机械设计基础第五版第十三章剖析

《机械设计基础第五版第十三章剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计基础第五版第十三章剖析（110页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第十三章 带传动和链传动,通过中间挠性件传递运动和动力。 适用于二轴中心距较大的场合。,特点：结构简单，成本低。,13-1 带传动的类型和应用,一、组成：,主动轮 1 从动轮 2 环形带 3,主动轮回转时，依靠带与带轮接触面间 的摩擦力拖动从动轮一起回转，传递一 定的运动和动力。,二、工作原理：,带传动的主要类型,四、带传动中心距、包角、带长：,中心距：当带的张紧力为规定值时， 两轮轴线间的距离。,包角：,带与带轮接触弧所对应的中心角。,包角：,O1,O2,P,带长：,A,B,C,D,O1,O2,带长：,五、带传动的张紧方法：,调整中心距 采用张紧轮装置,六、带传动的优缺点：,优点：1）结构简

2、单， 2）中心距大； 3）传动平稳，能缓冲吸振； 4）过载打滑，可起保护作用。,缺点：,1）外廓尺寸较大， 2）需要张紧轮装置, 3）由于弹性滑动，传动比不稳定 , 4）带的寿命较短, 5）传动效率低。,13-2 带传动的受力分析,带张紧在带轮上，静止时带两边的拉力 都等于初拉力,一、受力分析,传动时：,紧边拉力 （变大）,松边拉力 （变小）,若带总长不变,紧边,松边,二、带所传递的圆周力F：,三、传递的功率 P ：,F圆周力，（N） v带速，（m s）,四、带的打滑：,产生的原因,外载荷增加，使得,造成的后果,带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。,打滑的特点,可以避免的,带

3、打滑时的现象？,如何避免带发生 打滑？,柔韧体的欧拉公式：,反映即将打滑时，紧边拉力F1和松边 拉力F2关系。,以平带传动为例 取微段 对应包角 微弧段二端拉力： 所受正压力： 所受摩擦力：,F、,受力平衡方程式：,柔韧体的欧拉公式：,f带与轮面摩擦系数 带轮包角，rad e自然对数底，e=2.718,力的关系：,分析：,V带传动：,用 f 代替 f 代入下列表达式：,V带传动：,13-3 带的应力分析,带中应力由三部分组成：,1、紧边和松边拉力产生的应力,紧边拉应力：,松边拉应力：,A带的横截面积,2、离心力产生的拉应力：,r,离心力,离心力引起的拉力 ：,r,离心力拉应力：,3、弯曲应力：

4、,V带节线,V带轮 基准圆,y,d,带的应力分布情况：,最大应力发生在紧边与小轮的接触处：,13-4 带传动的弹性滑动和传动比,1、弹性滑动：,由于带的弹性变形，而引起的带与带轮间的滑动。,弹性滑动与打滑的区别：,弹性滑动与打滑是二个截然不同的概念。 打滑是由于过载引起的全面滑动，是可以避免的。弹性滑动是由拉力差引起的，是不可避免的。,2、主动轮从动轮圆周速度：,主动轮：,从动轮：,因为弹性滑动的存在，,3、滑动率 、带传动的传动比 ：,由于带的弹性滑动引起的从动轮圆周速度 的降低率滑动率,带传动的滑动率很小，一般计算中可不考虑。,13-5 普通V带传动的计算,抗拉体,顶胶,包布,底胶,1、V

5、带的结构：,一、V带的规格：,2、概念：,节线：当带受纵向弯曲时，在带中保持原长度 不变的任一条周线。,节面：由全部节线所构成的面。,节宽bd：带的节面宽度。,bd,h,基准直径d：,在V带轮上，与V带的节面宽度bd相对应的带轮直径。,基准长度Ld ：,V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度。 普通V带的长度系列见表13-2,二、单根普通V带的许用功率：,为保证V带不打滑、不发生疲劳损坏，单根普通V带能传递的功率：,普通V带能传递的圆周力：,为使带具有一定寿命：,单根普通V带能传递的功率：,在载荷平稳，包角 、带长Ld 为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构的条件下，单根普通V带能传

