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1、传动件：带、链、齿轮、蜗轮蜗杆,挠 性 传 动,刚 性 传 动,第八章 带传动与链传动,目的要求： 了解带传动的组成、工作原理，传动特点，分类和使用，能正确选用带轮材料、结构型式及V带标准；掌握V带设计准则、选用设计方法。 重点难点： 正确选型；带传动的设计。,8-1带传动的类型和应用 一、组成和工作原理： 1.组成 : 主动带轮、从动带轮 、传动带-张紧 2.原理: 带传动靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，因此，带与带轮的摩擦面间必须有足够的张紧力。 二、带传动特点： 优点： 1）有过载保护作用 2）有缓冲吸振作用 3）运行平稳无噪音 4）适于远距离传动（amax=15m） 5）制造
2、、安装精度要求不高,缺点： 1）有弹性滑动使传动比i不恒定 2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大 3）结构尺寸较大、不紧凑 4）打滑，使带寿命较短 5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。 在多级传动系统中，通常将它置于高速级（直接与原动机相联），这样可起过载保护作用，同时可减小其结构尺寸和重量。,三、适用 传动平稳、传动比不要求准确，中小功率、大中心距，一般:,四、带传动的类型及应用 带传动按工作原理不同，可分为摩擦带传动和啮合带传动。摩擦带按带的截面形状，又可分为平带、V 带、圆带和多楔带等。啮合带为同步带，本章主要介绍摩擦带传动。,1、平带：矩形截面，结构
3、简单，带轮容易制造。 2、V带 ：截面为梯形，工作面为两侧面，只用于开口传动，由于V带是两侧面工作，所以与平带相比 ，在同样的张紧力下，带与带轮间能产生较大的正压力及摩擦力，所以，V带传动具有较大的传动能力。,3、特殊截面带(同步带、多楔带、圆带等）,五、V带结构及标准 1.结构 包布 顶胶（伸张层） 抗拉体（a.绳芯结构；b.帘布芯结构） 底胶（压缩层） 2.分类 普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带 3.各部分名称： （1）内周长度：Li (2) 中性层：弯曲时长度和宽度不变。 其宽度bp -节宽. (3) 普通V带：截面相对高度=h/bp0.7， 楔角=400,4.标准件，型号：Y，Z，
4、A，B，C，D，E 5.基准长度Ld（公称长度） (1)基准直径(dd)：带轮上和bp相对应的带轮直径； (2)基准长度(Ld)：中性层所在长度 6.普通V带的标记：（印在带的外表面） 截形 基准长度标准编号 例 ： B 1000 GB1171-89 7、带传动的几何参数：,一、带传动的张紧 1.调整中心距 1 2 2.张紧轮装置 二、带传动的维护与安装 1.型号与长度。型号与带轮轮槽尺寸相符，新旧V带不可同时使用。 2.两带轮轴线平行。对应轮槽的中心线重合。 3.按规定的张紧力张紧. 4.多根V带采用配组带。 5.应加防护罩。 6.工作温度 。 7.拆装。,8-2 带传动工作情况分析 一、带
5、传动的受力与打滑 1.初拉力: 2.紧边：带绕入主动轮的一边， (增大) 3.松边：带绕入从动轮的一边， (减小) -带传动的圆周力或有效拉力。 带所传递的功率：,4.打滑 (带将沿带轮表面全面滑动) 一定的初拉力F0 条件： 后果： 加速带摩损； 从动轮转速急剧降低。 5. 拉力的计算 (1)欧拉公式6-5（V带即将打滑时): (2)若忽略带的弹性变形，则（6-1） 有（6-7） -不打滑条件下所能传递的最大圆周力。,二、带的应力分析 工作时，带中应力由三部分组成： 1. 拉应力 2.离心拉应力 3.弯曲应力 y:中性层至带顶的距离 带中应力分布图,发生在紧边与小轮接触处,带运行一周，应力明
