帶傳動與鏈傳動介紹課件

第13章V帶傳動與鏈傳動▓▓概述▓▓帶傳動的受力分析及運動分析▓▓普通V帶傳動的設(shè)計▓鏈傳動簡介§13-1概述帶有中間撓性件的傳動方式。包括：帶傳動、鏈傳動和繩傳動撓性傳動—工作原理—摩擦傳動：平帶、V帶、多楔帶等嚙合傳動：

同步帶、鏈傳動等本章主要討論普通V帶傳動的設(shè)計一、撓性傳動的類型二、普通V帶與平帶摩擦力之比較平帶的摩擦力為：V帶的摩擦力為：fv—

當量摩擦系數(shù)，顯然fv>f相同條件下，V帶的摩擦力大于平帶，傳動能力更大三、帶傳動的幾何尺寸V帶的基準長度Ld：在節(jié)線上量得的帶周長V帶輪的基準直徑d

：與節(jié)線相對應的帶輪直徑帶傳動幾何尺寸

：α1－小帶輪包角α2－大帶輪包角α1<α2

a－帶傳動中心距§13-2帶傳動的受力分析及運動分析一、受力分析安裝時，帶必須以一定的初拉力張緊在帶輪上Ffn2FfF1帶工作前：帶工作時：F0F0此時，帶只受初拉力F0作用n1F2F2松邊－退出主動輪的一邊緊邊－進入主動輪的一邊由于摩擦力的作用：緊邊拉力--由F0增加到F1；松邊拉力--由F0減小到F2。Ff－帶輪作用于帶的摩擦力F=Ff=F1–F2

F－

有效拉力，即圓周力

帶是彈性體，工作后可認為其總長度不變，則：緊邊拉伸增量＝松邊拉伸減量緊邊拉力增量＝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/1000kWv

為帶速P增大時，所需的F(即Ff)加大。但Ff不可能無限增大。f為摩擦系數(shù)；α為帶輪包角當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，F(xiàn)1達到最大，而F2達到最小。帶傳動即將打滑時，可推出古典的柔韌體摩擦歐拉公式：二、歐拉公式歐拉公式反映了帶傳動喪失工作能力之前，緊、松邊拉力的最大比值那么：F

=F1–F2

＝F1(1－1/efα)F

－此時為不打滑時的最大有效拉力，將F1＝F0＋F/2代入上式：正常工作時，有效拉力不能超過此值整理后得：影響最大有效拉力的幾個因素：初拉力F0：F與F0成正比，增大F0有利于提高帶的傳動能力，避免打滑。但F0

過大，將使帶發(fā)熱和磨損加劇，從而縮短帶的壽命。包角α

：帶所能傳遞的圓周力增加，傳動

α↑↑,→F能力增強，故應保證小帶輪的包角α1。這一要求限制了最大傳動比i和最小中心距a。

i↑→α1↓;

a↓→α1↓因為：摩擦系數(shù)f

：

f↑↑,→F傳動能力增加對于V帶，應采用當量摩擦系數(shù)fv當包角α

＝180°時：V帶－F1/F2＝efvπ≈5平帶－F1/F2＝e

fπ≈3由此可見：相同條件下，V帶的傳動能力強于平帶三、帶傳動的應力分析工作時，帶橫截面上的應力由三部分組成：由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應力；由離心力產(chǎn)生的拉應力；由彎曲產(chǎn)生的彎曲應力。1、拉力F1、F2產(chǎn)生的拉應力σ1、σ2緊邊拉應力：σ1＝F1/AMPa松邊拉應力：σ2＝F2

/AMPaA

－帶的橫截面積2、離心力產(chǎn)生的拉應力σc設(shè)：

帶繞過帶輪作圓周運動時會產(chǎn)生離心力。作用在微單元弧段dl的離心力為dC，則截取微單元弧段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：微單元弧的質(zhì)量帶速（m/s)帶單位長度質(zhì)量（kg/m）帶輪半徑微單元弧對應的圓心角雖然離心力只作用在做圓周運動的部分弧段，∴即：則離心拉力Fc產(chǎn)生的拉應力為：注意：但其產(chǎn)生的離心拉力（或拉應力）卻作用于帶的全部，且各剖面處處相等。3、帶彎曲而產(chǎn)生的彎曲應力σb帶繞過帶輪時發(fā)生彎曲，由材力公式：節(jié)線至帶最外層的距離帶的彈性模量顯然：d↓→σb↑故：σb1>σb2帶繞過小帶輪時的彎曲應力帶繞過大帶輪時的彎曲應力與離心拉應力不同，彎曲應力只作用在繞過帶輪的那一部分帶上

