數(shù)基本參數(shù)：節(jié)距p、套筒外徑d1、齒數(shù)z、排距p1分度圓直徑：被鏈輪節(jié)距等分的圓，d=p/(sin180°/z)齒頂圓直徑:

da機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)2齒形端面齒形：三圓弧一直線（零件工作圖上不畫）軸面齒形：(工作圖上要畫)工作圖應(yīng)標(biāo)明：鏈節(jié)距p、齒數(shù)z、分度圓直徑d以及頂圓直徑da3材料材料要求：保證輪齒具有足夠的耐磨性、強(qiáng)度小鏈輪材料好些低碳鋼(滲碳淬火)、中碳鋼(表面淬火)、鑄鋼、夾布膠木(平穩(wěn)、噪音小)第32頁/共41頁8-11主要參數(shù)及其選擇一、鏈條速度二、傳動(dòng)比三、鏈輪齒數(shù)四、鏈節(jié)距五、中心距和鏈條長度機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)第33頁/共41頁一、鏈條速度假定：主動(dòng)邊總處于水平位置鏈輪抽象成正多邊形，邊長為p鏈速：

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)平均鏈速：相當(dāng)于多邊形輪的傳動(dòng)第34頁/共41頁二、傳動(dòng)比平均傳動(dòng)比，瞬時(shí)速度、傳動(dòng)比是變化的，且z越少，轉(zhuǎn)速越不均勻機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)稱為多邊形效應(yīng)v0=1r1v第35頁/共41頁三、鏈輪齒數(shù)表8-12，小鏈輪齒數(shù)選用奇數(shù)，這是因?yàn)殒湕l的鏈節(jié)數(shù)一般用偶數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)小鏈輪齒數(shù)z1

愈多，傳動(dòng)愈平穩(wěn)，動(dòng)載荷減小通常取z1≥17，且傳動(dòng)比i

越小，z1可越多大鏈輪齒數(shù)z2

＝i

z1

，常取z2≤120，以防止脫鏈第36頁/共41頁四、鏈節(jié)距p最主要的參數(shù)。它是相鄰鏈節(jié)中心之間的距離機(jī)械設(shè)計(jì)基