6、递的功率单根V带基本额定功率 （表13-3）,许用功率,经修正后得实际工作条件下，单根普通V带能传递的功率,三、普通V带的型号和根数的确定：,计算功率的确定：,根据计算功率Pc ，小带轮转速n1 ，由图13-15 选择普通V带型号。,V带根数的计算：,注意：1、Z取整数， 2、Z10，以使每根V带受力均匀,四、主要参数的选择：,1、带轮直径和带速：,小带轮基准直径d1： 根据表13-9查取dmin,查表13-9，取标准值。,带速：,近似计算中心距：,中心距的变动范围：,小带轮包角：（由式13-1）,3、初拉力：,单根普通V带合适的初拉力：,V带传动设计计算的主要任务：,功率P 主动轮转速n1

7、被动轮转速n2（ 或i） 工作条件,带型号 带轮直径d1,d2 带根数z 中心距 a 带长 L 初拉力F0 压轴力Fq 带轮结构,13-6 V带轮的结构,1、带轮材料： HT150、HT200;（常用） 钢、非金属材料,2、结构：,实心式：,带轮直径较小时采用。,腹板式：,中等直径,轮辐式：,直径350mm,13-7 同步带传动,由于带与带轮之间无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步。,13-8 链传动的特点及应用,主动链轮 组成 从动链轮 链条,工作原理：,靠链与链轮轮齿的啮合传递动力。,优、缺点：,优点：（与带传动相比） 1、没有弹性滑动和打滑。 2、能保持准确的平均传动比。 3、需要张紧力

8、小，作用在轴上的压力 也小，可减少轴承的摩擦损失。 4、结构紧凑。 5、能在温度较高、有油污等恶劣环境 条件下工作。,缺点：,1、瞬时链速和瞬时传动比不是常数， 传动平稳性差。 2、工作中有一定的冲击和噪声。,13-9 链条和链轮,一、链条：,结构 滚子链 齿形链,1、滚子链：,5,4,3,2,1,内链板1 外链板2 销 轴3 套 筒4 滚 子5,磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。,链的节距P：,相邻两滚子中心的距离,P,P 零件尺寸 传递的功率,分类：,单排链 多排链,滚子链已标准化，分为A、B二种系列，A系列常用（表13-11）。,1、滚子链：,链条长度以链节数表示。链节数最好为偶数，接

9、头处可用开口销或弹簧夹锁紧。,1、滚子链：,链节数为奇数时，需采用过度链节。,2、齿形链：,由许多齿形链板用铰链联接而成。,链板,铰链,优点（与滚子链相比）：,1、运动平稳，噪声小。 2、承受冲击载荷的能力高。,缺点： 1、结构复杂 2、价格较贵 3、较重,二、链轮：,滚子链链轮：,齿面半径 齿沟圆弧半径 齿沟角 其最大、最小值见GB1244-85,各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。,端面齿形曲线：,三圆弧一直线,C,C,链轮轴面齿形：,圆弧,1、分度圆：,被链条节距等分的圆。,d,分度圆,P,2、齿顶圆直径：,3、齿根圆直径：,4、常用的链轮材料：,碳素钢：Q235、Q27

10、5、45、ZG310-570 灰铸铁：HT200 重要链轮采用合金钢 注意：小链轮材料优于大链轮,5、链轮结构：,实心式：直径小链轮 孔板式：直径中等链轮 组合式：直径较大链轮,13-10 链传动的运动分析和受力分析,一、运动分析： 链条进入链轮后形成折线，因此链传动相 当于一对多边形轮之间的传动。,1、链条线速度（链速）：,传动比：,注意： （1）用以上两式求得的V、i都是平均值。 （2）由于多边形效应，瞬时链速、瞬时 传动比都是变化的。,2、分析瞬时链速：,主动轮角速度为： 链轮分度圆的圆周速度： 链条铰链的速度：,链条线速度：,就是铰链速度沿链节中心线方向分速度。,链条线速度：,链轮每转