。帶橫截面的應力為三部分應力之和。各剖面的應力分布為：最大應力發(fā)生在緊邊開始進入小帶輪處:由此可知，帶受變應力作用，這將使帶產(chǎn)生疲勞破壞。兩種滑動現(xiàn)象：四、帶傳動的彈性滑動和傳動比1、彈性滑動打滑—是帶傳動的一種失效形式，應避免彈性滑動—正常工作時的微量滑動現(xiàn)象，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。帶繞過主動輪時，由于拉力逐漸減小，所以帶逐漸收縮，使帶相對于主動輪的轉(zhuǎn)向向后滑動。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在從動輪上。但情況有何不同？由此可見：彈性滑動是由彈性變形和拉力差引起的。彈性滑動引起的不良后果：●使從動輪的圓周速度低于主動輪，即v2<v1；●產(chǎn)生摩擦功率損失，降低了傳動效率；●引起帶的磨損，并使帶溫度升高；2、傳動比滑動率ε—彈性滑動引起的從動輪圓周速度的相對降低量傳動比：ε反映了彈性滑動的大小，ε隨載荷的改變而改變。載荷越大，ε越大，傳動比的變化越大。對于V帶：ε≈0.01~0.02粗略計算時可忽略不計§13-3普通V帶傳動的設(shè)計一、失效形式及設(shè)計準則1、失效形式●打滑－帶與帶輪之間的顯著滑動，過載引起●疲勞破損－變應力引起2、設(shè)計準則在保證不打滑的前提下，具有足夠的疲勞壽命二、單根V帶的許用功率－承載能力計算要保證帶的疲勞壽命，應使最大應力不超過許用應力：－不疲勞的要求或：根據(jù)歐拉公式，即將打滑時的最大有效拉力為：由此得單根帶所能傳遞的功率：－不打滑的要求則：此式包含了不打滑、不疲勞兩個條件。表13－3列出了在特定條件下單根普通V帶所能傳遞的功率，稱為基本額定功率P0。特定條件：傳動平穩(wěn)；i＝1，α1＝α2＝π；特定帶長實際工作條件：●傳動比i>1－從動輪直徑增大，傳動能力提高，則額定功率增加額定功率增量為：－△P0查表13-5,6彎曲系數(shù)，截面尺寸大的帶，系數(shù)值越大●帶長不等于特定帶長－帶越長，單位時間內(nèi)的應力循環(huán)次數(shù)越少，則帶的疲勞壽命越長。相反，短帶的壽命短。為此，引入帶長修正系數(shù)KL。表13-2●包角α不等于π－小帶輪包角小于π，傳動能力有所下降，引入包角修正系數(shù)Kα

。Kα≤1傳動比系數(shù)，傳動比越大，系數(shù)值越大σb2減小，在實際工作條件下，單根V帶的額定功率為：三、V帶傳動的設(shè)計計算（一）已知條件及設(shè)計內(nèi)容傳遞的名義功率P；已知條件主動輪轉(zhuǎn)速n1

；從動輪轉(zhuǎn)速n2或傳動比i；傳動位置要求

；工況條件、原動機類型等；V帶的型號、長度和根數(shù)；設(shè)計內(nèi)容帶輪直徑和結(jié)構(gòu)；傳動中心距a；驗算帶速v

和包角α

；計算初拉力和壓軸力；（二）設(shè)計步驟和方法1、確定計算功率Pc＝KAP2、根據(jù)n1、Pc選擇帶的型號工況系數(shù)，查表13－8。3、確定帶輪基準直徑d1、d2帶輪愈小，彎曲應力愈大，所以d1≥dmin

d2=i

d1(1-ε），圓整成標準值4、驗算帶速v

（v＝5～25m/s）N5、確定中心距a及帶長Ld6、驗算主動輪的包角α1

7、計算帶的根數(shù)zN

z≥7？NY8、確定初拉力F0

9、計算壓軸力FQ10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計

初定中心距a00.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)初算帶長L0

計算實際中心距aa過小，帶短，易疲勞a過大，易引起帶的扇動（圓整）取基準帶長Ld（表13－2）§13-4鏈傳動簡介一、鏈傳動的類型及特點傳動鏈常用：滾子鏈和齒形鏈滾子鏈應用較多，且為標準件，其主要參數(shù)包括：p

－節(jié)距；Lp

－鏈節(jié)數(shù)，z

－鏈輪齒數(shù)，取偶數(shù)；取奇數(shù)。與帶傳動相比，鏈傳動的特點是：●可在惡劣的環(huán)境下工作；●傳遞功率比帶傳動大，效率較高；●適用的速度比帶小，v≤15m/s；●瞬時速比變化，振動、噪聲大。二、鏈傳動運動的不均勻性假定：主動邊總處于水平位置，鏈輪抽象成正多邊形，邊長為p。鏈速：β1的變化范圍：而所以：z1↓，φ1↑，v的變化↑瞬時傳動比：瞬時速比周期性變化，稱為多邊形效應。平均傳動比：平均傳動比為常數(shù)三、鏈傳動主要參數(shù)的選擇鏈輪齒數(shù)小鏈輪齒