带传动和链传动.

第8章带传动和链传动总论带传动链传动基本要求:熟悉普通V带的结构、标准、张紧方法和装置掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑掌握V带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法掌握链传动链传动的工作情况——运动不均匀性分析掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择了解链传动的布置、张紧和润滑等机械设计基础——带传动和链传动总论中心距较大的传动,采用环形挠性元件传动减少零件数量，简化传动装置，降低成本链传动机械设计基础——带传动和链传动摩擦型啮合型挠性传动带传动带传动8-1带传动的特点8-2带传动的分类8-3带传动的受力分析8-4带的耐久性8-5弹性滑动及传动比8-6普通V带传动的设计计算8-7V带轮的结构8-8带传动的使用维护机械设计基础——带传动和链传动8-1带传动的特点一、带传动组成主动带轮1、从动带轮2、环形带二、工作原理静止时，两边拉力相等；传动时，拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力小的一边为从动边（松边）靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力机械设计基础——带传动和链传动F1F2Ff12F0F0F0F0三、带传动的优缺点优点：远距离传动可缓冲、减振，运转平稳过载保护结构简单,精度低,成本低机械设计基础——带传动和链传动缺点：外廓尺寸大弹性滑动，传动比不固定，效率低轴与轴承受力大寿命短需要张紧装置不宜用于高温,易燃场合8-2带传动的分类一、按传动形式分开口传动：两轴平行，同向回转交叉传动：两轴平行，反向回转半交叉传动：两轴交错，不能逆转二、按带的截面分平带传动：底面是工作面，可实现多种形式的传动Ｖ带传动：带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，承载力大，只用于开口传动多楔带传动：具平、Ｖ带的优点同步带传动：具带与链传动的特点机械设计基础——带传动和链传动8-3带传动的受力分析一、带受力变化二、紧松边拉力关系三、最大有效拉力机械设计基础——带传动和链传动一、带受力变化静止时，两边拉力相等=F0→张紧力工作时:拉力增加紧边：F0→F1紧边拉力拉力减少松边：F0→F2松边拉力工作状态:带两边拉力不相等紧松边判断：绕进主动轮的一边→紧边机械设计基础——带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边二、紧松边拉力关系紧边由F0→F1拉力增加，带增长松边由F0→F2拉力减少，带缩短总长不变带增长量＝带缩短量F1－F0＝F0－F2;F1＋F2＝2F0有效拉力:F1-F2即带所传递的圆周力F圆周力F：F=F1-F2=Ff机械设计基础——带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边三、最大有效拉力打滑：外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生全面滑动，从动轮转速急剧降低甚至不动的现象。时带传动的主要失效形式，应避免。a——小带轮的包角此时，摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力机械设计基础——带传动和链传动afeFF21)11('121afeFFFFF0越大越好吗？越小呢？F1F2Ff紧边松边影响因素：初拉力F0↑→F↑包角α↑→F↑，α↑→带与带轮接触弧越长→总摩擦力越大摩擦系数f↑→F↑柔韧体的欧拉公式：8-4带的耐久性?带传动工作时,作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小有什么特点?最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速？带的应力：拉应力、弯曲应力、离心拉应力由带弯曲运动产生的离心拉应力:σc由拉力产生的拉应力:s1、s2：机械设计基础——带传动和链传动AF/11sAF/22s112dyEbs222dyEbs由带弯曲产生的弯曲应力:σb1,σb2Aqvc/2s变应力→疲劳破坏最大应力:smax=s1+sb1+sc发生位置:紧边进入小带轮接触处8-5弹性滑动及传动比什么是弹性滑动,什么是打滑?对传动有什么影响？为什么会发生弹性滑动或打滑?是否可以避免?一、弹性滑动分析：带是弹性体弹性形变λ：机械设计基础——带传动和链传动EAFF1F2紧边松边弹性滑动定义：由于带的松边与紧边拉力不等，使带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑动。产生的原因：带的弹性、松边与紧边拉力差变形量改变，相对轮滑动弹性滑动的特点：弹性滑动不可避免F↑弹性滑动↑弹性滑动范围↑后果：带速滞后于主动轮，超前于从动轮→v1v带v2，v1v2带传动传动比不稳定机械设计基础——带传动和链传动F1F2紧边松边%100121vvv弹性滑动率：)1(1221ddddnni12dddd如果弹性滑动扩展到整个接触弧?8-6普通V带传动的设计计算一、V带的结构二、普通V带标准三、V带传动设计计算机械设计基础——带传动和链传动一、V带的结构伸张层(顶胶)、强力层(抗拉体)、压缩层(底胶)、包布层摩擦力分析：比较平带与V带机械设计基础——带传动和链传动FnFnFV=?FVFnnfFfFnfFfF2VvVFfFf2/sin二、普通V带标准普通V带：Y、Z、A、B、C、D、E七种窄V带：SPZ、SPA、SPB、SPC四种截面尺寸见表8-1机械设计基础——带传动和链传动三、V带传动设计计算1带传动失效形式及设计准则2单根V带能传递的功率3设计步骤机械设计基础——带传动和链传动1带传动失效形式及设计准则失效形式：打滑、带的疲劳损坏设计准则：F≤Ffmax、smax=s1+sb1+sc≤[s]设计依据：保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命机械设计基础——带传动和链传动2单根V带能传递的功率保