6、显变化四次，当应力循环至一定次数，带会发生疲劳破坏，这是带的主要失效形式之一。 带开始绕入主动轮的那点（图中b点）是应力最大点max= 1+c+b1。,注意：,1、离心应力c使带的传动能力下降，控制带速在525m/s范围内，高速时选轻质带。 2、弯曲应力与带轮直径有关，dd1b2，应控制带轮直径不要过小。（见表6-4及6-7）,三、弹性滑动 (1)带是弹性的，受拉后伸长，并随拉力的变化而改变； (2)在紧边绕过主动轮进入松边时: (3)在松边绕过从动轮进入紧边时: 弹性滑动: 由于带的弹性变形而引起的带与带轮面间的 局部相对滑动 从而： （4）速度降低率用 滑动率 表示： （5）带的传动比,8
7、-3 普通V带传动的设计计算 一、带传动的主要失效形式和设计准则 1.主要失效形式： 打滑； 疲劳破坏（脱层、撕裂、拉断）。 2.设计准则： 工作中不打滑； 足够的疲劳强度和使用寿命。 二、单根V带的基本额定功率 1、V带的基本额定功率(P0) 定义：单根带在既不打滑又具有一定的疲劳强度时所能传递功率。 试验值： 包角 ，特定基准长度，平稳载荷,2.实际工作中，单根V带的额定功率P 功率增量(kw)；包角修正系数；带长修正系数 表6-5 表6-7 表6-2 三、V带传动的参数选择及设计步骤： 1.V带型号的选取 由设计功率 和小转速n1，查图6-9。 KA 工作情况系数（表6-6）,2、带轮基
8、准直径和带速 选表6-4取标准值 v-525m/s。 过大：离心大，应力循环加快，寿命降低； 过小：P（输入功率）一定时，F增大。 3. 中心距a和带长 中心距初选 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 带长Ld（根据带传动的几何关系计算） 表6-2 实际中心距的确定,4.小轮包角 （P 96） 5. V带根数Z 计算值过大，应改选型号，增大P 6.预紧力的确定 经验公式(6-24) 7、带传动对轴的压力,四、V带轮的材料与结构 1.材料： V=25-30m/s 铸铁(HT150，HT200)； V30m/s 铸钢； 小功率传动铝合金、塑料。 2.带轮（轮缘、轮毂、轮幅组成）的结构
9、 实心带轮(s) 小基准直径； 腹板带轮(P) (孔板带轮)中等基准直径； 椭圆轮副带轮。 3.带轮的标记 名称 槽型 槽数基准直径 带轮结构型式标准编号 带轮 A 3 100 S GB100 4. 结构尺寸计算,例6-1 一车床的电动机和床头箱之间采用垂直布置的V带传动。已知电动机功率为P=7.5kW，转速n1=1450r/min，要求传动比i=2.1，两班制工作；设计此带传动。,解： 计算功率Pc 因载荷变动较小、两班制工作和轻负荷起动，取 KA=1.2，故,选择带型 根据Pc和n1，查图选取B型。 参数选择和设计计算 查表确定dd1=125mm，现按dd1=125、140、160、180
10、分别计算，以分析小带轮直径的选取对设计结果的影响，计算结果见下表。,讨论： 由上述结果可知，在合理的带速范围内，V带的传递功率随带速增加而提高。为了充分发挥带的传动能力，在传动尺寸允许的条件下，可以选用较大直径的带轮。同时，这样做还可以减少V带根数，使传动的轴向尺寸减小。在本例中，若对传动尺寸的大小没有限制，则取小带轮直径dd1=160mm。,例8-2 试设计一螺旋运输机的V带传动；已知电动机额定功率P=10kW，转速n1=960 r/min，要求从动轮转速n2=480 r/min，两班制，要求结构较为紧凑。 解： 计算功率Pc 因载荷变动较小、两班制工作和负荷起动，查表取 KA=1.2。 故