11、过一齿，链速就时快时慢的变化一次，当 ，瞬时链速、瞬时传动比都作周期性变化。,链条在垂直于链节中心线方向分速度：,作周期性变化， 使链条上下抖动。,V,3、链速不均匀系数：,总结：由于链速是变化的，工作时会 产生振动、动载荷。,二、受力分析：,安装链传动时，只需不大的张紧力，主要使链的松边的垂度不致过大，否则产生很大的振动、跳齿、脱链。,1、链紧边拉力：,2、松边拉力：,圆周力F：,离心拉力：,悬垂拉力：,垂度系数：,链作用在轴上的压力FQ：,有冲击和振动时取大值。,13-11 链传动的主要参数及选择,一、链轮齿数： 对于滚子链，可按传动比由表13-12选取 大链轮齿数：,注意： 1、 防止发

12、生跳齿、脱链现象。 2、链轮的齿数最好选奇数，可使磨损均匀。,链的节距：,链的节距越大 承载能力越高 产生的冲击和动载荷越大。,设计时应尽可能选用 小节距的链，高速重 载时可选用小节距多 排链。,二、中心距和链的节数：,1、中心距a：,a过小，链轮上包角也小，同时啮合的 链轮齿数也减少。 a过大，链条抖动。,2、链的节数LP：,由公式13-2，近似取,LP要圆整成整数，最好为偶数。,若已知LP求中心距a：,一般中心距应设计成可调的，以便于安装和调整链的张紧程度。 若不可调，又无张紧装置实际中心距 a=a（25）mm,13-12 滚子链传动的计算,一、失效形式： 1、链板疲劳破坏： 链在松边拉力

13、和紧边拉力的反复作 用 下，经过一定的循环次数，链板会发生 疲劳破坏。,2、滚子套筒的冲击疲劳破坏： 链传动的啮入冲击首先由滚子和套 筒 承受，反复多次后，滚子和套筒会发 生冲击疲劳破坏。,3、销轴与套筒的胶合：,润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面发生胶合。,4、链条铰链磨损： 铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或 脱链。 5、过载拉断： 常发生于低速重载或严重过载的传动中。,二、功率曲线图：,1在正常润滑条件下， 铰链磨损限定的极 限功率。 2链板疲劳强度限定 的极限功率。 3套筒、滚子冲击疲劳 强度限定的极限功率。 4铰链胶合限定的极 限功率。,A系列滚子链所能传递功率P0：,制定的

14、条件： （1）两轮共面， （2）小齿轮齿数z1=19， （3）链长LP=120节 （4）载荷平稳 （5）按推荐的方式润滑（图13-34） （6）工作寿命为15000h （7）链条因磨损而引起的相对伸长量不 超过3%,如图13-33p234,若润滑不良或不能采用规定的润滑方式P0,三、链传动的计算：,实际工作条件与上述特定条件不同时， 对P0加以修正 许用功率P0。,链传动的计算功率PC：,验算静力强度的安全系数：,时，主要失效形式为链条的 过载拉断设计时必须验算静力强度的 安全系数。,F1紧边拉力 S安全系数，S=48 Q链的极限载荷，如表13-11,13-13 链传动的润滑和布置,一、链传动

15、的润滑,润滑方式有四种： （1）人工定期用油壶或油刷给油。 （2）用油杯通过油管向松边内外链板 间隙处滴油。,（3）油浴润滑或用甩油盘进行飞溅润滑,（4）用油泵连续供油，起润滑、冷却作用,润滑油种类及选用：,L-AN46 L-AN68 见表1316,二、链传动的布置：,1、传动参数： i23， a=（3050）p 说明： 两轮轴线在同一水平面， 紧边在上、在下均不影 响工作。,2、传动参数：,i2， a30p,说明：两轮轴线不在同一水平面，松边 应在下边，否则松边下垂量增大后， 链条与链轮卡死。,3、传动参数：,i 60p,说明：两轮轴线在同一水平面，松边 应在下边，否则松边下垂量增大后， 松边与紧边相碰，需经常调整中心距。,i、 a为任意值,说明：两轮轴线在同一铅垂面，松边下垂量 增大后，会减少下链轮有效啮合齿数， 降低传动能力。,4、传动参数：,应采用： 中心距可调 设张紧装置 上下两轮错开,