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命基本额定功率可查表8-2a、表8-2b基本额定功率确定条件：i=1,特定带长，工作平稳实际工作中单根带所能传递的许用功率：机械设计基础——带传动和链传动1000)11(100010veFFvPfa不打滑不疲劳破坏1000)11)(]([1AvefCbasss1000)11(1veAfasLKKPPPa)(][000长度系数包角系数时的功率增量1i3设计步骤已知条件及设计内容：机械设计基础——带传动和链传动已知条件设计内容传递的名义功率P主动轮转速n1从动轮转速n2或传动比i传动位置要求工况条件、原动机类型等V带的型号、长度和根数带轮直径和结构传动中心距a验算带速v和包角α计算初拉力和压轴力7、计算带的根数z2、根据n1、Pc选择带的型号3、确定带轮基准直径dd1、dd2带轮愈小，弯曲应力愈大，所以dd1≥dmindd2=idd1(1–ε)，圆整成标准值700aKKPPPPPzLcc具体步骤1、确定计算功率Pc＝KAP机械设计基础——带传动和链传动工况系数，查表8-34、验算带速v(v＝5～25m/s)N5、确定中心距a及带长Ld6、验算主动轮的包角α1Nz≥7？NY8、确定初拉力F09、计算压轴力FQ10、带轮结构设计问题：带传动适合于高速级还是低速级？根据图8-100012011203.57180adddda205.2500qvzvKPKFcaa2sin210azFFQ带基准长度，表8-1a过小，带短，易疲劳a过大，易引起带的扇动确定中心距初定中心距a00.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)机械设计基础——带传动和链传动初算带长Ld0计算实际中心距a02122100422addddaLddddd200ddLLaa（圆整）取基准带长Ld(表6－5)8-7V带轮的结构基本结构型式——按带轮直径确定实心式、腹板式、椭圆轮辐式具体轮槽尺寸见表8-7机械设计基础——带传动和链传动?dd8-8带传动的使用维护为什么要张紧？调整F0→增大F但安装制造误差、塑性变形F0不保证设张紧装置常见的张紧装置:调整中心距定期张紧自动张紧调整张紧轮机械设计基础——带传动和链传动自动张紧调整中心距定期张紧机械设计基础——带传动和链传动平带传动：张紧轮设置在处调整张紧轮Ｖ带传动：张紧轮设置在处机械设计基础——带传动和链传动松边内侧靠大轮(∵Ｖ带只能单向弯曲，避免过多减小包角）松边外侧靠小轮(∵平带可以双向弯曲，应尽量增大包角)范例链传动8-9链传动的特点8-10链传动结构8-11链传动的主要参数及其选择8-12链传动的计算8-13链传动的使用维护机械设计基础——带传动和链传动8-9链传动的特点一、构成主动链轮、从动链轮、链二、工作原理靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力有中间挠性件的啮合传动三、特点优点：远距离传动工作可靠,效率η较高平均传动比恒定i=z2/z1压轴力Fp小于带传动的结构紧凑(与带传动比较)缺点：运动不均匀(z小、p大→不均匀↑)瞬时传动比不恒定传动平稳性差(冲击、振动大，噪音高→动载荷→不宜高速传动)外廓尺寸大机械设计基础——带传动和链传动8-10链传动结构一、链滚子链齿形链二、链轮机械设计基础——带传动和链传动一、链传动链可分为：滚子链、齿形链1滚子链（套筒滚子链）组成:内、外链板，套筒，销轴，滚子机械设计基础——带传动和链传动配合状况:内链板、套筒之间—过盈配合外链板、销轴之间—过盈配合套筒、销轴之间—间隙配合，使内外链板能相对转动链板形状的特点→等强度内链板外链板套筒销轴滚子参数节距p—相邻两销轴中心之距离链长—链节数机械设计基础——带传动和链传动链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇数时，采用过渡链节（用过渡链节联接）奇数（直接联接）偶数pL2齿形链无声链结构：链板(带两个齿，交错并列铰接)、导板(防侧向窜动)机械设计基础——带传动和链传动由许多以铰链连接的齿形链板锁构成传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮齿互相啮合特点：优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难二、链轮1基本参数基本参数：节距p、套筒外径d1、齿数z、分度圆直径：被链轮节距等分的圆，d=p/(sin180°/z)齿顶圆直径:da机械设计基础——带传动和链传动2齿形端面齿形：三圆弧一直线（零件工作图上不画）轴面齿形：(工作图上要画)工作图应标明：链节距p、齿数z、分度圆直径d以及顶圆直径da3材料材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度小链轮材料好些低碳钢(渗碳淬火)、中碳钢(表面淬火)、铸钢、夹布胶木(平稳、噪音小)二、链轮1基本参数基本参数：节距p、套筒外径d1、齿数z、排距p1分度圆直径：被链轮节距等分的圆，d=p/(sin180°/z)齿顶圆直径:da机械设计基础——带传动和链传动2齿形端面齿形：三圆弧一直线（零件工作图上不画）轴面齿形：(工作图上要画)工作图应标明：链节距p、齿数z、分度圆直径d以及顶圆直径da3材料材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度小链轮材料好些低碳钢(渗碳淬火)、中碳钢(表面淬火)、铸钢、夹布胶木(平稳、噪音小)8-11主要参数及其选择一、链条速度二、传动比三、链轮齿数四、链节距五、中心距和链条长度机械设计基础——带传动和链传动一、链条速度假定：主动边总处于水平位置链轮抽象成正多边形，边长为p链速：机械设计基础——带传动和链传动平均链速：相当于多边形轮的传动cos)2/(11dvsmpnzpnzv/1000601000602211二、传动比平均传动比，瞬时速度、传动比是变化的，且z越少，转速越不均匀机械设计基础——带传动和链传动称为多边形效应v0=1r1v1221zznni三、链轮齿数表8-10，小链轮齿数选用奇数，这是因为链条的链节数一般用偶数，这样磨损较为均匀机械设计基础——带传动和链传动小链轮齿数z1愈多，传动愈平稳，动载荷减小通常取z1≥17，且传动比i越小，z1可越多大链轮齿数z2＝iz1，常取z2≤