11、 Pc=KAP=1.2 10kW=12kW 选择带型 根据Pc和n1，由图知其计算点在B、C型界线附近，现同时选取B、C两种型号的V带分别试算。, 参数选择和设计计算 参照表考虑到B型带取dd1=125mm、140mm时，带的传动能力较差，C型带取dd1=250mm、280mm时又造成过大的传动尺寸，不满足结构紧凑的要求，故决定对B型带取dd1=160mm、180mm，对C型带取dd1=200mm、224mm共四种情况分别计算。 为满足结构紧凑的要求，对上列四种情况分别按下式初选中心距 : 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 计算结果见下表,讨论： 由计算结果可知，本例选B型或C
12、型带均能满足使用要求，若考虑使结构紧凑，则可选用B型带；但如果带传动的轴向尺寸要求较小，则可选用C型带。由此可知，带传动设计时，有时要选择两种乃至三种带型并取不同的小带轮直径dd进行计算，以从中选取较满意的结果。,8-10 链传动的特点,一、链传动的组成和工作原理 组成 主动链轮； 从动链轮； 链条（传动链）。 工作原理 依靠链节与链轮齿的啮合传递两平行轴间的运动和动力。 特点: 中心距范围大（amax=8m）； 传动效率较高，可达0.98 平均传动比固定，瞬时传动比周期变化的； 张紧力小，对轴压力小，F（1.21.3）F； 耐高温，油污； 传动稳定性差，无过载保护作用，制造成本高。,链传动的
13、几何计算,1、链节数,2、中心距a,一、链的运动不均匀性,812 链传动的运动特性,当链轮转速为n1、n2时,链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化。 这就造成链运动速度的不均匀,作有规律的周期性的波动。,主动轮：w1 节圆圆周速度：,链条速度：,链条垂直速度：,链节进入啮合后,变化情况刚进入啮合达顶点退出啮合,前进V Vmin Vmax Vmin,对从动轮讲：,瞬时传动比：,即使主动轮角速度W1恒定，而W2随 而变化，it不恒定,-链传动的多边形效应,二、链传动的动载荷,从动轮角速度变化引起冲击,结论：链轮转速越高，节距越大，齿数Z1越少，动载冲击越严重，噪音越大。,当P、Z一定，则必
14、须限制n nL极限转速,链节和轮齿以一定速度相啮合，使链和轮齿受到冲击并产生附加动载荷。,张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突然卸载或超载必出现 惯性冲击，增大了动负荷。,链传动的受力分析,链传动中主要作用力有：,1、工作拉力,2、离心拉力,Fc=qV2,3、垂度拉力,4、紧边拉力 F1=Fe+Fc+Ff 松边拉力 F2=Fc+Ff,5、作用于轴上载荷,Q=Fe+2Ff,链传动的失效形式及承载能力,一、链传动的失效形式,1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏,2）链节磨损后伸长,3）冲击破坏,4）胶合,5）轮齿过度磨损,6）过载拉断,二、链传动的承载能力,1）极限功率曲线,5良好润滑情
15、况下额定功率曲线, 设计时实际使用的功率曲线 6润滑不好或工况恶劣的极限 功率曲线,较良好的润滑下低得多。,一、链长度的计算通常是根据已知条件，由规范中选择合适的链条和链轮尺寸，然后进行验算。 二、功率曲线图 1 、链传动中，如果按照推荐的润滑方式进行润滑，速度不同时，失效形式不同； 2、通过实验，得出每种失效形式的极限功率曲线P0n1 曲线（图8-26） P0-链传动不失效所传递的功率。 特定实验条件： 两轮端面共面，小链轮 Z1=19，Lp=100 节，单排链，平稳载荷，推荐的润滑方式，工作寿命15000h。 当链传动的工作条件与上述条件不同时，应加以修正。,8-13 链传动的设计计算,一、链传动的主要参数选择及步骤,1、链的节距和排数,计算功率 Pca = KA.P (KW) KA工况系数,单排链所能传递的功率,KZ小链轮齿数系数,KP多排链系数,KL链长系数,选型：由P0、n1 图定链型号A
